一种故障录波采样精度校核的方法、装置及计算机设备与流程

1.本申请属于电力系统数据处理领域，尤其涉及一种故障录波采样精度校核的方法、装置及计算机设备。


背景技术：

2.变电站内各种继电保护装置承担着一次设备的安全运行的责任，继电保护装置通过实时监视相关电气量(电压、电流等)，作为保护动作的判断依据，因此继电保护装置的采样精度至关重要。目前继电保护装置的采样精度判别通常是通过装置实时监视，这种方式在轻负荷的情况下，电流的采样精度难以保证。当电力系统发生故障后，通常关联间隔的电流会大幅增加，此时可以通过继电保护装置和故障录波装置记录的故障录波数据，进行采样精度的校核。
3.继电保护装置和故障录波装置记录的故障录波数据都是以电力系统暂态数据交换(comtrade)格式进行存储。comtrade格式由cfg、dat、inf、hdr、dmf五种文件组成，记录了被采样的模拟量通道和开关量通道的瞬时值数据、采样序号、录波开始时间、录波启动时间等信息。
4.由于不同的继电保护装置之间、继电保护装置和故障录波装置之间，启动录波的原理和机制各不相同，各个装置对于同一次故障，录波启动时间可能相差几个毫秒，甚至几百毫秒，会导致同一个故障量，在不同录波文件中的相对于录波启动时刻的相对时间也存在偏差。因此，当需要进行故障录波数据对比时，必须先将多个故障录波数据进行波形精确对齐，现在常用的做法是通过计算通道数据的突变量，来进行确定故障时刻的相对时间。这种方式需要对多个录波的通道全部数据都进行傅里叶计算，实时计算量极大，对系统硬件要求高，且在复杂故障情况下，对齐效果不理想。


技术实现要素：

5.本申请的目的在于提供一种故障录波采样精度校核的方法、装置、计算机可读存储介质及计算机设备，旨在解决通过计算通道数据的突变量，来进行确定故障时刻的相对时间的方式，实时计算量极大，对系统硬件要求高，且在复杂故障情况下，对齐效果不理想的问题。
6.第一方面，本申请提供了一种故障录波采样精度校核的方法，所述方法包括：
7.s101、获取需要对比的故障录波数据，并根据预先配置的对比通道组，获取需要对比的录波通道，所述故障录波数据是分别由继电保护装置和故障录波装置记录的；
8.s102、根据继电保护装置记录的故障录波数据，计算需要对比的录波通道中的各第一模拟量通道的故障特征量，得到故障特征量最大的第一模拟量通道，获取所述故障特征量最大的第一模拟量通道在故障时间段内的瞬时值数据；
9.s103、在故障录波装置记录的故障录波数据中获取需要与所述故障特征量最大的第一模拟量通道对比的第二模拟量通道，获取所述第二模拟量通道中持续预设时长的瞬时
值数据，所述预设时长等于所述故障时间段的时长；
10.s104、根据所述故障特征量最大的第一模拟量通道在故障时间段内的瞬时值数据和所述第二模拟量通道中持续预设时长的瞬时值数据，通过动态时间归整dtw算法，将继电保护装置记录的故障录波数据和故障录波装置记录的故障录波数据以故障时刻为基准对齐，校核故障录波数据采样精度。
11.第二方面，本申请提供了一种故障录波采样精度校核的装置，所述装置包括：
12.获取模块，用于获取需要对比的故障录波数据，并根据预先配置的对比通道组，获取需要对比的录波通道，所述故障录波数据是分别由继电保护装置和故障录波装置记录的；
13.第一瞬时值数据获取模块，用于根据继电保护装置记录的故障录波数据，计算需要对比的录波通道中的各第一模拟量通道的故障特征量，得到故障特征量最大的第一模拟量通道，获取所述故障特征量最大的第一模拟量通道在故障时间段内的瞬时值数据；
14.第二瞬时值数据获取模块，用于在故障录波装置记录的故障录波数据中获取需要与所述故障特征量最大的第一模拟量通道对比的第二模拟量通道，获取所述第二模拟量通道中持续预设时长的瞬时值数据，所述预设时长等于所述故障时间段的时长；
15.校核模块，用于根据所述故障特征量最大的第一模拟量通道在故障时间段内的瞬时值数据和所述第二模拟量通道中持续预设时长的瞬时值数据，通过动态时间归整dtw算法，将继电保护装置记录的故障录波数据和故障录波装置记录的故障录波数据以故障时刻为基准对齐，校核故障录波数据采样精度。
16.第三方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如所述的故障录波采样精度校核的方法的步骤。
17.第四方面，本申请提供了一种计算机设备，包括：
18.一个或多个处理器；
19.存储器；以及
20.一个或多个计算机程序，所述处理器和所述存储器通过总线连接，其中所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由所述一个或多个处理器执行，所述处理器执行所述计算机程序时实现如所述的故障录波采样精度校核的方法的步骤。
21.在本申请中，由于根据继电保护装置记录的故障录波数据，计算需要对比的录波通道中的各第一模拟量通道的故障特征量，得到故障特征量最大的第一模拟量通道，获取所述故障特征量最大的第一模拟量通道在故障时间段内的瞬时值数据；在故障录波装置记录的故障录波数据中获取需要与所述故障特征量最大的第一模拟量通道对比的第二模拟量通道，获取所述第二模拟量通道中持续预设时长的瞬时值数据，所述预设时长等于所述故障时间段的时长；根据所述故障特征量最大的第一模拟量通道在故障时间段内的瞬时值数据和所述第二模拟量通道中持续预设时长的瞬时值数据，通过动态时间归整dtw算法，将继电保护装置记录的故障录波数据和故障录波装置记录的故障录波数据以故障时刻为基准对齐，校核故障录波数据采样精度。因此容易发现模拟量采样异常的继电保护装置，有利于提前发现继电保护装置隐患；计算量较小，能够满足复杂故障情况下的故障录波数据对齐。
附图说明
22.图1是本申请一实施例提供的故障录波采样精度校核的方法的流程图。
23.图2是本申请一实施例提供的故障录波采样精度校核的装置的功能模块框图。
24.图3是本申请一实施例提供的计算机设备的具体结构框图。
具体实施方式
25.为了使本申请的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
26.为了说明本申请所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
27.请参阅图1，是本申请一实施例提供的故障录波采样精度校核的方法的流程图，本实施例主要以该故障录波采样精度校核的方法应用于计算机设备为例来举例说明，本申请一实施例提供的故障录波采样精度校核的方法包括以下步骤：
28.s101、获取需要对比的故障录波数据，并根据预先配置的对比通道组，获取需要对比的录波通道，所述故障录波数据是分别由继电保护装置和故障录波装置记录的。
29.s102、根据继电保护装置记录的故障录波数据，计算需要对比的录波通道中的各第一模拟量通道的故障特征量，得到故障特征量最大的第一模拟量通道，获取所述故障特征量最大的第一模拟量通道在故障时间段内的瞬时值数据。
30.在本申请一实施例中，s102具体可以为：
31.根据继电保护装置记录的故障录波数据，计算需要对比的录波通道中的各第一模拟量通道的故障特征量，得到故障特征量最大的第一模拟量通道的编号，获取所述故障特征量最大的第一模拟量通道在故障时间段t内的第一瞬时值数据序列x(m)。
32.s103、在故障录波装置记录的故障录波数据中获取需要与所述故障特征量最大的第一模拟量通道对比的第二模拟量通道，获取所述第二模拟量通道中持续预设时长的瞬时值数据，所述预设时长等于所述故障时间段的时长。
33.在本申请一实施例中，s103具体可以为：
34.根据所述故障特征量最大的第一模拟量通道的编号，在故障录波装置记录的故障录波数据中获取需要与所述故障特征量最大的第一模拟量通道对比的第二模拟量通道，以第1个采样点作为端点，获取所述第二模拟量通道中持续预设时长的第二瞬时值数据序列y(n)，所述预设时长等于所述故障时间段t的时长。
35.s104、根据所述故障特征量最大的第一模拟量通道在故障时间段内的瞬时值数据和所述第二模拟量通道中持续预设时长的瞬时值数据，通过动态时间归整(dynamic time warping，dtw)算法，将继电保护装置记录的故障录波数据和故障录波装置记录的故障录波数据以故障时刻为基准对齐，校核故障录波数据采样精度。
36.在本申请一实施例中，s104具体可以包括以下步骤：
37.s1041、通过dwt算法，计算得到第一瞬时值数据序列x(m)和第二瞬时值数据序列y(n)的相似度，具体可以包括以下步骤：
38.s10411、从(0,0)点作为起点，当作当前格点，开始匹配第一瞬时值数据序列x(m)和第二瞬时值数据序列y(n)；
39.s10412、计算到达下一邻近格点的累积距离，计算公式为：
40.d[(i,j)]＝d[x(i),y(j)]+min{d(i+1,j),d(i+1,j+1),d(i,j+1)}
[0041]
其中，d[(i,j)]为当前格点到达下一邻近格点的累积距离；d[x(i),y(j)]为当前点的距离；min{d(i+1,j),d(i+1,j+1),d(i,j+1)}为可以到达该点的邻近格点的最小累积距离；
[0042]
s10413、以累计距离最小的邻近格点作为当前格点，重复执行s10412，并对累计距离进行累加；
[0043]
s10414、当到达终点(m,n)时，累加的累计距离作为第一瞬时值数据序列x(m)和第二瞬时值数据序列y(n)的相似度。
[0044]
s1042、在故障录波装置记录的故障录波数据的第二模拟量通道中，端点后移一个采样点，获取所述第二模拟量通道中持续预设时长的第二瞬时值数据序列y(n)，然后返回s1041，直至得到第一瞬时值数据序列x(m)和第二瞬时值数据序列y(n)的最大相似度，并获取最大相似度时端点所在位置相对时间t1’，认为继电保护装置记录的故障录波数据中的时间t1与故障录波装置记录的故障录波数据中的时间t1’为同一时刻，并作为故障时刻。
[0045]
s1043、将继电保护装置记录的故障录波数据和故障录波装置记录的故障录波数据以故障时刻为基准对齐，计算需要对比的录波通道在故障时间段内的工频有效值及谐波值的差值，将差值与预设阈值比较，当差值大于预设阈值时，认为继电保护装置的模拟量采样精度存在异常，否则认为正常。
[0046]
请参阅图2，本申请一实施例提供的故障录波采样精度校核的装置可以是运行于计算机设备中的一个计算机程序或一段程序代码，例如该故障录波采样精度校核的装置为一个应用软件；该故障录波采样精度校核的装置可以用于执行本申请实施例提供的故障录波采样精度校核的方法中的相应步骤。本申请一实施例提供的故障录波采样精度校核的装置包括：
[0047]
获取模块11，用于获取需要对比的故障录波数据，并根据预先配置的对比通道组，获取需要对比的录波通道，所述故障录波数据是分别由继电保护装置和故障录波装置记录的；
[0048]
第一瞬时值数据获取模块12，用于根据继电保护装置记录的故障录波数据，计算需要对比的录波通道中的各第一模拟量通道的故障特征量，得到故障特征量最大的第一模拟量通道，获取所述故障特征量最大的第一模拟量通道在故障时间段内的瞬时值数据；
[0049]
第二瞬时值数据获取模块13，用于在故障录波装置记录的故障录波数据中获取需要与所述故障特征量最大的第一模拟量通道对比的第二模拟量通道，获取所述第二模拟量通道中持续预设时长的瞬时值数据，所述预设时长等于所述故障时间段的时长；
[0050]
校核模块14，用于根据所述故障特征量最大的第一模拟量通道在故障时间段内的瞬时值数据和所述第二模拟量通道中持续预设时长的瞬时值数据，通过动态时间归整dtw算法，将继电保护装置记录的故障录波数据和故障录波装置记录的故障录波数据以故障时刻为基准对齐，校核故障录波数据采样精度。
[0051]
本申请一实施例提供的故障录波采样精度校核的装置与本申请一实施例提供的故障录波采样精度校核的方法属于同一构思，其具体实现过程详见说明书全文，此处不再赘述。
[0052]
本申请一实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本申请一实施例提供的故障录波采样精度校核的方法的步骤。
[0053]
图3示出了本申请一实施例提供的计算机设备的具体结构框图，一种计算机设备100包括：一个或多个处理器101、存储器102、以及一个或多个计算机程序，其中所述处理器101和所述存储器102通过总线连接，所述一个或多个计算机程序被存储在所述存储器102中，并且被配置成由所述一个或多个处理器101执行，所述处理器101执行所述计算机程序时实现如本申请一实施例提供的故障录波采样精度校核的方法的步骤。计算机设备包括服务器和终端等。该计算机设备可以是台式计算机、移动终端或车载设备，移动终端包括手机、平板电脑、个人数字助理或可穿戴设备等中的至少一种。
[0054]
在本申请中，由于根据继电保护装置记录的故障录波数据，计算需要对比的录波通道中的各第一模拟量通道的故障特征量，得到故障特征量最大的第一模拟量通道，获取所述故障特征量最大的第一模拟量通道在故障时间段内的瞬时值数据；在故障录波装置记录的故障录波数据中获取需要与所述故障特征量最大的第一模拟量通道对比的第二模拟量通道，获取所述第二模拟量通道中持续预设时长的瞬时值数据，所述预设时长等于所述故障时间段的时长；根据所述故障特征量最大的第一模拟量通道在故障时间段内的瞬时值数据和所述第二模拟量通道中持续预设时长的瞬时值数据，通过动态时间归整dtw算法，将继电保护装置记录的故障录波数据和故障录波装置记录的故障录波数据以故障时刻为基准对齐，校核故障录波数据采样精度。因此容易发现模拟量采样异常的继电保护装置，有利于提前发现继电保护装置隐患；计算量较小，能够满足复杂故障情况下的故障录波数据对齐。
[0055]
应该理解的是，本申请各实施例中的各个步骤并不是必然按照步骤标号指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0056]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0057]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛
盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0058]
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。