[发明专利]一种基于马拉算法的电力系统故障录波数据分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据分析方法，尤其是涉及一种基于马拉算法的电力系统故障录波数据分析方法。

背景技术

电力系统中一般都设有数字故障录波器，用其监视传输线、配电线路、变压器以及其他设备的电压电流信号，并将电力系统的故障、电压跌落和开关事件进行录波。对录波数据中扰动的事后分析是很有必要的。例如，确定故障和开关事件的发生时间、故障持续时间和定位、故障的性质和类型、以及评估继保和断路器的性能等等。然而，数字故障录波器通常记录有大量的非暂态数据，所以，在众多的波形数据中检视故障暂态数据，是非常困难的。

暂态信号的识别、处理和利用是电力系统状态监视、故障诊断、电能质量分析的重要依据，高压输电线路和电力设备故障发生之后，其电压和电流中含有大量的非基频暂态分量，而且故障分量随着时刻、故障点位置、故障点过渡电阻以及系统工况的不同而不同，故障引起的暂态信号是一个非平稳随机过程。传统的方法大多是基于傅里叶变换的数字滤波，但傅里叶变换无法作时域局部化分析，不适合对电力系统暂态信号进行分析，而且传统傅里叶变换对频谱很宽的信号时域采样后易产生混叠现象、泄露效应和栅栏效应。

另外，在现代电力系统中，电力电子设备在运行过程中均会产生大量的非整次谐波。傅里叶分析只能识别基频的整数次谐波，无法检测非整次谐波，这样由于非整次谐波的存在，应用傅里叶分析计算出的结果就会被误认为均是整次谐波的结果，从而使整个计算存在较大的模型误差。因此提出一种基于马拉算法的故障诊断分析方法，来对录波数据进行有效地分析。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种基于马拉算法的电力系统故障录波数据分析方法，该方法是离散小波变换的一种数学分析工具，以多比西4作为小波基，应用到配电网故障录波数据分析中，能够克服频率局部化特性的缺点，不存在以往傅里叶变换中出现的频率混叠、频率泄露等效应，可以专门用来对非整次谐波进行处理。并且与传统的短时傅里叶变换相比，本发明中采用的马拉算法所进行的多尺度分解，可以将各种尺度下噪声的模极大值表示出来，从而通过模极大值的性质表征信号的奇异性，最终实现对故障录波数据的分析并依此进行故障诊断。

解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于马拉算法的电力系统故障录波数据分析方法，包括以下步骤：

1、录波数据的采样

每个周期的采样点数取N=128，对应的采样频率f_s=Nf_f＝128*50=6400Hz；

2、暂态波形的提取

采用马拉算法使用多贝西滤波器对故障波形进行分解和重构，在第一尺度下将故障录波信号的频谱分离成高频带和低频带；

3、尺度分析

在第一尺度下，以多贝西4为小波基，得出下式：