[發(fā)明專利]基于邊緣計(jì)算的單相接地故障區(qū)段辨識(shí)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011135839.8
• 申請(qǐng)日: 2020-10-22
• 公開（公告）號(hào): CN112415325A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁睿;程孟晗;唐澤華;薛雪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/08
• 分類號(hào): G01R31/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

本發(fā)明公開了一種基于邊緣計(jì)算的單相接地故障區(qū)段辨識(shí)方法，適用于電網(wǎng)電力系統(tǒng)故障分析使用。首先在電網(wǎng)系統(tǒng)的每條支路上精度設(shè)置測量點(diǎn)，并在相應(yīng)線路首端配置邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，各測量節(jié)點(diǎn)之間距離定義為一個(gè)區(qū)段，當(dāng)支路上發(fā)生單相接地故障時(shí)，各測量節(jié)點(diǎn)記錄并上傳零序電流幅值至邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，并利用零序電流信號(hào)進(jìn)行差值計(jì)算，最終生成矩陣，再利矩陣中的相鄰數(shù)值的差值從而判斷對(duì)應(yīng)支路上的測量點(diǎn)處出現(xiàn)故障。本方法應(yīng)用于邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，根據(jù)故障線路與非故障線路零序電流幅值沿線分布的差異進(jìn)行故障區(qū)段辨識(shí)，能夠迅速可靠的確定故障區(qū)段。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉一種單相接地故障區(qū)段辨識(shí)方法，尤其適用于電網(wǎng)電力系統(tǒng)故障分析使用的基于邊緣計(jì)算的單相接地故障區(qū)段辨識(shí)方法。

背景技術(shù)

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化水平不斷提高，電力工業(yè)得到了長足進(jìn)步。城市配網(wǎng)線路工作環(huán)境復(fù)雜，極易發(fā)生故障，其中以單相接地故障為主要形式，基本可以占到故障總數(shù)的80％以上。

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)配電自動(dòng)化，分布式測量與邊緣計(jì)算相結(jié)合的配網(wǎng)線路故障定位方案以其低成本、波形記錄方便和緩解后臺(tái)云端計(jì)算壓力等優(yōu)勢，在未來將被廣泛應(yīng)用于配電線路中。然而，現(xiàn)有的故障區(qū)段在線定位方法，多為依靠在云端完成故障區(qū)段定位的計(jì)算工作，并在定段計(jì)算完成后于后臺(tái)顯示。在配電網(wǎng)的系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大、分支眾多、連接形式復(fù)雜的大背景下，數(shù)據(jù)計(jì)算量將隨著配電網(wǎng)網(wǎng)架的規(guī)模而呈指數(shù)型增長，給云端計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)空間和通信信道擁堵的緩解帶來了巨大壓力。

目前，隨著配網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展，用于監(jiān)測線路三相負(fù)荷電流、零序電流等運(yùn)行信息的新型分布式測量裝置已在配電網(wǎng)中逐步運(yùn)用，配合邊緣計(jì)算方法將大型配電網(wǎng)分解為諸小型網(wǎng)絡(luò)，將大大緩解僅靠云計(jì)算處理線路故障定位帶來的諸多問題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)的不足之處，提供一種步驟簡單，為了解決當(dāng)前中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)區(qū)段定位中存在的問題，使用效果好的基于邊緣計(jì)算的單相接地故障區(qū)段辨識(shí)方法。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的基于邊緣計(jì)算的單相接地故障區(qū)段辨識(shí)方法，其步驟如下：

S1在中性點(diǎn)不接地的配電網(wǎng)系統(tǒng)中，在支路首端配置邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，在每條支路上按照區(qū)段定位的精度要求間隔安裝多個(gè)分布式測量裝置形成測量點(diǎn)，對(duì)分布式測量裝置按照其空間地理位置進(jìn)行編號(hào)mn，m代表當(dāng)前分布式測量裝置在系統(tǒng)中所在支路編號(hào)，n代表當(dāng)前分布式測量所在支路上的沿線排序序號(hào)，并在每條支路首端設(shè)置邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)；

S2當(dāng)線路發(fā)生單相接地故障時(shí)，各測量點(diǎn)所在位置的零序電流信號(hào)并記錄，使用快速傅里葉變換提取所有測量點(diǎn)得到的零序電流信號(hào)的基波零序電流幅值I_mn，將測量點(diǎn)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳至支路首端設(shè)置的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)處，按分布式測量裝置的編號(hào)將其檢測到的零序電流信號(hào)順序存儲(chǔ)于矩陣[I₁，I₂......I_m]^-1中，I_m為n元向量序列；

S3在支路首端的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)中，計(jì)算向量I_m序列中所有相鄰的兩個(gè)元素I_mn和I_m(n-1)間的差值d_mp并形成支路差值矩陣D_m，D_m為n-1元向量；

S4對(duì)支路差值矩陣D_m中相鄰兩元素絕對(duì)值作差，并取絕對(duì)值得到d_mp’，形成新矩陣D_m’；

S5將新的差值矩陣D_m’中各元素相加；若結(jié)果遠(yuǎn)大于0，則判斷該支路為故障線路；否則，若結(jié)果近似等于0，則判斷該支路為健全線路；