用于线路多端差动保护联调的录波文件同步方法及系统与流程

本发明涉及电力系统保护，具体涉及一种用于线路多端差动保护联调的录波文件同步方法及系统。

背景技术：

1、在现代电力系统中，安全性和可靠性是确保供电质量的关键因素。随着输电线路的长度增加和电力需求的增长，线路多端差动保护作为一种重要的保护机制，得到了广泛应用。其基本原理是通过比较多端测得的电流，检测故障，及时切断故障部分，从而有效地防止事故的扩大。

2、多端差动保护的基本原理是电流守恒定律。在正常运行条件下，流入和流出保护区的电流应当相等，而当发生故障时，电流的平衡会被破坏，形成差动电流。差动保护装置通过监测这一差异来判断故障的存在及其性质。

3、为了保证线路多端差动保护的可靠性和准确性，需要对保护装置进行系统的联调。联调不仅能够验证保护装置的工作性能，还可以确保其在各种运行和故障条件下的响应能力。有效的联调能减少误动作和漏动保护现象，提高系统的整体安全性。

4、对于线路多端差动保护联调，一种常用的方法是利用继电保护仪自身输出可控幅值和相位的电流信号进行联调校验。这种方法能够创建各种虚拟的故障情境，模拟实际电流变化，从而测试保护装置在不同条件下的响应。通过控制仪器的输出，能够对保护特性进行全面的评估。

5、除了使用继电保护仪自身输出幅值相位可控的电流量进行联调校验外，另外一种重要方式是采用现场故障录波波形文件反演输出，该方法对于检验现场保护动作行为分析具有重要意义，优势包括：

6、基于真实数据：通过分析真实故障情况下的录波数据，能够更精确地评估保护装置的表现。

7、双端电气量的获取：对于需要双端电气量的纵联电流差动保护，必须使用线路两端同时刻的录波波形文件。这种数据能够提供更全面的电流信息，使得故障分析和保护动作判断更为准确。

8、但是故障录波通常采用故障电流启动，当两端系统参数不一致及故障条件变化时，故障电流大小也会不一样，因此启动时刻存在同步误差。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种用于线路多端差动保护联调的录波文件同步方法及系统，能够在线路多端差动保护联调时有效减小线路两端获取的录波文件的同步误差。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种用于线路多端差动保护联调的录波文件同步方法，包括以下步骤：

4、获取故障线路两端的录波文件，分别提取每一端的录波文件中的三相电压并进行小波分解，然后对小波分解后的每一层进行重构得到重构后的每一层信号，最后选取重构后的每一层信号中故障突变时刻的采样点并计算同一端对应的故障突变时刻的采样点的平均值，得到故障线路两端的故障时刻；

5、若故障线路两端的故障时刻误差大于预设阈值，根据故障线路两端到故障点的距离之差、故障行波的传播速度以及录波文件的采样频率计算补偿值，使用补偿值对故障时刻相对滞后的一端的故障时刻进行补偿。

6、进一步的，提取每一端的录波文件中的三相电压并进行小波分解时，包括以下步骤：

7、提取录波文件中的三相电压并分解得到零模电压和线模电压；

8、若零模电压不为0，则对零模电压进行小波分解，若零模电压为0，则对线模电压进行小波分解。

9、进一步的，选取重构后的每一层信号中故障突变时刻的采样点时，具体包括以下步骤：

10、将重构后的每一层信号分别进行平方运算，得到对应的突变系数序列，分别计算每个突变系数序列中的最大值；

11、在每个突变系数序列中，依次将每个采样点的值分别与对应的最大值进行比较，将首个超过最大值指定比例的值对应的采样点作为故障突变时刻的采样点。

12、进一步的，提取录波文件中的三相电压并分解得到零模电压和线模电压时，具体是对三相电压进行卡伦鲍尔变换得到零模电压和线模电压。

13、进一步的，对零模电压进行小波分解以及对线模电压进行小波分解时，具体是利用哈尔小波基对零模电压或者线模电压进行2层小波分解，表达式如下：

14、[c,l]＝wavedec(ui,2,'haar')

15、其中，wavedec表示小波分解数学运算函数，haar为小波变换基哈尔基，c,l分别为小波变换后的高频和低频系数，ui表示被分解的电压，i表示被分解的电压的类型，i为0时表示零模电压，i为1时表示线模电压。

16、进一步的，对小波分解后的每一层进行重构具体是对第一层和第二层的高频小波系数进行重构，重构后的每一层信号表达式如下：

17、

18、其中，waverco表示小波重构运算函数，du01与du02分别为被分解的电压ui重构后的第一层和重构后的第二层信号，d表示对高频小波系数的重构。

19、进一步的，使用补偿值对故障线路两端的故障时刻进行补偿时，具体是使用补偿值对故障时刻相对滞后的一端的故障时刻进行补偿，表达式如下：

20、

21、其中，tfindex为进行补偿之后的故障时刻对应的采样点，findex1表示故障时刻相对滞后的一端的故障时刻对应的采样点，δl为故障线路两端到故障点的距离之差，v为故障行波在线路中的线模或零模传播速度，fs为录波文件的采样频率。

22、本发明还提出一种用于线路多端差动保护联调的录波文件同步系统，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行任意一项所述用于线路多端差动保护联调的录波文件同步方法。

23、本发明还提出一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序或指令，该计算机程序或指令被编程或配置以通过处理器执行任意一项所述用于线路多端差动保护联调的录波文件同步方法。

24、本发明还提出一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，该计算机程序或指令被编程或配置以通过处理器执行任意一项所述用于线路多端差动保护联调的录波文件同步方法。

25、与现有技术相比，本发明的优点在于：

26、本发明对故障线路两端的录波文件中三相电压进行小波分解并进行信号重构，选取重构后信号中的故障突变时刻采样点计算线路两端的故障时刻，能够有效的减小故障线路两端的故障时刻误差。

27、本发明在故障时刻误差仍不满足要求的情况下，根据故障线路两端到故障点的距离之差、故障行波的传播速度以及录波文件的采样频率，计算出补偿值，使用补偿值对故障时刻相对滞后的一端的故障时刻进行补偿，通过这一动态补偿机制针对不同的环境和条件进行实时调整，可以较为灵活地适应不同的故障场景，能够有效消除或减少由于时刻不同步带来的误差影响，有助于提高多端差动保护的可靠性，降低误动作和漏动保护的风险。

1.一种用于线路多端差动保护联调的录波文件同步方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于线路多端差动保护联调的录波文件同步方法，其特征在于，提取每一端的录波文件中的三相电压并进行小波分解时，包括以下步骤：

3.根据权利要求1所述的用于线路多端差动保护联调的录波文件同步方法，其特征在于，选取重构后的每一层信号中故障突变时刻的采样点时，具体包括以下步骤：

4.根据权利要求2所述的用于线路多端差动保护联调的录波文件同步方法，其特征在于，提取录波文件中的三相电压并分解得到零模电压和线模电压时，具体是对三相电压进行卡伦鲍尔变换得到零模电压和线模电压。

5.根据权利要求2所述的用于线路多端差动保护联调的录波文件同步方法，其特征在于，对零模电压进行小波分解以及对线模电压进行小波分解时，具体是利用哈尔小波基对零模电压或者线模电压进行2层小波分解，表达式如下：

6.根据权利要求5所述的用于线路多端差动保护联调的录波文件同步方法，其特征在于，对小波分解后的每一层进行重构具体是对第一层和第二层的高频小波系数进行重构，重构后的每一层信号表达式如下：

7.根据权利要求1所述的用于线路多端差动保护联调的录波文件同步方法，其特征在于，使用补偿值对故障时刻相对滞后的一端的故障时刻进行补偿时，表达式如下：

8.一种用于线路多端差动保护联调的录波文件同步系统，包括相互连接的微处理器和存储器，其特征在于，所述微处理器被编程或配置以执行权利要求1～7中任意一项所述用于线路多端差动保护联调的录波文件同步方法。

9.一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序或指令，其特征在于，该计算机程序或指令被编程或配置以通过处理器执行权利要求1～7中任意一项所述用于线路多端差动保护联调的录波文件同步方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，其特征在于，该计算机程序或指令被编程或配置以通过处理器执行权利要求1～7中任意一项所述用于线路多端差动保护联调的录波文件同步方法。