[发明专利]一种电能质量的分析方法

说明书

本发明提供一种电能质量的分析方法，引入电网的电压信号与电流信号，获取电网工作时的电压、电流以及频率的偏差并将数据存储至分布式平台中。通过小波除噪原理处理扰动信号并聚合扰动信号的残余电压以确定扰动信号的置信度。提供了一种可靠的方法以挖掘电网工作中的电能质量问题。

技术领域

本发明涉及电能质量监测领域，特别涉及一种电能质量的分析方法。

背景技术

电能质量是指电力系统中电能的质量。理想的电能应该是完美对称的正弦波。但是一些因素会使波形偏离对称正弦，由此便产生了电能质量问题。我们需要研究并消除这些因素，从而最大程度上使电能接近正弦波。

衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。从普遍意义上讲是指优质供电，包括电压质量、电流质量、供电质量和用电质量。电能质量问题可以定义为：导致用电设备故障或不能正常工作的电压、电流或频率的偏差，其内容包括频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、三相不平衡、瞬时或暂态过电压、波形畸变（谐波）、电压暂降、中断、暂升以及供电连续性等。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种电能质量的分析方法，以解决电能质量问题影响电网对用户端的供电效率。

为解决上述问题，本发明提供了一种能质量的分析方法，包括数据采集步骤、数据存储步骤、数据处理步骤、数据计算步骤以及数据访问步骤。所述数据采集步骤指通过监测设备收集监测对象的电能质量数据，所述监测对象为一电网；所述数据存储步骤将以面向列式存储的分布式数据库HBase 或分布式存储系统HDFS存储所述电能质量数据；所述数据处理步骤将基于大数据平台Transwarp进行数据分析以及数据整合，从而完成对各种异构数据的整合以及存储；所述数据计算步骤将以分布式计算的方法对所述监测对象的电能质量数据进行计算，并将计算结果存入MySQL数据库中；所述数据访问步骤能够利用前端服务器访问MySQL数据库，并对所述计算结果进行展示。

进一步地，在数据采集步骤之前还包括监测设备建立步骤，所述监测设备包括光电隔离模块以引入监测对象的电压信号，所述监测设备还包括高精度电流传感器以引入监测对象的电流信号。

进一步地，所述电能质量数据为一数据集，包括至少一个数据单元，每一数据单元包括监测对象名称、发生时间、测量指标以及测量值。

进一步地，所述测量指标包括电压偏差、频率偏差、三相电压不平衡度、谐波、间谐波、电压波动、电压暂升、电压暂降以及电压中断。

进一步地，所述分布式数据库包括RegionServer模块、HMaster模块以及ZooKeeper模块。RegionServer模块能够存放和管理本地区域数据，能够读写HDFS，管理Table中的数据，能够获取并读写元数据；HMaster模块能够实现所述RegionServer模块的负载均衡，能够管理和分配本地区域数据，并具有权限控制功能；ZooKeeper模块能够存放整个 HBase集群的元数据以及集群的状态信息。

进一步地，所述数据计算步骤包括指标统计步骤、扰动除噪步骤以及统计分析步骤。指标统计步骤是指计算所诉各个测量指标每年和/或每月和/或每日测量值的最大值、最小值以及平均值；扰动除噪步骤是利用小波包除噪原理，设置一个阈值λ来实现噪声与扰动信号的分离；统计分析步骤是对多个扰动信号进行统计，从而分析扰动信号信息。

进一步地，在所述扰动除噪步骤中，叠加了噪声的信号在尺度 n 的小波变换系数为 Cn，并假设H1: C1=C2=…=CN；H2: C1=C2=…=Cn≠Cn+1≠…=CN-1=CN；若 H1 正确，则表示检测信号不含有扰动信号，假设 H2 正确，则扰动信号发生在 n+1的位置；若H1 不成立，而 H2 成立，除去绝对值最大的小波变换系数，令 N=N-1 并重新计算H1的值。否则，绝对值最大的小波变换系数就设置为阈值λ。