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专利号: 2016105347436
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于电能质量评估的牵引供电系统故障风险预警方法,其特征在于,包括以下步骤:a、数据采集与预处理

安装在牵引供电系统中的数据采集装置,采集得到以下数据矩阵:a1、牵引变压器一次侧的A相电压总谐波畸变率矩阵DA:其中, 为第i天第j个采样时刻的A相电压谐波畸变率,i=1,2,…,I;j=1,2,…,J;I为采样的总天数,J为每一天的采样总次数;

a2、牵引变压器一次侧B相的电压总谐波畸变率矩阵DB:其中, 表示第i天第j个采样时刻的B相电压谐波畸变率;

a3、牵引变压器一次侧C相的电压总谐波畸变率矩阵DC:其中, 表示第i天第j个采样时刻的C相电压谐波畸变率;

a4、牵引变压器一次侧电压不平衡度矩阵Ε:其中, 表示第i天第j个采样时刻的电压不平衡度值;

a5、牵引变压器二次侧母线电压有效值矩阵V:其中, 表示第i天第j个采样时刻的牵引侧母线电压有效值;

b、计算电能质量数据的概率分布

b1、计算谐波畸变率数据的概率分布

b1.1、数据处理装置算出A相电压总谐波畸变率矩阵DA中第j列的平均值,也即I天中的第j个采样时刻的A相电压总谐波畸变率的平均值 同时算出A相电压总谐波畸变率矩阵DA中第j列的方差,也即I天中的第j个采样时刻的A相电压总谐波畸变率的方差进而得到第j个采样时刻的A相电压总谐波畸变率 的概率密度函数其中exp表示指数函数运算;

b1.2、数据处理装置同时算出B相电压总谐波畸变率矩阵DB中第j列的平均值,也即I天中的第j个采样时刻的B相电压总谐波畸变率的平均值 并算出B相电压总谐波畸变率矩阵DB中第j列的方差,也即I天中的第j个采样时刻的B相电压总谐波畸变率的方差进而得到第j个采样时刻的B相电压总谐波畸变率 的概率密度函数b1.3、算出C相电压总谐波畸变率矩阵DC中第j列的平均值,也即I天中的第j个采样时刻的C相电压总谐波畸变率的平均值 同时算出C相电压总谐波畸变率矩阵DC中第j列的方差,也即I天中的第j个采样时刻的C相电压总谐波畸变率的方差进而得到第j个采样时刻的C相电压总谐波畸变率 的概率密度函数b2、计算电压不平衡度数据的概率分布

数据处理装置算出电压不平衡度矩阵E中第j列的平均值,也即I天中的第j个采样时刻的电压不平衡度平均值 同时算出电压不平衡度矩阵E中第j列的方差,也即I天中的第j个采样时刻的电压不平衡度的方差进而得到第j个采样时刻电压不平衡度ej的概率密度函数f (ej) ,b3、计算电压偏差数据的概率分布

数据处理装置算出电压偏差矩阵V中第j列的平均值,也即I天中的第j个采样时刻的电压偏差数据平均值 同时算出电压偏差矩阵V中第j列的方差,也即I天中的第j个采样时刻的电压偏差数据的方差进而得到第j个采样时刻电压偏差数据vj的概率密度函数f (vj) ,c、计算电能质量因素的风险值

c1、计算谐波风险值

c1.1由下式得到第j个采样时刻A相电压谐波畸变率 的严重度函数进而得到j个采样时刻A相电压谐波的风险值 其中表示对 进行微分运算, 表示从负无穷大到正无穷大的无穷积分;

c1.2由下式得到第j个采样时刻B相电压谐波畸变率 的严重度函数进而得到j个采样时刻B相电压谐波的风险值 其中表示对 进行微分运算;

c1.3由下式得到第j个采样时刻C相电压谐波畸变率 的严重度函数进而得到第j个采样时刻的C相电压谐波风险值 其中表示对 进行微分运算;

c2、计算电压不平衡风险值

由下式得到第j个采样时刻电压不平衡风险度ej严重度函数SE(ej),进而将电压不平衡风险严重度函数SE(ej)与电压不平衡度ej的概率密度函数f(ej)相乘 ,再计 算其 无穷 积分 ,即得 到j 个采 样时 刻电 压不 平 衡风险 值其中dej表示对ej进行微分运算;

c3、计算电压偏差风险值

由下式得到第j个采样时刻电压偏差vj严重度函数SV(vj),进而将电压偏差风险严重度函数SV(vj)与电压偏差vj的概率密度函数f(vj)相乘,再计算其无穷积分,即得到j个采样时刻电压偏差风险值 其中dvj表示对vj进行微分运算;

d、故障风险预警

d1、如第j个采样时刻A相电压谐波的风险值 小于1,则判定系统A相不会出现谐波故障,不给出谐波风险预警信息;否则,判定系统A相出现谐波故障的可能性大,给出系统在j时刻可能出现A相谐波故障的风险预警信息;

如第j个采样时刻B相电压谐波的风险值 小于1,则判定系统B相不会出现谐波故障,不给出谐波风险预警信息;否则,判定系统B相出现谐波故障的可能性大,给出系统在j时刻可能出现B相谐波故障的风险预警信息;

如第j个采样时刻C相电压谐波的风险值 小于1,则判定系统C相不会出现谐波故障,不给出谐波风险预警信息;否则,判定系统C相出现谐波故障的可能性大,给出系统在j时刻可能出现C相谐波故障的风险预警信息;

d2、电压不平衡风险预警

如第j个采样时刻电压不平衡风险值 小于1,则判定系统不会出现电压不平衡故障,不给出电压不平衡风险预警信息;否则,判定系统出现电压不平衡的可能性大,给出系统在j时刻可能出现电压不平衡故障的风险预警信息;

d3、电压偏差风险预警

如第j个采样时刻电压偏差风险值 小于1,则判定系统不会出现电压偏差故障,不给出电压偏差风险预警信息;否则,判定系统出现电压偏差的可能性大,给出系统在j时刻可能出现电压偏差故障的风险预警信息。