。若I Af(n+1)-Af(n) I小于二階差分門濫,則視η點采樣是連續(xù)的;若 Af (n+l)-Af (η) I大于二階差分門檻,則視η點采樣為不連續(xù)。
[0064] 2.采樣值在η點有突變
[0065]
^3)
[0066] 式(3)中,ε -階差分門檻,近似表示電流電壓物理量在η點采樣分別與前面 或后面的采樣是否連續(xù),若I Af(n) |、I Af(n+1) I小于一階差分門檻,則視η點采樣與前 面、后面的采樣是連續(xù)的;若I Af(n) |、I Af(n+1) I大于一階差分門檻,則視η點采樣與前 面、后面的采樣為不連續(xù)。
[0067] 3.采樣值在η點異常突變后立刻復(fù)恢正常,表現(xiàn)為左差分值與右差分值大小基本 一樣,但方向相反。
[0068]
(4)
[0069] 式(4)中,β為左、右差分對稱系數(shù),表示η點采樣遠離其前后的正常采樣值。
[0070] 計算整理式(2) -(4),得出飛點數(shù)據(jù)的綜合判據(jù)表達式:
[0071]
(5:)
[0072] 因此,本發(fā)明的方法根據(jù)式(5)判斷飛點,若滿足式(5),則判斷當(dāng)前點η為飛點。
[0073] 三、一階差分門檻和二階差分門檻計算
[0074] 飛點數(shù)據(jù)的綜合判據(jù)表達式(5)的靈敏度主要由一階差分門檻ε i和采樣頻率決 定,因飛點的二階差分值近似為一階差分值的2倍,由于一階差分門檻、二階差分門檻都是 按基波考慮,基波的二階差分值遠小于一階差分值,因此二階差分門檻通常也低于一階差 分門檻,在采樣頻率固定的情況下,靈敏度將由一階差分門檻決定,所以在采樣頻率確定 的情況下靈敏度將僅取決于一階差分門檻E 1。一階差分門檻ει可以簡單按最大故障電流 來考慮,但這樣會降低靈敏度??紤]正弦波形在沒有突變的情況下,幅值是不變的,如果能 夠快速計算幅值,利用快速計算幅值來自適應(yīng)確定一階差分門檻E 1,則一階差分門檻£l 值可以取得比較低,有助于提高靈敏度。導(dǎo)數(shù)算法只需要知道輸入正弦量在某一時刻t的 采樣值以及該時刻該值的導(dǎo)數(shù),即可算出幅值和相位,下面以電流為例,推導(dǎo)計算過程。電 流i(t)用式(6)表示:
[0075]
(6)
[0076] 式(6)中,Im為電流幅值,ω為角頻率,Θ為初相位,則t時刻電流的導(dǎo)數(shù)為:
[0077] i' (t) = ω ImCOS (ω t+Θ ) (7)
[0078] 或
[0079] CS)
[0080] :
[0081] (9)
[0082] 式(9)中,表示i(t)在t時刻由其瞬時值計算得到的電流幅值平方。結(jié)合 交流電流量采集裝置的離散電流采樣數(shù)據(jù)i (η),可以快速計算出η點電流的幅值平方(快 速幅值平方)I2ni(Ii),推導(dǎo)過程如下:
[0083] 根據(jù)式(6) i (t) = IniSin (ω t+ Θ ),經(jīng)每周波N點離散采樣后表達如下式:
[0084] i (n) = Imsin (nTs+T〇) (10)
[0085] 式(10)中η為采樣序號,i (η)為η點對應(yīng)的采樣值:
為采樣間隔,Τ。為與 Θ對應(yīng)的初相位。
[0086] 根據(jù)式(10),η的前一點η-I米樣i (η-I)表達如下式:
[0087] i(n-l) = ImSin (nTs+T〇-Ts) (11)
[0088] 貝IJ,η點的差分值表達如下式
[0089]
[0090] 令,一階差分系·
(1.3)
[0091]
(14)
[0092] 可按下式由離散采樣數(shù)據(jù)快速計算η點的幅值平方
[0093]
[0094] 由于
范圍為±1,并且每周波采樣點數(shù)N固定后,
也將固定,J2 的最大絕對誤差為:
[0095]
<16>
[0097] 由于誤差遠小于Ini,因此,當(dāng)前點η離散采樣值的計算電流幅值(快速幅值)為:
[0096] 、的最大相對誤差爻 (17) I ( /? ]
[0098]
(18):
[0099] 在計算出Ini(Ii)的情況下,考慮I?的最大誤差〔式(16),式(17)〕,參考差分值 最大值〔式(12)取最大值〕,并留一定的安全系數(shù)δ i,δ 2,即可以通過下式確定一階差分門 檻和二階差分門檻:
[0100] E1= δ JkIni (η- Δ η) (19)
[0101] ε 2= δ 2k2Im (η-Δ η) (20)
[0102] 式(19)和式(20)中,η為當(dāng)前點,Δη為距離當(dāng)前采樣點η前的點數(shù),η-Δη為當(dāng) 前點Δη之前的點,I m(η-Δη)為當(dāng)前點之前Δη點計算的快速幅值,Δη取大于等于2點 即可,k為一階差分系數(shù),S1為一階差分門檻系數(shù),δ 2二階差分門檻系數(shù),δ i、δ 2只需考 慮波形畸變即可,正常情況下可分別取2、10。列如當(dāng)N = 80點,電流有效值為IA的情況 下,該判據(jù)的靈敏度(一階差分門檻)為:
[0103]
(21)
[0104] 四、正弦修復(fù)方法
[0105] 在檢出飛點后現(xiàn)有技術(shù)通常按閉鎖保護方式處理,但現(xiàn)有技術(shù)的處理方式在電力 系統(tǒng)發(fā)生故障的時候,出現(xiàn)飛點會使保護動作變慢,考慮到飛點的持續(xù)時間很短,通常小于 2ms,本發(fā)明的方法在Ims左右就可檢出。在檢出飛點時,可以用前面的正常采樣值〔同時不 滿足式(2)、(3)〕的算法,將飛點的錯誤數(shù)據(jù)修復(fù)到正常值。本發(fā)明的修復(fù)方法采用正弦預(yù) 測方法。
[0106] 由三角函數(shù)知道:若已知?(Φ) = Ι"^η(Φ),則有:
[0107]
[0108] (22)
[0109]
[0110] 式(22)中,Φ為相位,Δ φ為相位差,對于離散采樣,若已知η點的電流采樣 i (η),則有:
[0111]
(23)
[0112] 式(23)中,i (η)為η點采樣電流值,η+Δη為需要修復(fù)的飛點,Δ i (η)為η點采 樣電流的差分值,i (η+ Δ η)為η+ Δ η點的采樣電流值。
[0113] 從式(23)可以看出,利用η點采樣電流值i(n)和η點采樣電流的差分值A(chǔ)i(n), 可以計算出η+Δη點的采樣電流值i (η+Δη)。由于采樣是等間隔并且飛點持續(xù)時間很短, 所以可以預(yù)先算好
,例如每周采樣點數(shù)N = 80,則Δη取值范圍為 〇···79,則可先計算一周波的
數(shù)值,并列出表格:
[0114]
(24) 2^τ
[0115] 計算一周波的sin(i~?)數(shù)值,并列出表格: CN 105138843 A y/11 貝
[0116]
[0117] 在檢出飛點后,按正常采樣相差的點數(shù)Δη查cosTab[An]與sinTab[An]表格, 得到
,然后按下式計算出飛點的正確采樣值:
[0118]
(26)
[0119] 五、根據(jù)上述分析,本發(fā)明的電力系統(tǒng)采樣飛點檢測修復(fù)方法,按以下步驟進行檢 測、修復(fù):
[0120] 1、交流量采集裝置按每周波N點實時采集電力系統(tǒng)二次回路的交流量,如交流電 流量i (n) = Imsin(nTs+T。)。其中,η為采樣序號(當(dāng)前采樣點),i (η)為η點對應(yīng)的采樣 值,
為采樣間隔,Τ。為初相位,N為80。
[0121] 交流量采集裝置為電力系統(tǒng)的保護裝置、測量裝置、計量裝置、故障錄波裝置或中 間的通信裝置。
[0122] 2、計算 η 點的一階差分值:Δ i (n) = i (n)-i (η-I)。
[0123] 3、計算 η 點的二階差分值:Δ Δ i (η) = Δ i (η)_Δ i (η-1)。
[0124] 4、計算η點電流的幅值平方(快速幅值):
a其中,一階差 分系數(shù)為:
[0125] 5、按檢測判據(jù):
進行判斷,如果滿足,則判斷第n-Ι采樣點 的采樣電流的數(shù)據(jù)i (η-I)為飛點數(shù)據(jù),n-Ι為飛點。其中,E1= δ ^In(η-ηΔ)為一階差 分門濫,S1為一階差分門檻系數(shù),取值2;ε 2= δ 2k2In(n_An)為二階差分門濫,δ2為二 階差分門檻系數(shù),取值10 ; An為距離當(dāng)前采樣點η的點數(shù),β為左、右差分對稱系數(shù),取 CN 105138843 A 說明書 10/11 頁 值為.
。
[0126] 若不滿足檢測判據(jù)則是正常的采樣值,從步驟1重新開始。
[0127] 6、在檢出當(dāng)前采樣點η的前一點n-1為飛點后,從n-1點向前查找正常采 樣點,按同時不滿足式(2)、(3)的方法進行查找,設(shè)找到的正常采樣點為n-1-Δη, 與n-1點相差Δ n點,然后利用正常點采樣值i (n-1 - Δ n)和該點的一階差分值 Ai(n-1-An)對飛點n-1點的采樣值i(n-l)進行修復(fù),運用公式(23)進行計算:
,將得到的計算采樣值i (n-Ι)替換 原飛點采樣數(shù)據(jù)i (n-Ι),完成修復(fù)。
[0128] 通常在原始采樣數(shù)據(jù)最終使用前進行飛點檢測修復(fù),如插值同步的插值前。
[0129] 六、仿真應(yīng)用
[0130] 采用長園深瑞繼保自動化有限公司的數(shù)字化母線保護裝置BP-2C-D,VerL 2版 本,計算、分析和修復(fù)用程序語言C語言實現(xiàn),對本發(fā)明的方法進行仿真應(yīng)用并測試。
[0131] 1.對插入隨機飛點的檢測和修復(fù)
[0132] 如圖1-1所示,采樣頻率