基于故障录波数据的分析软件设计与电网故障诊断方法

摘要

故障诊断系统为电网运行保驾护航，电力系统规模越来越大，对电网故障诊断系统提出了更高的要求。电力故障录波器的广泛应用为运行人员提供了大量有价值的录波信息。目前，调度端得到的信息包括来自SCADA(Supervisory Control And DataAcquisition)系统、继电保护故障信息系统与WAMS(Wide Area Measurement System)系统等的信息，根据SCADA系统的诊断结果，同时有效利用故障录波信息实现电网故障诊断成为一个重要课题。本文研究的是故障录波数据分析软件的设计，基于故障录波数据的电网故障诊断方法。
　　本文首先介绍了COMTRADE故障录波数据的特点，阐述了从录波数据中提取故障时刻、序分量、相分量、故障方向的处理算法。
　　本文开发了基于故障录波数据的分析软件，介绍了程序的开发环境VS2010，建立了数据结构，给出了根据故障诊断结果获得相关录波文件、读取故障录波文件、波形图显示、通道顺序调整、快照功能和相位分析等功能的设计。该软件能够以录波数据为数据源再现系统异常运行与故障时的电气量变化过程，并能实现多个变电站录波数据的同时处理与显示。
　　本文采用了一种基于录波数据的故障诊断方案。该方法首先从电流录波数据中得到各支路断路器第一次断开的时间，以此为依据实现故障阶段的划分。从多个变电站故障录波数据中提取每个阶段的正序电流分量和故障方向等，综合利用电流方向进行电网故障诊断，确定故障设备。通过PSCAD软件对IEEE14节点系统进行仿真测试，验证了该方案的有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景与意义

1．2 电网故障诊断研究现状

1．2．1 电网故障诊断理论方法的国内外研究现状

1．2．2 基于故障录波数据的故障诊断方法的研究现状

1．3 本文主要的工作

1．4 论文的组织

第2章 故障录波数据及其处理方法

2．1 电力故障录波器

2．2 故障录波器故障记录方式简介

2．3 电力系统暂态数据交换通用格式

2．3．1 头标文件

2．3．2 配置文件

2．3．3 数据文件

2．3．4 信息文件

2．4 故障录波数据的主要特点

2．5 录波数据分析处理算法

2．5．1 算法概述

2．5．2 故障录波数据预处理

2．5．3 傅里叶算法

2．5．4 对称分量法

2．5．5 突变量检测算法及其改进

2．5．6 故障方向算法

2．5．7 故障类型判断

2．6 本章小结

第3章 基于故障录波数据的分析软件

3．1 引言

3．2 编程环境及相关控件介绍

3．2．1 编程工具简介

3．2．2 MSChart控件介绍

3．3 软件功能模块及其实现

3．3．1 建立数据结构

3．3．2 读取配置文件

3．3．3 读数据文件

3．3．4 波形的显示

3．3．5 关联波形的对比显示

3．3．6 快照功能

3．3．7 相位分析

3．4 录波显示软件功能展示

3．5 本章小结

第4章 基于多站故障录波数据的电网故障诊断

4．1 引言

4．2 从录波数据提取的特征量

4．2．1 故障分量

4．2．2 正序故障分量的提取

4．3 分阶段电网故障诊断思路

4．4 基于录波数据的电网故障诊断判据

4．5 分阶段电网故障诊断的方法

4．5．1 电网拓扑结构的分析

4．5．2 故障过程阶段划分与故障特征量提取

4．5．3 基于分阶段故障方向比较的故障诊断方法的工作流程

4．6 算例1

4．6．1 故障阶段划分

4．6．2 基于阶段故障特征量的故障诊断

4．7 算例2

4．7．1 故障阶段划分

4．7．2 基于阶段故障特征量的故障诊断

4．8 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果