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申请/专利权人：云南电网有限责任公司

摘要：本发明公开了一种基于录波源端数据挖掘的电网故障判定方法及系统，涉及电力系统继电保护技术领域，包括：加载录波数据文件，命名并初始化故障时序特征的关键要素值变量；确定故障开始点，判断确定出故障开始点；确定故障切除点，判断是否确定出故障切除点；确定重合闸动作点，判断是否确定出重合闸动作点；确定再次故障开始点，判断是否确定出再次故障开始点；确定再次故障切除点，判断是否确定出再次故障切除点。本发明提供的基于录波源端数据挖掘的电网故障判定方法仅需录波数据自身的基础采样值信息即可完成电网故障全过程分析，通过充分挖掘录波数据最基础的信息完成电网故障快速分析，无使用场景及门槛限制，具有较好的低耦合性。

主权项：1.一种基于录波源端数据挖掘的电网故障判定方法，其特征在于，包括：加载录波数据文件，命名并初始化故障时序特征的关键要素值变量；基于所述关键要素值变量确定故障开始点，当确定出故障开始点后，确定故障切除点，判断是否确定出故障切除点；当确定出故障切除点后，确定重合闸动作点，判断是否确定出重合闸动作点；当确定出重合闸动作点后，确定再次故障开始点，判断是否确定出再次故障开始点；当确定出再次故障开始点后，确定再次故障切除点，判断是否确定出再次故障切除点；基于所述重合闸动作点、所述再次故障开始点、所述再次故障切除点的判断结果确定故障时序特征的类型及对应关健要素；基于点位置确定故障时序特征的类型及对应关健要素值；所述加载录波数据文件包括录波数据遵循COMTRADE标准，加载录波数据获取电网故障过程中的电压和电流采样值及各采样值对应时刻信息，确定故障时序特征的关键要素值；所述关键要素值包括tf表示故障开始点、tz表示故障切除点、tc表示重合闸动作点、tcf表示再次故障开始点以及tcz表示再次故障切除点；所述初始化包括变量统一初始化为0；所述确定故障开始点包括通过逐相计算电压和电流的工频有效值，通过计算得出的电压工频有效值的衰减和电流工频有效值的增大特征推算电网故障的开始点；所述推算电网故障的开始点包括设置失败计数器j，初始化j=0；以电压电流采样值相别A、B、C次序逐相取电压电流采样值；当失败计数器j=0，取A相电压电流采样值；当失败计数器j=1，取B相电压电流采样值；当失败计数器j=2，取C相电压电流采样值；令su为电压采样值，si为电流采样值，T为采样周期，un为电压首周波工频有效值，in为电流首周波工频有效值；以tx为变量沿t轴遍历si，步长为T4，初始化tx=0；初始化tf=0，基于tx计算故障开始点tf；判断确定的突变点是否位于当前tx点之后，表示为tf＞tx，若tf＞tx，令uf为tf时刻电压工频有效值，if为tf时刻电流工频有效值，if5T为tf时刻后五周波电流最大工频有效值；判断是否满足故障开始点预测条件，所述故障开始点预测条件包括第一故障开始点预测条件、第二故障开始点预测条件、第三故障开始点预测条件以及第四故障开始点预测条件，所述第一故障开始点预测条件是if1.15*in且uf0.9*un；所述第二故障开始点预测条件是if1.3*in且uf0.95*un；所述第三故障开始点预测条件是if1.5*in且if0.5A；所述第四故障开始点预测条件是if2.5*if5T；若第一故障开始点预测条件、第二故障开始点预测条件和第三故障开始点预测条件满足1个及以上，且满足第四故障开始点预测条件，确定突变点tf为故障开始点；若第一故障开始点预测条件、第二故障开始点预测条件和第三故障开始点预测条件满足1个及以上，但不满足第四故障开始点预测条件或第一故障开始点预测条件、第二故障开始点预测条件和第三故障开始点预测条件均不满足，tx右移T4；若tf≤tx，tx右移T4；当tx右移T4时，判断右移后的tx+2T是否超过采样曲线终点，若超过采样曲线终点，失败计数器+1，表示为j=j+1；判断失败次数是否达到3次，表示为j=3；若达到3次，未确定故障开始点，置tf=0，若未达到3次，重新以电压电流采样值相别A、B、C次序逐相取电压电流采样值；若不超过采样曲线终点，重新初始化tf=0，基于tx计算故障开始点tf；基于电流采样值查找突变点，基于突变点位置计算电压和电流的工频有效值，分析工频有效值是否符合故障特征；当判断确定出故障开始点，进行确定故障切除点流程；若未确定故障开始点，失败退出流程；所述确定故障切除点包括令si为电流采样值，T为采样周期，in为电流首周波工频有效值，tf为故障开始点，以tz为变量沿t轴遍历si，初始化tz=tf；令iz为tz时刻电流工频有效值，iz5T为tz时刻后五周波电流最小工频有效值；判断是否满足故障切除点预测条件，所述故障开始点预测条件包括第一故障切除点预测条件、第二故障切除点预测条件、第三故障切除点预测条件以及第四故障切除点预测条件，所述第一故障切除点预测条件是iz0.01*iz5T且iz0.1A；所述第二故障切除点预测条件是iz0.5*in且in0.1A；所述第三故障切除点预测条件是iz0.003A；所述第四故障切除点预测条件是iz5T0.003A；若第一故障切除点预测条件、第二故障切除点预测条件和第三故障切除点预测条件满足1个及以上，且满足第四故障切除点预测条件，确定tz为故障切除点；若第一故障切除点预测条件、第二故障切除点预测条件和第三故障切除点预测条件满足1个及以上，但不满足第四故障切除点预测条件或第一故障切除点预测条件、第二故障切除点预测条件和第三故障切除点预测条件均不满足，tz右移T4；判断右移后的tz+T是否超过采样曲线终点，若超过，判断未确定故障切除点，置tz=0，失败退出；所述确定重合闸动作点包括计算重合闸动作参考点位置的电流与故障前的正常负荷电流的比值，以及与故障切除后最小电流的倍数，通过比值与倍数的组合特征分析；若无法确认出重合闸动作点，确认故障的时序特征为A类，输出tf、tz各值并成功退出；若确认出重合闸动作点，确定再次故障开始点；所述确定再次故障开始点包括计算再次故障参考点位置的电流与故障前的正常负荷电流的倍数，以及与最大故障电流的比值，通过倍数与比值的组合特征分析；若无法确定出再次故障开始点，确认故障的时序特征为B类，输出tf、tz、tc各值并成功退出；若确定出再次故障开始点，确定再次故障切除点；所述确定再次故障切除点包括若无法确定出再次故障切除点，确认故障的时序特征为B类，输出tf、tz、tc各值并成功退出；若确定出再次故障切除点，确认故障的时序特征为C类，输出tf、tz、tc、tcf、tcz各值并成功退出；所述故障的时序特征为A类对应过程为故障开始后故障切除；对应关键要素为tf和tz，由220kV电压等级相间故障、三相故障、送电过程中发生的故障触发；所述故障的时序特征为B类对应过程为故障开始、故障切除和重合闸动作；对应关键要素分别为tf、tz以及tc，由单相故障、110kV电压等级相间故障、三相故障触发；所述故障的时序特征为C类对应过程为故障开始、故障切除、重合闸动作、再次故障以及再次故障切除；对应关键要素分别为tf、tz、tc、tcf以及tcz，由220kV及以上电压等级的单相故障、110kV电压等级故障重合闸动作不成功，或者重合闸动作成功后再次故障触发；确定重合闸动作点，具体步骤包括令si为电流采样值，T为采样周期，in为电流首周波工频有效值，tz为故障切除点，以tc为变量沿t轴遍历si，初始化tc=tz+20T；令ic为tc时刻电流工频有效值，iz5T为tz时刻后五周波电流最小工频有效值；判断是否满足重合闸动作点预测条件，所述重合闸动作点预测条件包括第一重合闸动作点预测条件、第二重合闸动作点预测条件、第三重合闸动作点预测条件以及第四重合闸动作点预测条件；所述第一重合闸动作点预测条件是ic0.1*in且ic10*iz5T；所述第二重合闸动作点预测条件是ic0.2*in且ic5*iz5T；所述第三重合闸动作点预测条件是ic0.5*in且ic3*iz5T；所述第四重合闸动作点预测条件是ic0.003A；若第一重合闸动作点预测条件、第二重合闸动作点预测条件和第三重合闸动作点预测条件满足1个及以上，且满足第四重合闸动作点预测条件，确定tc为重合闸动作点，输出tc到主流程；若第一重合闸动作点预测条件、第二重合闸动作点预测条件和第三重合闸动作点预测条件满足1个及以上，但第四重合闸动作点预测条件不满足或第一重合闸动作点预测条件、第二重合闸动作点预测条件和第三重合闸动作点预测条件均不满足，tc右移T4，判断右移后的tc+T是否超过采样曲线终点，若超过，未确定重合闸动作点，置tc=0，输出tc到主流程；确定再次故障开始点，具体步骤包括令si为电流采样值，T为采样周期，in为电流首周波工频有效值，tc为重合闸动作点，以tcf为变量沿t轴遍历si，初始化tcf=tc；令icf为tcf时刻电流工频有效值，if5T为tf时刻后五周波电流最大工频有效值；判断是否满足再次故障开始点预测条件，所述再次故障开始点预测条件包括第一再次故障开始点预测条件、第二再次故障开始点预测条件以及第三再次故障开始点预测条件；所述第一再次故障开始点预测条件是icf1.15*in且icf0.9*if5T，所述第二再次故障开始点预测条件是icf1.3*in且icf0.8*if5T，所述第三再次故障开始点预测条件是icf1.5*in且icf0.6*if5T；若第一再次故障开始点预测条件、第二再次故障开始点预测条件以及第三再次故障开始点预测条件满足1个及以上，确定tcf为再次故障开始点；若第一再次故障开始点预测条件、第二再次故障开始点预测条件以及第三再次故障开始点预测条件均不满足，tcf右移T4；判断右移后的tcf+T是否超过采样曲线终点，若超过，未确定再次故障开始点，置tcf=0；确定再次故障切除点，具体步骤包括令si为电流采样值，T为采样周期，in为电流首周波工频有效值，tcf为再次故障开始点，以tcz为变量沿t轴遍历si，初始化tcz=tcf；令icz为tcz时刻电流工频有效值，if5T为tf时刻后五周波电流最大工频有效值；判断是否满足再次故障切除点预测条件，所述再次故障切除点预测条件包括第一再次故障切除点预测条件、第二再次故障切除点预测条件以及第三再次故障切除点预测条件；若第一再次故障切除点预测条件、第二再次故障切除点预测条件以及第三再次故障切除点预测条件满足1个及以上确定tcz为再次故障切除点；若第一再次故障切除点预测条件、第二再次故障切除点预测条件以及第三再次故障切除点预测条件均不满足tcz右移T4；判断右移后的tcz+T是否超过采样曲线终点，若超过，未确定再次故障切除点；确定故障开始点，具体步骤包括令si为电流采样值，T为采样周期，IN为额定电流值，以tx为变量沿t轴遍历si；令tf为故障开始点，初始化tx=0，tf=0；令stx为tx位置电流采样值，stx+T为tx+T位置电流采样值，stx+2T为tx+2T位置电流采样值；判断是否满足||stx+2T-stx+T|-|stx+T-stx||IN50；若满足确定突变点tx，则令tf=tx+2T；若不满足tx右移T4；判断右移后的tx+T是否超过采样曲线终点，若超过，未确定采样值突变点tx，则令tf=0，输出tf。

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