一種基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電壓暫降擾動源辨識法，具體是一種基于電壓空間矢量的電壓暫 降擾動源辨識方法。
【背景技術】
[0002] 目前，己有的電壓暫降擾動源辨識方法將三相電壓看作為三個變量分析，與理想 中的自動分析暫降分析方法還有不小的差距，本發(fā)明提出一種基于電壓空間矢量的電壓暫 降擾動源辨識方法。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法，以解 決上述【背景技術】中提出的問題。
[0004] 為實現上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案： 一種基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法，包括以下步驟： (1)獲得原始數據，包括三相電壓瞬時值和系統(tǒng)頻率； (2 )利用公式
（1)對數據進行空間向量變換，得 到電壓空間矢量對0和零序分量
(3) 根據公式 （7)得到相應參數rmaj、rmin和0inc; (4) 設定閾值rmin=0. 9,利用基波參數對小于閾值的電壓暫降用分割算法，進一步進行 分析，確定副軸幅值突變點個數； (5) 副軸幅值突變點只有一個的為電動機啟動或變壓器激磁引起的電壓暫降，否則，為 故障引起的電壓暫降，轉入步驟（7); (6) 形狀因子SI沒有明顯變化的為電動機啟動引起的暫降，否則，為感應電機啟動引 起的電壓暫降； (7) 進一步對由故障引起的電壓暫降進行分類、描述，由SI判斷是否是平衡故障引起 的暫降，然后根據傾斜角判斷暫降發(fā)生的相別，若角度相同，根據主軸和零序電壓判斷暫降 類型。
[0005] 與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：將三相電壓轉變成一維的時變復變量，利 用DFT構造出幅值、諧波和相角特征量可對電壓暫降進行檢測、表征并對引起暫降的擾動 源進行辨識，空間矢量的三維可視化描述對暫降的全局進行詳細表征，該方法每個階段分 析所用的變量少，計算量小，易于工程實現，對深入系統(tǒng)地分析和研宄電壓暫降問題，進一 步對電壓暫降進行控制和治理，從而保證對用戶的優(yōu)質供電，提高和改善電能質量，促進智 能電網的發(fā)展具有重要現實意義。
【附圖說明】
[0006] 圖1為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中Clark變換圖。
[0007] 圖2為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中電壓空間矢量復平面軌 跡形狀圖。
[0008] 圖3為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中兩相故障引起暫降VSV的 rmin變化圖。
[0009] 圖4為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中兩相故障引起暫降VSV的 SI變化圖。
[0010] 圖5為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中A類型不平衡暫降的示意 圖。
[0011] 圖6為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中B類型不平衡暫降的示意 圖。
[0012] 圖7為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中C類型不平衡暫降的示意 圖。
[0013] 圖8為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中D類型不平衡暫降的示意 圖。
[0014] 圖9為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中E類型不平衡暫降的示意 圖。
[0015] 圖10為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中F類型不平衡暫降的示 意圖。
[0016] 圖11為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中G類型不平衡暫降的示 意圖。
[0017] 圖12為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中B類型電壓暫降復平面 軌跡圖。
[0018] 圖13為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中變壓器激磁引起暫降 VSV的rmin變化圖。
[0019] 圖14為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中變壓器激磁引起暫降 VSV的SI變化圖。
[0020] 圖15為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中感應電機啟動引起暫降 VSV的rmin變化圖。
[0021] 圖16為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中感應電機啟動引起暫降 VSV的SI變化圖。
[0022] 圖17為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中傾斜角巾inc對應的不 平衡故障圖。
[0023] 圖18為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中電壓暫降仿真系統(tǒng)圖。
[0024] 圖19為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中電壓暫降的可視化描述 所測多級電壓暫降波形圖。
[0025] 圖20為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中電壓暫降的可視化描述 橢圓軌跡副軸變化情況圖。
[0026] 圖21為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中電壓暫降的可視化描述 形狀因子圖。
[0027] 圖22為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中電壓暫降的可視化描述 柱狀圖。
[0028] 圖23為基于電壓空間矢量的電壓暫降擾動源辨識方法中電壓暫降的可視化描述 極坐標圖。
【具體實施方式】
[0029] 下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0030] 本發(fā)明實施例中，請參閱圖1，Clark變換將三相瞬時變量變換到二維靜止正交 a |3坐標系中：
表示為矢量形式：
其中，對I)為電壓空間矢量，&「以為零序分量，系數2/3使得兩個變換坐標系的幅值保 持不變。假設在故障前中后各個階段，三相系統(tǒng)的電壓基波和各次諧波是正弦量。通過歐 拉公式變化，可將電壓空間矢量分解成兩個正交旋轉分量：

如式（4)所述，電壓空間矢量在復平面的軌跡由正交的兩個旋轉分量的幅值和初始角 決定。正常情況下，三相平衡系統(tǒng)電壓的空間矢量只有正序旋轉分量，其電壓空間矢量在復 平面的軌跡是半徑為標準電壓的圓。
[0031] 若系統(tǒng)因發(fā)生不平衡故障產生電壓暫降，由于正負序旋轉分量的幅值不相等，復 平面的軌跡為橢圓。如圖2所示，其主軸、副軸以及傾斜角的定義如下：
若發(fā)生三相平衡暫降，負序分量的幅值為零，rmin= ，其電壓空間矢量在復平面的軌 跡是半徑小于標準電壓的圓。正負序分量的幅值相同時，rmin=0,對應的軌跡為一條直線。為 了能簡單的描述電壓空間矢量的軌跡，引入形狀因子SI (shape index):
短路故障引起的電壓暫降在開始和結束時刻均有幅值的突變，且同時通常會伴有較大 的相位跳變。對于單相或者兩相故障，非故障相也會出現一定的幅值下跌。此外，故障類型 的變化或繼電保護動作導致的系統(tǒng)結構的改變，會進而引起多級電壓暫降。由故障引起的 電壓暫降較深，幅值一般低于0. 7pu。圖3-4為兩相故障引起的電壓暫降電壓空間矢量rmin 與SI變化的仿真結果。
[0032] 如圖5-11所示，將短路故障造成的暫降分為7個類型。其中暫降A類型、B類型、 C類型和E類型是四種基本暫降類型分別由三相短路、單相短路、相間短路和兩相接地故障 引起；D類型由B類型或C類型經過變壓器的傳輸引起；F類型和G類型是由E類型經過變 壓器的傳輸引起。參數康示暫降深度，根據發(fā)生電壓暫降比較嚴重的相別數，將其分為單 相暫降（B類型、D類型、F類型）、兩相暫降（C類型、E類型、G類型）和三相暫降（A類型）。
[0033] 不同故障類型引起的暫降，其VSV特征量不同。以a相發(fā)生故障的B類型暫降為 例：
對（9)進行歐拉公式變換，利