[发明专利]一种基于配电网同步相量数据的扰动初判方法

权利要求书

1.一种基于配电网同步相量数据的扰动初判方法，通过建立一个包含源、配电网、负荷的全景同步量测系统，利用同步相量测量单元对电网进行监测，所述同步相量测量单元被安装在负荷侧，即220V电压等级家用的墙插上，所述同步相量测量单元将所检测到的电压相量、频率、频率变化率这些基波信息以及谐波、间谐波信息上传至主站进行处理存储及计算，其特征在于，所述扰动初判方法包括以下步骤：

步骤1、在主站收集同步相量测量装置所测得的220V侧的频率测量数据，并按时标排列整齐；

步骤2、在主站实时库中提取各台同步相量测量装置最新1秒的频率数据，组成时间序列数据；

步骤3、对步骤2中所提取的频率数据的时间序列数据做经验模态分解EMD，得到各层IMF分量以及残余分量r；

步骤4、将步骤3中所得到的各层IMF分量平均值较大的保留，与参与分量r重构组成新的时间序列数据；

步骤5、对步骤4中所新构成的时间序列数据采用后项差分的方式求导数，得到导数序列；

步骤6、若存在连续多个导数持续超过上限或下限阈值，则触发告警；

步骤7、同时通过去除经验模态分解的残余分量，即去趋势后，做成重构信号，检测去除残余分量的重构信号的极大值与极小值，若极大值与极小值均超过阈值，则同样触发告警；

步骤8、在主站中应用程序重复步骤2～8，不断计算最新时间断面数据，对是否出发告警进行判定，从而实现扰动初判。

2.根据权利要求1所述的扰动初判方法，其特征在于，所述步骤1中，所述同步相量测量装置将采集并计算好的电压幅值、相角、频率、频率变化率数据上传至主站，主站只采用频率数据。

3.根据权利要求1所述的扰动初判方法，其特征在于，所述步骤2中，主站从实时数据库提取所有同步相量测量装置时间对齐的最新1秒数据。

4.根据权利要求1所述的扰动初判方法，其特征在于，所述步骤3中所采用的经验模态分解EMD方法包括以下步骤：

步骤a、设输入的原始信号为x(t)，寻找原始信号x(t)的所有局部极大值点和局部极小值点；

步骤b、通过三次样条插值法拟合极值点得到上包络线x_max(t)和下包络线x_min(t)，使得x(t)满足式(1)：

x_min(t)≤x(t)≤x_max(t),t∈[t_a,t_b] (1)；

步骤c、通过上包络线x_max(t)与下包络线x_min(t)求得均值，如式(2)所示：

步骤d、提取信号的局部细节信息h₁₁(t)，如式(3)所示：

h₁₁(t)＝x(t)-m₁₁(t) (3)；

步骤e、检查h₁₁(t)是否满足IMF定义中的条件，如果满足，则其为原始信号分离出的第一个IMF，即c₁(t)＝h₁₁(t)，如果不满足，则将h₁₁(t)看作原始信号，继续以上步骤，直到满足定义，即如式(4)所示：

h_1(k-1)(t)-m_1k(t)＝h_1k(t) (4)，

其中，m_1k(t)为h_1(k-1)(t)上下包络线的均值，h_1k(t)满足IMF的定义，所分离出的第一个IMF如式(5)所示：

即h_1k(t)为筛选出的第一个IMF分量，并满足式(6)：

r₁(t)＝x(t)-c₁(t) (6)；

步骤e、将式(6)中的r₁(t)作为原始信号，重复上述步骤(a)～(e)，则可以得到c₂(t)、c₃(t)……c_n(t)，即如式(7)所示：

c_n(t)＝r_n-1(t)-r_n(t) (7)，

上式中r_n(t)称为余项，表示原始信号的趋势信息，则原始信号的EMD分解结束，表示为如式(8)所示：