沖擊負(fù)荷非侵入式在線監(jiān)測研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的向前發(fā)展，電弧爐煉鋼、電解鋁等關(guān)系國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)在我國得到了迅速發(fā)展，同時，其他如電氣化鐵路、大型電力電子設(shè)備等眾多對電力系統(tǒng)存在沖擊的負(fù)荷類型所占的比重越來越大。沖擊負(fù)荷的出現(xiàn)，對電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量、發(fā)電機(jī)組、電能計(jì)量、負(fù)荷預(yù)測和系統(tǒng)可靠性等方面都造成了惡劣的影響。研究沖擊負(fù)荷的非侵入式在線監(jiān)測有利于電力公司合理地安排運(yùn)行計(jì)劃，及早制定預(yù)防措施，對電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行意義重大。本文以電弧爐冶煉企業(yè)為代表進(jìn)

2、行了典型負(fù)荷投切暫態(tài)特性分析，提出了包括投切暫態(tài)事件在線檢測算法和負(fù)荷類型及投切狀態(tài)自動識別算法的沖擊負(fù)荷非侵入式在線監(jiān)測系統(tǒng)，為沖擊負(fù)荷的實(shí)時監(jiān)測提供了一種思路和可能性。
　　本文首先建立了包含電弧爐和大容量感應(yīng)電動機(jī)的簡單冶煉負(fù)荷的供電系統(tǒng)，選用了基于電弧能量守恒的電弧爐仿真模型，并在PSCAD/EMDC軟件中對電弧爐和電動機(jī)各自投入和退出電網(wǎng)時公網(wǎng)母線上的電壓暫態(tài)信號進(jìn)行了仿真分析。
　　本文給出了一種適用于非侵入式在

3、線監(jiān)測的投切事件暫態(tài)事件檢測算法。檢測時先運(yùn)用同步dq變換提取母線電壓的幅值包絡(luò)線；再根據(jù)變點(diǎn)檢測理論的思想，用改進(jìn)后的累積和（CUSUM）統(tǒng)計(jì)函數(shù)對包絡(luò)線進(jìn)行變點(diǎn)檢測，檢測出的變點(diǎn)時刻即對應(yīng)了設(shè)備投切的時刻；最后對該檢測方法的效果進(jìn)行了算例說明。
　　在檢測出投切事件之后，考慮到S變換具有比小波變換和傅氏變換更好的時頻分析性能，本文對母線上的電壓暫態(tài)信號進(jìn)行了S變換時頻分析，并選取了可以表征各自暫態(tài)特性的暫態(tài)特征量。然后將這些特

4、征量作為樣本向量，訓(xùn)練了可用于多標(biāo)簽分類的SVM分類樹模型，通過該模型對測試樣本進(jìn)行了自動分類識別，建立了本文基于S變換特征量提取和SVM分類樹的負(fù)荷類型及其投切狀態(tài)自動識別算法。
　　文章最后本文將這兩種算法整合，形成了沖擊負(fù)荷非侵入式在線監(jiān)測系統(tǒng)完整的監(jiān)測算法體系，從沖擊負(fù)荷的系統(tǒng)入口處就能通過數(shù)據(jù)采集直接得到內(nèi)部負(fù)荷投切的時刻和投切的設(shè)備類型，具有很好的通用性和完整性。為了驗(yàn)證本文理論的有效性，文中利用PSCAD/EMTDC