[发明专利]基于录波数据反演的串联电抗器运行状态在线监测方法及系统

权利要求书

1.基于录波数据反演的串联电抗器运行状态在线监测方法，其特征在于，包括如下过程：

采集现场的三相电压数据与三相电流数据，对三相电压数据与三相电流数据进行降噪处理；

基于时变电感模型，根据现场的接线图，建立三相串抗支路的数学模型；

基于谱方法的反演算法，根据经降噪处理的三相电压数据和三相电流数据以及正常工况下的并联电容器参数及串联电抗器参数，利用所述三相串抗支路的数学模型求解各相的串抗电感值；

利用求得的各相的串抗电感值与正常状态下各相的串抗电感值判断串抗是否发生故障；

所述三相串抗支路的数学模型如下：

式中，x代表相，L_x′为随着时间变化的x相的串联电抗器参数；t为时间，i_x为x相的电流，R为三相串抗支路等效电阻，C为正常工况下的并联电容器参数，u_x为x相的电压，u₀为中性点电压。

2.根据权利要求1所述的基于录波数据反演的串联电抗器运行状态在线监测方法，其特征在于，将采集现场的三相电压数据与三相电流数据，基于经验小波变换的去噪算法，对三相电压数据与三相电流数据进行降噪处理。

3.根据权利要求2所述的基于录波数据反演的串联电抗器运行状态在线监测方法，其特征在于，基于经验小波变换的去噪算法对三相电压数据与三相电流数据进行降噪处理时，所选取的小波基函数为sym8，分解尺度选为4。

4.根据权利要求1所述的基于录波数据反演的串联电抗器运行状态在线监测方法，其特征在于，求解各相的串抗电感值的过程包括：

在每相的待求串抗电感的待求区间取n+1个点x₀…x_n，设电感在对应点的值为y₀…y_n；

分别构造n+1个节点上的n次拉格朗日插值基函数l₀(x)…l_n(x)；

得到电感的n次插值多项式；

对n次插值多项求导得到求导并代入三相串抗支路的数学模型；

将三相串抗支路的数学模型转化为待求解的线性方程组，联立求解，得到各相的串抗电感值。

5.根据权利要求4所述的基于录波数据反演的串联电抗器运行状态在线监测方法，其特征在于，n次拉格朗日插值基函数l_i(x)如下：

电感的n次插值多项式L(x)如下：

式中，l_i(x)为n次拉格朗日插值基函数，i为节点的序号，0≤i≤n，y_i为节点x_i的电感值。

6.根据权利要求1所述的基于录波数据反演的串联电抗器运行状态在线监测方法，其特征在于，利用求得的各相的串抗电感值与正常状态下各相的串抗电感之间的相对距离Y判断串抗是否发生故障，相对距离Y_x如下：

式中，L_x0为x相正常状态下的串抗电感值，L_x为求得的x相的串抗电感值；

当相对距离Y_x不大于预设值时表明未发生故障，当相对距离Y_x大于预设值时表明发生故障。

7.根据权利要求6所述的基于录波数据反演的串联电抗器运行状态在线监测方法，其特征在于，所述预设值取5％。

8.用于实现权利要求1-7任意一项所述基于录波数据反演的串联电抗器运行状态在线监测方法的系统，其特征在于，包括：

数据采集模块：用于采集现场的三相电压数据与三相电流数据，对三相电压数据与三相电流数据进行降噪处理；

模型建立模块：用于基于时变电感模型，根据现场的接线图，建立三相串抗支路的数学模型；

计算模块：用于基于谱方法的反演算法，根据经降噪处理的三相电压数据和三相电流数据以及正常工况下的并联电容器参数及串联电抗器参数，利用所述三相串抗支路的数学模型求解各相的串抗电感值；

判断模块：用于利用求得的各相的串抗电感值与正常状态下各相的串抗电感值判断串抗是否发生故障。