分流窃电检测方法、装置及电子设备、存储介质转让专利
申请号 : CN202211290206.3
文献号 : CN115356581B
文献日 : 2023-01-24
发明人 : 郭飞 , 黄成 , 马超 , 陈建卫 , 赵金平 , 朱勇
申请人 : 北京智芯微电子科技有限公司 , 国家电网有限公司 , 四川和中电力科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种分流窃电检测方法,其特征在于,包括:
通过对计量互感器的二次计量回路中的工频信号进行采样,获取工频负荷信号;
根据所述工频负荷信号确定所述二次计量回路的负荷;
在所述二次计量回路的负荷大于预设负荷时,根据所述工频负荷信号对所述二次计量回路进行动态分析,以判断所述二次计量回路中是否存在分流窃电情况;
其中,所述根据所述工频负荷信号对所述二次计量回路进行动态分析,包括:根据当前工作频率对采样得到的工频负荷信号进行信号同步处理,得到同步工频信号;利用DFT算法对所述同步工频信号进行运算,得到所述同步工频信号中各次谐波的波形畸变率;对各次谐波的波形畸变率是否超过预设值进行分析;
所述根据当前工作频率对采样得到的工频负荷信号进行信号同步处理,包括:根据所述当前工作频率确定窗口序列,并利用所述窗口序列对所述工频负荷信号进行信号同步处理;
所述根据所述当前工作频率确定窗口序列,包括:根据所述当前工作频率确定所述工频负荷信号的实际采样点数;利用连续多个周期的实际采样点数对预设表达式进行复化梯形迭代计算,得到所述窗口序列。
2.根据权利要求1所述的分流窃电检测方法,其特征在于,在所述二次计量回路的负荷小于等于预设负荷时,所述方法还包括:向所述二次计量回路注入高频检测信号,并获取相应的高频响应电流值;
根据所述高频响应电流值对所述二次计量回路进行静态分析,以判断所述二次计量回路中是否存在分流窃电情况。
3.根据权利要求2所述的分流窃电检测方法,其特征在于,所述根据所述高频响应电流值对所述二次计量回路进行静态分析,包括:根据所述高频响应电流值和短路标定值确定所述二次计量回路当前的阻抗特征值,其中,所述短路标定值是将所述二次计量回路进行短路处理且在向所述二次计量回路中输入所述高频检测信号后,由所述二次计量回路输出得到的电流值;
对所述阻抗特征值是否处于预设短路区间内进行分析。
4.根据权利要求3所述的分流窃电检测方法,其特征在于,所述预设表达式为:其中,Fn和F(n‑1)均为所述预设表达式的值,N为所述实际采样点数,iX为第X次迭代中各个采样点,iX,m为第X次迭代中第m个采样点,ρix为第X次迭代的权重系数。
5.根据权利要求4所述的分流窃电检测方法,其特征在于,通过下式对所述工频负荷信号进行信号同步处理:其中,F(X)为所述同步工频信号的序列,W(X)为所述窗口序列,f(X)为所述工频负荷信号的序列。
6.根据权利要求5所述的分流窃电检测方法,其特征在于,所述利用DFT算法对所述同步工频信号进行运算,得到所述同步工频信号中各次谐波的波形畸变率,包括:确定所述同步工频信号中需要处理的最高谐波次数和周期有效点数,并根据所述当前工作频率确定相应的三角函数表;
根据所述最高谐波次数、所述周期有效点数以及所述三角函数表,利用所述DFT算法对所述同步工频信号进行运算,得到复数矩阵;
根据所述复数矩阵确定各次谐波的幅值;
根据各次谐波的幅值确定各次谐波的波形畸变率。
7.根据权利要求6所述的分流窃电检测方法,其特征在于,所述根据各次谐波的所述幅值确定各次谐波的波形畸变率之后,所述方法还包括:根据所述同步工频信号当前周期的基波相位、与当前周期相邻周期的基波相位确定频率变化值;
根据所述当前工作频率和所述频率变化值更新当前所述同步工频信号的频率。
8.一种分流窃电检测装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于通过对计量互感器的二次计量回路中的工频信号进行采样,获取工频负荷信号;
检测模块,用于在根据所述工频负荷信号确定所述二次计量回路的负荷大于预设负荷时,根据所述工频负荷信号对所述二次计量回路进行动态分析,以判断所述二次计量回路中是否存在分流窃电情况;
所述检测模块具体用于:根据当前工作频率对采样得到的工频负荷信号进行信号同步处理,得到同步工频信号;利用DFT算法对所述同步工频信号进行运算,得到所述同步工频信号中各次谐波的波形畸变率;对各次谐波的波形畸变率是否超过预设值进行分析;
所述检测模块还具体用于:根据所述当前工作频率确定窗口序列,并利用所述窗口序列对所述工频负荷信号进行信号同步处理;
所述检测模块还具体用于:根据所述当前工作频率确定所述工频负荷信号的实际采样点数;利用连续多个周期的实际采样点数对预设表达式进行复化梯形迭代计算,得到所述窗口序列。
9.一种电子设备,包括存储器和处理器,所述存储器上存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1 7中任一项所述的分流窃电检测~方法。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1 7中任一项所述的分流窃电检测方法。
~
说明书 :
分流窃电检测方法、装置及电子设备、存储介质
技术领域
背景技术
题,尤其是因窃电或计量互感器老化等导致的线损超差问题,成为了当前电网需要面对的
主要问题之一。
试来分析当前互感器回路是否发生了改变。但是,由于使用的互感器不同,互感器的特性阻
抗也会不同,从而测出的特性阻抗与互感器本身的阻抗关系很大,因此仅仅靠阻抗特性来
判断当前互感器回路是否发生了变化,需要使用大量的数据样本来进行分析,因此检测时
间较长,并且检测结果的准确率也无法保证。
发明内容
设负荷时,根据所述工频负荷信号对所述二次计量回路进行动态分析,以判断所述二次计
量回路中是否存在分流窃电情况。
回路的负荷大于预设负荷时,根据工频负荷信号对二次计量回路进行动态分析,来判断二
次计量回路中是否存在分流窃电的情况;由此,通过工频负荷信号对二次计量回路进行动
态分析,就可以得到二次计量回路是否存在分流的情况,提高了分流窃电检测的检测准确
度。
于预设负荷时,根据所述工频负荷信号对所述二次计量回路进行动态分析,以判断所述二
次计量回路中是否存在分流窃电情况。
路的负荷是否大于预设负荷,并当二次计量回路的负荷大于预设负荷时,根据工频负荷信
号对二次计量回路进行动态分析,来判断二次计量回路中是否存在分流窃电的情况;由此,
通过工频负荷信号对二次计量回路进行动态分析,就可以得到二次计量回路是否存在分流
的情况,提高了分流窃电检测的检测准确度。
方面实施例提出的分流窃电检测方法。
窃电检测方法。
附图说明
具体实施方式
图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
流信号,并从计量互感器的二次侧输出。
中包括至少微型精密互感器、抗混叠滤波器、采样电路以及AD采样器,图中,T1为计量互感
器。
滤波处理,从而降低工频负荷信号中的混叠频率分量。抗混叠滤波器的输出端与采样电路
连接,采样电路的输出端与AD采样器连接,通过AD采样器可以将获取到的模拟信号转换为
数字信号。
3.2K。根据固定采样频率和工频负荷信号一个周期的频率可以得到该周期的采样点数。在
本实施例中,每采样4个周期的工频负荷信号,就进行一次数据缓存,即将4个周期的工频负
荷信号数据作为一组数据,并对这一组数据进行统一处理。
频负荷信号的负荷值的计算方式可以参考已有的负荷计算方式,此处不再赘述。
特性准确分析出二次计量回路的分流窃电情况,因此,需要通过动态分析来对二次计量回
路的分流窃电情况进行分析。
进行动态分析时,需要以工频负荷信号的频率作为基础,因此,本发明实施例中对工频负荷
信号进行信号同步处理,以减少工频负荷信号频率成分的损失,并降低采样过程中由截断
产生的频谱泄漏。
行信号同步处理。
的波形,就可以获得该段波形的当前工作频率。
由以下公式进行表示:
率发生变化,采样获得的数据也会出现偏差。但是电网频率在通常情况下不会出现频繁或
大范围的突变,一般电网频率的变动是较为缓慢的。因此,可以将工频负荷信号的周期变量
记为∆,周期变量∆会在一定的范围内波动,将工频负荷信号一个周期的积分区间记为
(X0,X0+2π+∆)。
负荷信号的周期会加长,因此,同样在3.2K的固定采样频率下,一个周期的有效采样点数会
增加。因此,可以以工频负荷信号频率50Hz,有效采样点数64点为基准,计算获得在工频负
荷信号的频率有微小变动的情况下实际的采样点数。在一些实施方式中,可以采用下式计
算实际采样点数:
际需求对上述公式进行调整,此处不对实际采样点数的计算公式进行具体限制。
分后,工频负荷信号可以用下述预设表达式进行表示:
系数ρix由具体地求积公式决定。
预设表达式中,进行复化梯形迭代求积,可以得到N*n+1个权重系数,经过复化梯形迭代求
积后的权重系数即为所需的窗口序列。
以获得一组窗口系数。
频率的变化值不能超过±0.5Hz;在异常的情况下,电网频率的变化值也不能超过±1Hz。因
此,可以预先将在该频率波动范围内的所有频率相应的窗口系数进行计算,并进行存储,当
需要对工频负荷信号进行信号同步处理时,直接调取相应的窗口系数进行使用。
负荷信号进行信号同步处理时,根据采样得到的工频负荷信号的当前工作频率,可以直接
调取相应的窗口序列来对工频负荷信号进行信号同步处理。
态分析过程,同步工频信号与原工频信号的频率分量一致,因此,能够提高通过动态分析得
到分析结果的准确度,进而提高了对二次计量回路进行分流窃电检测的检测准确度。
样得到的同步工频信号为X[n],则可以得到一个有限长序列的时域信号变换为频域信号的
变换公式:
为虚部。
据实际需求进行设定,例如,在电力系统中,一般只处理31次以内的谐波,31次以外的谐波
可以忽略,因此,最高谐波次数可以设置为31次(即S=31)。
在对同步工频信号进行运算时,需要对至少3*N+1个数据点进行同步处理,即对3个周期的
数据点和第4个周期中1个数据点进行同步处理,则可以设置周期有效点数为k=3*N+1。由此
可知,根据每4个周期的数据可以进行一次信号运算,得到一组波形畸变率。需要说明的是,
这里的数据点与上述实际采样点数相同,例如,一个周期的实际采样点数为64点,相当于该
周期波形有64个数据点。
式:
弦表,三角函数表在对上述DFT运算公式进行运算时使用。可以采用下式来得到余弦表和正
弦表:
频信号的当前工作频率,在存储的三角函数表调取所需的三角函数表进行使用即可。由此,
可以大大缩短同步工频信号的运算时间,提高分流窃电检测的检测效率。
中各次谐波的幅值。
方根值可以由基波的幅值计算获得。
进行更新。
便下次运行DFT算法时使用:
率的变化值得到当前真实频率。
地,由于电网规定的谐波的波形畸变率不能超过5%,而在实际应用中,谐波的波形畸变率都
是在1%以内。若二次计量回路中存在分流的情况,则同步工频信号中奇次谐波的波形畸变
率会明显升高,因此,可以根据电网规定将预设值设为5%,当检测到同步工频信号中奇次谐
波的波形畸变率超过预设值时,则可以判定为当前二次计量回路中存在分流窃电的情况。
回路的分流窃电检测,并输出一次检测结果。
的负荷小于等于预设负荷时,可以直接通过静态分析来分析当前二次计量回路中是否存在
分流窃电的情况。下面对静态分析的分析方法进行具体介绍。
第三电阻R3以及第二电感jx2。
量回路,或者从而二次计量回路中采集相应的高频响应电流值。为了不影响对二次计量回
路的静态分析,可以将第一高频耦合单元T2和第二高频耦合单元T3的一次侧匝数设置为1
匝,从而在对二次计量回路进行静态分析时,可以不考虑第一高频耦合单元T2和第二高频
耦合单元T3一次侧带来的阻抗影响。
路中的电流只与第一高频耦合单元T2产生的耦合电流以及计量互感器的阻抗(阻抗Z=R1+
jx1)有关。因此,当高频检测信号I2注入至二次计量回路后,若高频检测信号I2的频率、第
一电阻R1以及第一电感jx1位定值的情况下,二次计量回路通过第二高频耦合单元T3输出
的高频响应电流值I3会在一个稳定区间内。
量回路的阻抗会发生改变,即阻抗Z=(R1+jx1)||R2,从而第二高频耦合单元T3输出的高频
响应电流值也会发生变化。因此,可以通过获取的高频响应电流值,来对二次计量回路进行
分流窃电检测。
静态分析:
在本实施例中,将高频响应电流值记为Z,相应的增益值记为ZA.
后获得的高频响应电流值和对应的增益值作为短路标定值。在本实施例中,将短路后获得
的高频响应电流值记为Zb,相应的增益值记为ZAb。
的阻抗特征值是否在改短路区间内,来判断二次计量回路是否存在分流窃电的情况。例如,
若阻抗特征值在该短路区间内,则说明当前二次计量回路存在分流窃电的情况。需要说明
的是,可以通过大量的实验数据来设定短路区间。
结果包括正常和异常。
网超负荷对二次计量回路的分析结果带来的影响。
据实际需求进行设置。
分析结果均为异常时,则也认定这4次的分析结果为有效分析结果,并更新当前回路状态为
分流状态;若在连续4次输出的分析结果中,有3次分析结果为正常,1次分析结果为异常,则
说明该异常情况可能是由超负荷导致的,因此,认定这4次的分析结果为无效分析结果,且
不对当前回路状态进行更新。
式,通过静态分析和动态分析共同确定当前二次计量回路是否发生分流窃电,能够大大提
高分流窃电检测的准确率;且在动态分析时,对工频负荷信号做了信号同步处理,能够提高
动态分析的准确度,从而进一步地提高分流窃电检测的准确率。此外,使用动态分析时,通
过4个周期的信号数据就能够完成一次动态分析,因此,本实施例的分流窃电检测方法,只
需使用较少周期的波形,就能够准确得出当前二次计量回路的回路状态,完成对二次计量
回路的分流窃电检测,从而提高了分流窃电检测的检测效率。
取模块1001、用于在根据工频负荷信号确定二次计量回路的负荷大于预设负荷时,根据工
频负荷信号对二次计量回路进行动态分析,以判断二次计量回路中是否存在分流窃电情况
的检测模块1002。
设负荷,并当二次计量回路的负荷大于预设负荷时,根据工频负荷信号对二次计量回路进
行动态分析,来判断二次计量回路中是否存在分流窃电的情况;能够在二次计量回路的负
荷较大时,通过工频负荷信号对二次计量回路进行动态分析,得到二次计量回路是否存在
分流的情况,提高了分流窃电检测的检测准确度。
器1104。需要说明的是,实际应用中收发器1104不限于一个,该电子设备1100的结构并不构
成对本发明实施例的限定。
Integrated Circuit,专用集成电路),FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编
程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以
实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框,模块和电路。处理器
1101也可以是实现计算功能的组合,例如包含一个或多个微处理器组合,DSP和微处理器的
组合等。
Industry Standard Architecture,扩展工业标准结构)总线等。总线1102可以分为地址总
线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图11中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总
线或一种类型的总线。
息和指令的其他类型的动态存储设备,也可以是EEPROM(Electrically Erasable
Programmable Read Only Memory,电可擦可编程只读存储器)、CD‑ROM(Compact Disc
Read Only Memory,只读光盘)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数
字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储
具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质,但不限
于此。
示的内容。
端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图11示出的电子设备
1100仅仅是一个示例,不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其
他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行
系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、
通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设
备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或
多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(RAM),只
读存储器(ROM),可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光
盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其
他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必
要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器
中。
或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下
列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路
的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场
可编程门阵列(FPGA)等。
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不
一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何
的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三
个等,除非另有明确具体的限定。
部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员
而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例进行变化、修改、替换和变型。