冗余系统单套交流电流测量异常的快速检测方法及装置与流程

1.本发明涉及交直流输配电领域，具体涉及冗余系统单套交流电流测量异常的快速检测方法及装置。


背景技术：

2.在交直流输电领域，特别是柔性输电领域，控制保护系统均按冗余系统配置。若值班系统的测量出现异常、而备用的系统至少有一套无异常，无异常的备用系统应能够自动切换为值班系统运行，从而避免单一元件的故障引起系统停运。
3.控制保护系统采集交流电流作为内环控制量，是其最为基础、最为关键的控制对象，因此交流电流一旦出现测量异常将严重影响系统的安全稳定运行。而交流电流控制的响应时间往往为百微秒至几毫秒级，若不能对电流异常进行快速检测并处理，必将引起系统功率不可控、严重将造成系统振荡或停运。
4.目前已有的做法都是针对单相的测量异常，将三相电流的有效值相互比较。为了防止误动，比较的偏差值较大、持续时间也很长。对于单相断线或者变化值大的异常根本来不及处理，造成系统功率剧烈波动甚至直流停运；而对于三相断线或同步变化的异常则完全无法检测出来。因此，迫切需要研究适用于各种异常工况的交流电流测量异常的快速检测和处理策略。


技术实现要素：

5.本发明的目的，在于提供一种冗余系统单套交流电流测量异常的快速检测方法及装置，解决了多种异常工况下无法识别或快速识别的问题，适用于交直流输配电领域。
6.为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
7.一种冗余系统单套交流电流测量异常的快速检测方法，包括：
8.交流电流由至少三套测量设备直接测量或者间接测量换算得到；
9.各套系统对各自采集的交流电流进行异常判断；
10.当本套系统的交流电流满足异常判据且其他至少一套系统的交流电流不满足异常判据，持续超过第一预设时间定值时切换为候选测点的测量值，持续超过第二预设时间定值时判断为本套系统交流电流测量异常；
11.所述异常判据为：当前参与运算的交流电流直接测量值与其他至少两套测量设备的交流电流测量值的有效值偏差均大于第一预设电流偏差门槛值，且持续超过第三预设时间定值，记为第一判据。
12.优选的方案中，所述候选测点从至少三套测量设备中选取，优先选取直接测量的测量值。
13.优选的方案中，当检测到桥臂电流的绝对值最大值大于第一桥臂电流门槛值且持续超过第四预设时间定值，所述第一预设时间切换为第五预设时间定值。
14.优选的方案中，当前可用测量设备低于三套时，视为满足异常判据且不再切换候
选测点。
15.优选的方案中，所述异常判据还包括：当前参与运算的交流电流直接测量值与其他至少两套测量设备的交流电流测量值的d轴分解值偏差均大于第二预设电流偏差门槛值或者是当前参与运算的交流电流直接测量值与其他至少两套测量设备的交流电流测量值的q轴分解值偏差均大于第二预设电流偏差门槛值，且持续超过第六预设时间定值，记为第二判据；满足所述第一判据、第二判据中至少一个，则认为满足异常判据。
16.本发明同时提出了一种冗余系统单套交流电流测量异常的快速检测装置，包括：
17.采集模块，用于由至少三套测量设备直接测量或者间接测量换算得到本系统的交流电流；
18.异常判断模块，用于依据异常判据对本系统交流电流进行异常判断；异常判据包括：当前参与运算的交流电流直接测量值与其他至少两套测量设备的交流电流测量值的有效值偏差均大于第一预设电流偏差门槛值，且持续超过第三预设时间定值，记为第一判据；
19.通讯模块，用于接收其他系统的异常判断结果，并将本系统的判断结果传送给其他系统；
20.综合判定模块，用于当异常判断模块判定本套系统的交流电流满足异常判据，且其他至少一套系统的交流电流不满足异常判据，持续超过第一预设时间定值时切换为候选测点的测量值，持续超过第二预设时间定值时判断为本套系统交流电流测量异常。
21.优选的方案中，所述候选测点从至少三套测量设备中选取，优先选取直接测量的测量值。
22.优选的方案中，所述采集模块，还包括采集桥臂电流；所述异常判据还包括，当检测到桥臂电流的绝对值最大值大于第一桥臂电流门槛值且持续超过第四预设时间定值，所述第一预设时间切换为第五预设时间定值。
23.优选的方案中，所述综合判定模块中，当前可用测量设备低于三套时，视为满足异常判据且不再切换候选测点。
24.优选的方案中，所述异常判据还包括：当前参与运算的交流电流直接测量值与其他至少两套测量设备的交流电流测量值的d轴分解值偏差均大于第二预设电流偏差门槛值或者是当前参与运算的交流电流直接测量值与其他至少两套测量设备的交流电流测量值的q轴分解值偏差均大于第二预设电流偏差门槛值，且持续超过第六预设时间定值，记为第二判据；满足所述第一判据、第二判据中至少一个，则认为满足异常判据。
25.采用上述方案后，本发明在单套交流电流测量异常时先快速切换测点保持系统稳定运行、再通过较长延时的检测来确定测点异常。由于是三个测点进行比较，解决了单套测点无法识别三相断线或三相同步变化的问题；电流偏差门槛值可设置较低、检测死区小；持续时间定值可设置较小、检测时间显著缩短。此外，由于冗余系统之间仅对异常信号进行对比，传输的数据量小、无模拟量传输延时影响，控制保护易于实现。针对电流极为敏感的换流阀设备，增加的桥臂电流辅助加速判据，可有效避免设备过流和系统停运。采用本发明后冗余系统交流电流单套测量异常能够全面、快速地检测和处理，实现简单、不误判，有效提高了冗余系统运行的可靠性。
附图说明
26.图1是本发明的单套交流电流测量异常的检测方法实施例示意图；
27.图2是本发明的单套交流电流测量异常的检测方法流程图；
28.图3是本发明的一种检测交流电流有效值异常的异常判据流程图；
29.图4是本发明的一种检测桥臂电流异常的辅助判据流程图；
30.图5是本发明的一种检测交流电流dq分量异常的异常判据流程图；
31.图6是本发明的单套交流电流测量异常的检测装置实施例示意图。
具体实施方式
32.下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
33.图1所示为本发明一种冗余系统单套交流电流测量异常的快速检测方法实施例示意图，包括：
34.交流电流由至少三套测量设备直接测量或者间接测量换算得到；
35.各套系统对各自采集的交流电流进行异常判断；
36.当本套系统的交流电流满足异常判据且其他至少一套系统的交流电流不满足异常判据，持续超过第一预设时间定值时切换为候选测点的测量值，持续超过第二预设时间定值时判断为本套系统交流电流测量异常。
37.在单套系统中的检测程序流程设置如图2所示。
38.异常判据包括：当前参与运算的交流电流直接测量值与其他至少两套测量设备的交流电流测量值的有效值偏差均大于第一预设电流偏差门槛值，且持续超过第三预设时间定值，记为第一判据。
39.以三套系统为例，第一判据的流程示意图如图3所示。交流电流有效值减去三套测量有效值得中间值得有效值偏差i
δ
，如果|i
δ
|大于第一预设电流偏差门槛值i
set1
，持续超过第三预设时间定值t
set3
则认为交流电流满足异常判据。
40.，其中，候选测点从至少三套测量设备中选取，优选的实施例中优先选取直接测量的测量值。当前可用测量设备低于三套时，视为满足异常判据且不再切换候选测点。
41.另一个实施例2，在实施例1的基础上，还包括检测桥臂电流异常的辅助判据。当检测到桥臂电流的绝对值最大值大于第一桥臂电流门槛值且持续超过第四预设时间定值，将第一预设时间切换为第五预设时间定值。第一桥臂电流门槛值可按桥臂电流运行的最大值并留一定裕量来选取；第五预设时间定值一般小于第一预设时间定值，起加速作用。
42.图4所示为检测桥臂电流异常的辅助判据流程图。计算各相桥臂电流的绝对值最大值|i
b
|
max
，如果|i
b
|
max
是否大于第一桥臂电流门槛值i
bset1
，持续超过第四预设时间定值t
set4
，将第一预设时间切换t
set1
换为第五预设时间定值t
set5
。
43.再一个实施例3，在实施例1、2的基础上，异常判据还包括检测交流电流dq分量异常的第二判据。第二判据为：当前参与运算的交流电流直接测量值与其他至少两套测量设备的交流电流测量值的d轴分解值偏差均大于第二预设电流偏差门槛值或者是当前参与运算的交流电流直接测量值与其他至少两套测量设备的交流电流测量值的q轴分解值偏差均大于第二预设电流偏差门槛值，且持续超过第六预设时间定值。满足所述第一判据、第二判据中至少一个，则认为满足异常判据。
44.以三套系统为例，检测交流电流dq分量异常的异常判据流程图如图5所示，交流电流d轴分量减去三套测量d轴分量的中间值得i
dδ
，交流电流q轴分量减去三套测量q轴分量的中间值得i
qδ
，如果|i
dδ
|>i
set2
或|i
qδ
|>i
set2
且持续超过第六预设时间定值t
set6
，则认为交流电流满足异常判据。
45.如图6所示为本发明一种冗余系统单套交流电流测量异常的快速检测装置实施例示意图，包括：采集模块、异常判断模块、通讯模块和综合判定模块。其中：
46.采集模块，用于由至少三套测量设备直接测量或者间接测量换算得到本系统的交流电流。
47.异常判断模块，用于依据异常判据对本系统交流电流进行异常判断；异常判据包括：当前参与运算的交流电流直接测量值与其他至少两套测量设备的交流电流测量值的有效值偏差均大于第一预设电流偏差门槛值，且持续超过第三预设时间定值，记为第一判据。
48.通讯模块，用于接收其他系统的异常判断结果，并将本系统的判断结果传送给其他系统。
49.综合判定模块，用于当异常判断模块判定本套系统的交流电流满足异常判据，且其他至少一套系统的交流电流不满足异常判据，持续超过第一预设时间定值时切换为候选测点的测量值，持续超过第二预设时间定值时判断为本套系统交流电流测量异常。
50.优选的实施例中，所述候选测点从至少三套测量设备中选取，优先选取直接测量的测量值。
51.优选的实施例中，所述采集模块，还包括采集桥臂电流；所述异常判据还包括，当检测到桥臂电流的绝对值最大值大于第一桥臂电流门槛值且持续超过第四预设时间定值，所述第一预设时间切换为第五预设时间定值。
52.优选的实施例中，所述综合判定模块中，当前可用测量设备低于三套时，视为满足异常判据且不再切换候选测点。
53.优选的实施例中，所述异常判据还包括：当前参与运算的交流电流直接测量值与其他至少两套测量设备的交流电流测量值的d轴分解值偏差均大于第二预设电流偏差门槛值或者是当前参与运算的交流电流直接测量值与其他至少两套测量设备的交流电流测量值的q轴分解值偏差均大于第二预设电流偏差门槛值，且持续超过第六预设时间定值，记为第二判据；满足所述第一判据、第二判据中至少一个，则认为满足异常判据。
54.采用上述方案后，本发明在单套交流电流测量异常时先快速切换测点保持系统稳定运行、再通过较长延时的检测来确定测点异常。由于是三个测点进行比较，解决了单套测点无法识别三相断线或三相同步变化的问题；电流偏差门槛值可设置较低、检测死区小；持续时间定值可设置较小、检测时间显著缩短。此外，由于冗余系统之间仅对异常信号进行对比，传输的数据量小、无模拟量传输延时影响，控制保护易于实现。针对电流极为敏感的换流阀设备，增加的桥臂电流辅助加速判据，可有效避免设备过流和系统停运。采用本发明后冗余系统交流电流单套测量异常能够全面、快速地检测和处理，实现简单、不误判，有效提高了冗余系统运行的可靠性。
55.最后应该说明的是：结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到：本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的专利要求保护范围之内。