电力故障录波数据的分析方法研究及软件设计

论文摘要

电力故障录波器在电力系统发生故障或振荡时自动记录整个故障过程中各种电气量变化以及开关动作情况。基于故障录波数据的故障分析，是提高电力系统继电保护运行和管理水平，保障电压安全稳定运行的重要手段之一。本文基于电网故障分析的需求，研究电力故障录波数据分析方法，并开发了实用的故障录波数据后台分析软件。首先，介绍了电力故障录波文件的数据格式、结构及其特点，实现了故障录波文件的读取，并针对复杂故障分析时不同文件波形同时显示和操作的需要，提出了多故障录波文件的融合方法。其次，对现有故障录波数据分析的常用算法进行了比较分析；在此基础上，针对录波数据采样率固定，电网频率偏移引起谐波分析误差过大的问题，提出了基于改进傅立叶变换的谐波检测算法；针对数据窗可能跨越不同采样频率段的问题，提出了跨时段故障录波数据的计算方法。再次，研究了电力故障波形的再现、缩放操作等处理技术。根据电力故障录波波形分析、显示的特点和要求，提出统一考虑波形缩放的波形显示曲线纵坐标的计算方法；采用计算机双缓存绘图方法，解决了传统Windows绘图闪烁问题，改善了显示效果。最后，在Windows XP的环境下利用Visual C++6.0工具进行软件的开发，实现了波形显示、数据分析、故障分析和文件处理等系统功能。软件充分、有效地利用故障录波数据，再现故障和异常运行时的电气量变化过程，完成故障录波数据的综合分析，为查找故障原因、正确分析和评价继电保护装置动作行为、提供方便、实用、高效的分析工具。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 电力故障录波信息处理系统的国内外研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 本文的主要工作
• 第2章 电力故障录波器及录波数据格式
• 2.1 电力故障录波器
• 2.1.1 故障录波器的硬件结构
• 2.1.2 故障录波器的软件结构
• 2.2 电力系统暂态数据交换通用格式
• 2.2.1 头文件
• 2.2.2 配置文件
• 2.2.3 数据文件
• 2.2.4 信息文件
• 2.3 录波文件的读取
• 2.3.1 配置文件的读取
• 2.3.2 数据文件的读取
• 2.4 录波文件的融合
• 2.5 本章小结
• 第3章 录波数据的分析算法
• 3.1 录波数据处理的常用计算方法
• 3.1.1 常用算法
• 3.1.2 常用算法的比较
• 3.2 对称分量分析
• 3.3 谐波分析
• 3.3.1 谐波分析算法原理
• 3.3.2 算法实现步骤
• 3.4 录波数据处理中的其它问题
• 3.4.1 分析时刻采样频率的获取
• 3.4.2 故障时刻检测
• 3.4.3 跨时段故障录波数据的计算方法
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于录波数据的故障波形再现
• 4.1 坐标系的确定
• 4.2 双缓存绘图技术
• 4.3 波形处理纵坐标计算方法
• 4.4 本章小结
• 第5章 故障录波数据分析的软件设计
• 5.1 编程语言
• 5.2 软件结构
• 5.3 软件功能
• 5.3.1 波形显示模块
• 5.3.2 数据分析模块
• 5.3.3 故障分析模块
• 5.3.4 文件处理模块
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A 攻读学位期间发表的学术论文目录