一种基于5G有源配电网故障识别系统的制作方法

一种基于5g有源配电网故障识别系统
技术领域
1.本发明涉及配电网故障识别技术领域，具体为一种基于5g有源配电网故障识别系统。


背景技术：

2.针对有源配电网内故障电流多向流动的特点，许多现有技术对有源配电网的故障区段定位方法做了研究，主要形成了矩阵法、纵联法以及智能算法等定位方法,矩阵法的特点是直观性强，原理清晰，该方法往往是针对实际配网的结构定义相关矩阵，通过矩阵运算结果得出故障位置，在网络结构较为复杂时，矩阵法对配电主站的数据存储与计算的要求较高，而智能算法主要是利用优化算法对寻优目标进行改进，利用寻优结果定位配电网的故障区段。这类算法主要有神经网络算法、遗传算法，粒子群算法、和声算法等。相比较前述两种算法，智能算法适用于解决大规模复杂配电网的多重故障定位问题。但是智能算法较为复杂，原理上不够直观，对计算平台的要求很高，故障定位的速度与寻优速度关系较大，整体故障定位时间较长。


技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于5g有源配电网故障识别系统，具备解决传统方法无法适应分布式电源接入带来的潮流多向流动和区段定位、故障隔离不准确问题，还能够综合利用dg于系统主电源进行供电恢复，大大降低负荷失电率、减少用户停电时间等优点，解决智能算法较为复杂，原理上不够直观，对计算平台的要求很高，故障定位的速度与寻优速度关系较大，整体故障定位时间较长的问题。
5.(二、技术方案
6.为实现上述的目的，本发明提供如下技术方案：包括一种基于5g有源配电网故障识别系统，其特征在于，包括以下步骤：
7.s1、划分故障定位域，在配电网中配置若干微型同步相量测量单元和dg(分布式电源)，将定位域两端节点分别设定为m、n,按dg的安装位置和容量确定故障后dg的孤岛划分方案；
8.s2、将配电网接入到p2p网络架构，并获取配电网信息，判断配电网中是否发生故障，若是则进入步骤s3，否则继续获取配电网信息并进行故障判断，所述p2p网络架构通过5g通信方式进行信息传输；
9.s3、故障发生后，将故障支路下游dg转入孤岛运行，通过微型同步相量测量单元获取其所在节点的电流相角信息，根据电流相角信息判断故障是否发生在含dg区域，若是则计算该故障对应的区段，并输出结果，完成配电网故障区段识别；
10.s4、调整故障后配电网络结构信息，利用粒子群算法寻找非故障停电区域可恢复路径，使用dg孤岛进行供电恢复，在短时间内形成孤岛供电，维持故障点下游区域的电压与
频率稳定；
11.s5、寻找配电网中是否存在未被恢复区域，如果有无法恢复的非故障停电区域，进行切负荷处理，将备用联络线视为具有相应容量的dg，按照网络中只有dg的情况，以孤岛划分的方法进行供电恢复；
12.s6、将配电网络故障信息通过p2p网络架构进行个站点共享传输并保存，人工确认并对故障点位进行修复，修复后将s3、s4、s5步骤中转入的故障支路下游的dg孤岛供电模式恢复到原供电模式，并转入s1步骤。
13.(三、有益效果
14.与现有技术相比，本发明提供了一种基于5g有源配电网故障识别系统，具备以下有益效果：
15.通过利用基于5g通信技术的p2p网络接入配电网中，利用5g通信技术，解决配电网通信网络“最后一公里”问题，并且可以发挥5g通信技术高速、低时延的优势，适应分布式故障恢复对于信息交互的高要求，提出分布式故障恢复方法，解决传统方法无法适应分布式电源接入带来的潮流多向流动和区段定位、故障隔离不准确问题，还能够综合利用dg于系统主电源进行供电恢复，大大降低负荷失电率、减少用户停电时间。
附图说明
16.图1为本发明有源配电网的示意图；
17.图2为本发明p2p网络架构系统示意图。
具体实施方式
18.下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.如图1-图2所示，一种基于5g有源配电网故障识别系统，包括以下步骤：
20.s1、划分故障定位域，在配电网中配置若干微型同步相量测量单元和dg(分布式电源)，将定位域两端节点分别设定为m、n,按dg的安装位置和容量确定故障后dg的孤岛划分方案；
21.s2、将配电网接入到p2p网络架构，并获取配电网信息，判断配电网中是否发生故障，若是则进入步骤s3，否则继续获取配电网信息并进行故障判断，所述p2p网络架构通过5g通信方式进行信息传输，附图2为配电网故障段判别式，k为大于1的系数，按照区外故障两侧最大不平衡电流整定，可取k＝1.2；i_set是正常情况下不发生误动的门槛值，若在图2所示的f点发生故障，i_m由主电源提供，其数值很大，一般远远大于负荷电流。当dg为逆变类分布式电源时，dg提供的故障电流i_n的幅值往往较小，按照逆变类dg输出最大故障电流为1.2倍额定电流计算，即使时故障区段下游有数十个逆变类dg的极端情况，故障区段流入电流i_n的幅值也仅与负荷电流相当；
22.s3、故障发生后，将故障支路下游dg转入孤岛运行，通过微型同步相量测量单元获取其所在节点的电流相角信息，根据电流相角信息判断故障是否发生在含dg区域，若是则
计算该故障对应的区段，并输出结果，完成配电网故障区段识别；
23.s4、调整故障后配电网络结构信息，利用粒子群算法寻找非故障停电区域可恢复路径，使用dg孤岛进行供电恢复，在短时间内形成孤岛供电，维持故障点下游区域的电压与频率稳定，配电网中节点数目庞大，无法为每个节点处的保护装置配置专门的同步设备，因此，本发明采用基于故障起始信息的电流数据自同步方法解决数据同步问题，配网线路长度较短，在线路上某点发生故障，可认为线路两端的保护装置检测到电流突变的时刻相同，若保护装置各自以该时刻为计算的起始时刻，则可实现电流数据的近似同步；
24.s5、寻找配电网中是否存在未被恢复区域，如果有无法恢复的非故障停电区域，进行切负荷处理，将备用联络线视为具有相应容量的dg，按照网络中只有dg的情况，以孤岛划分的方法进行供电恢复，如果采用故障电流幅值比较与电流差动原理相结合的故障区段定位原理，并且设置合理的保护定值，能够在各种情况下准确定位有源配电网故障区段，本发明的故障区段判别式如下：
25.或
26.s6、将配电网络故障信息通过p2p网络架构进行个站点共享传输并保存，人工确认并对故障点位进行修复，修复后将s3、s4、s5步骤中转入的故障支路下游的dg孤岛供电模式恢复到原供电模式，并转入s1步骤。
27.本发明的有益效果是：通过利用基于5g通信技术的p2p网络接入配电网中，利用5g通信技术，解决配电网通信网络“最后一公里”问题，并且可以发挥5g通信技术高速、低时延的优势，适应分布式故障恢复对于信息交互的高要求，提出分布式故障恢复方法，解决传统方法无法适应分布式电源接入带来的潮流多向流动和区段定位、故障隔离不准确问题，还能够综合利用dg于系统主电源进行供电恢复，大大降低负荷失电率、减少用户停电时间。
28.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种基于5g有源配电网故障识别系统，其特征在于，包括以下步骤：s1、划分故障定位域，在配电网中配置若干微型同步相量测量单元和dg(分布式电源)，将定位域两端节点分别设定为m、n,按dg的安装位置和容量确定故障后dg的孤岛划分方案；s2、将配电网接入到p2p网络架构，并获取配电网信息，判断配电网中是否发生故障，若是则进入步骤s3，否则继续获取配电网信息并进行故障判断，所述p2p网络架构通过5g通信方式进行信息传输；s3、故障发生后，将故障支路下游dg转入孤岛运行，通过微型同步相量测量单元获取其所在节点的电流相角信息，根据电流相角信息判断故障是否发生在含dg区域，若是则计算该故障对应的区段，并输出结果，完成配电网故障区段识别；s4、调整故障后配电网络结构信息，利用粒子群算法寻找非故障停电区域可恢复路径，使用dg孤岛进行供电恢复，在短时间内形成孤岛供电，维持故障点下游区域的电压与频率稳定；s5、寻找配电网中是否存在未被恢复区域，如果有无法恢复的非故障停电区域，进行切负荷处理，将备用联络线视为具有相应容量的dg，按照网络中只有dg的情况，以孤岛划分的方法进行供电恢复；s6、将配电网络故障信息通过p2p网络架构进行个站点共享传输并保存，人工确认并对故障点位进行修复，修复后将s3、s4、s5步骤中转入的故障支路下游的dg孤岛供电模式恢复到原供电模式，并转入s1步骤。

技术总结
本发明涉及配电网故障识别技术领域，且公开了一种基于5G有源配电网故障识别系统，包括以下步骤：S1、划分故障定位域，在配电网中配置若干微型同步相量测量单元和DG(分布式电源)，将定位域两端节点分别设定为M、N,按DG的安装位置和容量确定故障后DG的孤岛划分方案。本发明的优点是：通过利用基于5G通信技术的P2P网络接入配电网中，利用5G通信技术，可以发挥5G通信技术高速、低时延的优势，适应分布式故障恢复对于信息交互的高要求，提出分布式故障恢复方法，解决传统方法无法适应分布式电源接入带来的潮流多向流动和区段定位、故障隔离不准确问题，还能够综合利用DG于系统主电源进行供电恢复，大大降低负荷失电率、减少用户的停电时间。时间。时间。


技术研发人员：苗晓阳 原璐璐 梅林常 李英杰 刘晓妲 王文 王童辉 李暖暖 毛万登
受保护的技术使用者：国网河南省电力公司电力科学研究院
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/9/5