基于5G的配电网馈线故障协同隔离方法、系统及存储介质与流程

基于5g的配电网馈线故障协同隔离方法、系统及存储介质
技术领域
1.本发明涉及配电网自动化领域，尤其是涉及一种基于5g的配电网馈线故障协同隔离方法、系统及存储介质。


背景技术：

2.现在正在大力发展清洁可再生能源，并尽可能多地接入配电网，这给配电网的安全运行带来了压力，需要大力发展配电网自动化。同时，随着电力物联网技术的广泛应用，越来越多的ftu(馈线终端单元)设备用到了配电网中，使对配电网故障的处理正在朝着自动化的方向发展。
3.配网故障的类型主要包括雷击跳闸、小动物影响、自然灾害影响和配网设备故障。在处理配网故障时，先对故障区进行隔离，然后通过动作开关对非故障失电区的负荷恢复供电。ftu应用的一大目标就是快速准确地隔离配电网故障。
4.ftu对故障常采用三段式电流保护来隔离，即：电流速断、限时电流速断和过电流保护都是反应电流增大而动作的保护，它们相互配合构成一整套保护，称做三段式电流保护。三段的区别主要在于起动电流的选择原则不同。其中速断和限时速断保护是按照躲开某一点的最大短路电流来整定的，而过电流保护是按照躲开最大负荷电流来整定的。
5.由于配电网的网络结构复杂、灵活且运行受负荷影响大，使得对ftu进行三段式电流保护整定值设定时，很难达到精准的程度。现在的中压配电系统的馈线结构一般设计为环网，但正常运行时各馈线通常处于开环辐射状供电状态。开环点为馈线之间联络线上的常开隔离开关，也称为联络开关。位于馈线段之间起到馈线分段的作用的常闭隔离开关又称分段开关。主干线首端通过断路器与主电源相连，主电源一般为上级变电站的低压母线。熔断器一般位于分支线的首段，用于快速隔离分支线故障，以防止分支线故障影响主干线及其它分支线的正常供电。当某条馈线上的元件发生故障时，可以通过故障隔离后联络开关的闭合操作，将该馈线的非故障部分转接到相连馈线上并恢复供电。为了缩小线路故障或检修作业时的停电范围，在配电网馈线上安装有大量的分段开关，理想的配电自动化实施是在每个开发附件都安装ftu，正常运行时闭合。同时为了提高供电的可靠性，不同的馈线间还安装有一定数量的联络开关，同样，理想的配电自动化实施是在每个开发附件都安装ftu，比如，一段较长的10kv线路上连接着许多ftu，当此线路上的某点出现短路故障时，常出此线路的ftu连续跳开的情况，更有甚者会出现使靠近变电站的ftu都跳开的情况，使停电范围进一步扩大。其原因就是ftu只根据自己对所采集到的电气量信号，按设定的整定值进行判断和动作，导致馈线上的一个故障会引发多个ftu产生动作，这需要馈线上的ftu彼此间进行快速(毫秒级)的通信，从而仅使故障点附件的ftu产生动作，防止多个ftu误动。
6.现有的ftu与配电网主站的通信方式包括有线和无线两种，其中无线方式多采用gprs通信模块，与配电网主站的通信内容包括遥信、遥测和遥控数据，实现配电主站的三遥功能，但配电主站还没有参与ftu对故障的隔离功能。
7.在现有配电网馈线故障协同过程中，当故障点附件的ftu产生动作时，临近的ftu
会出现误动，从而导致线路故障或检修作业时的停电范围扩大。


技术实现要素：

8.针对现有技术中的上述不足，本发明提供的基于5g的配电网馈线故障协同隔离方法、系统及存储介质解决了现有配电网馈线故障协同过程中，当故障点附件的ftu产生动作时，临近的ftu出现误动，从而导致线路故障或检修作业时停电范围扩大的问题。
9.为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种基于5g的配电网馈线故障协同隔离系统，所述系统包括滑动窗口模块、电流速断请求模块、限时电流速断请求模块和故障隔离模块，所述滑动窗口模块分别连接电流速断请求模块和限时电流速断请求模块，所述电流速断请求模块和限时电流速断请求模块同时连接故障隔离模块，所述滑动窗口模块用于确定ftu的采样周期和滑动窗口的尺寸，所述电流速断请求模块和限时电流速断请求模块分别用于生成ftu电流速断保护请求和ftu限时电流速断请求，所述故障隔离模块用于配电网主站基于5g通讯进行协同故障隔离。
10.上述方案的有益效果是：通过上述技术方案，利用滑动窗口模块、电流速断请求模块、限时电流速断请求模块和故障隔离模块建立ftu与配电网主站的馈线协同隔离系统，解决了故障点附件的ftu产生动作时临近ftu出现误动，以及停电范围扩大的问题。
11.本发明还采用的技术方案为：一种基于5g的配电网馈线故障协同隔离方法，所述方法包括以下步骤：
12.s1：利用滑动窗口模块确定ftu的采样周期和滑动窗口的尺寸；
13.s2：根据ftu的采样周期和滑动窗口的尺寸，利用电流速断请求模块和限时电流速断请求模块生成ftu电流速断保护请求和ftu限时电流速断请求；
14.s3：根据ftu电流速断保护请求和ftu限时电流速断请求，利用故障隔离模块通过配电网主站基于5g通讯进行协同故障隔离，根据接收到的ftu电流速断保护请求和ftu限时电流速断请求之间的时间差判断发送限时电流速断请求的ftu是否启动跳开，完成配电网馈线故障的协同隔离。
15.上述方案的有益效果是：通过上述技术方案，将ftu判断电流速断保护和限时电流速断的保护逻辑改为发送请求逻辑，并由配电网主站来确定ftu是否要进行相应的保护动作，由此建立了ftu与配电网主站的馈线协同隔离机制，仅使故障点附件的ftu产生动作，同时防止了临近的ftu误动，从而使该故障造成的停电范围最小。
16.进一步地，s1中ftu内包含模拟量转数字量的ad板卡，利用所述板卡按确定的采样周期采集电流某时刻的瞬时值，对于ftu限时电流速断请求，ftu的采样周期为10微秒，通过10次连续的采样，通过100微秒的时间窗口进行ftu电流速断保护判断。
17.上述进一步方案的有益效果是：通过上述技术方案，确定ftu的采样周期为10微秒，通过10次连续的采样，即100微秒的时间窗来进行ftu的电流速断保护判断，对于ftu的限时电流速断保护需要考虑多个电流周波，且一个周波可被采样20000次。
18.进一步地，s2中生成ftu电流速断保护请求中，ftu每隔时间t微秒采集一次电流值，在时间上形成采集电流值的数据流，利用滑动窗口方法对数据流进行处理，具体包括以下分步骤：
19.s2-1：将窗口内的采样值设定为取绝对值计算，并将窗口滑动步长加大到窗口的
尺寸大小；
20.s2-2：根据窗口采样值和窗口滑动步长的设定，在正常电流波形下，计算已设定好窗口尺寸w
l1
的每个窗口内的采样数值的第一累加值s1，并获得所述第一累计值s1的最大值s
max1
，将最大值s
max1
作为正常电流波形的幅值；
21.s2-3：利用ftu的ad板卡每隔时间t微秒采样一次，采集m个采样值后求出m个采样值的第二累加值s2，判断第二累加值s2与1.5倍的最大值s
max1
的关系，具体判断情况为：
22.(1)若s2》1.5*s
max1
，则ftu启动5g通信模块，将电流速断保护请求发送给配电网主站，配电网主站经处理后向请求发送的ftu回送电流速断保护指令，ftu收到此指令后执行电流速断保护，将故障隔离开，并返回步骤s2-3继续循环，直至ftu停机；
23.(2)若s2≤1.5*s
max1
，则进入判断ftu限时电流速断请求阶段。
24.上述进一步方案的有益效果是：通过上述技术方案，判断第二累加值s2与1.5倍的正常电流波形的幅值s
max1
的大小关系，确定是否进入ftu限时电流速断请求阶段。
25.进一步地，s2中生成ftu限时电流速断请求包括以下步骤：
26.s2-4：进入ftu限时电流速断请求阶段，再定义一个逻辑窗口，长度为w
l2
，滑动步长等于w
l2
，取每个逻辑窗口中n2个电流采样值的绝对值之和得到s
x
，并把s
x
作为一个电流周波的最大采样值s
max2
，n2＝w
l2
/w
l1
；
27.s2-5：判断s
x
是否大于1.5倍的最大采样值s
max2
，具体判断情况为：
28.(1)若s
x
》1.5*s
max2
，则表示此情况的计算变量b增加1次，当计算变量b大于2次时，则启动5g通信模块，将限时电流速断保护请求发送给配电网主站，配电网主站经处理后向请求发送的ftu回送显示电流速断保护指令，ftu收到此指令后执行限时电流速断保护，将故障隔离开，并返回步骤s2-3继续循环，直至ftu停机；
29.(2)若s
x
≤1.5*s
max2
，则将计算变量b置为0，并返回步骤s2-3进行循环，重新开始判断后续的逻辑窗口采样值，直到生成ftu限时电流速断请求。
30.上述进一步方案的有益效果是：通过上述技术方案，判断s
x
与1.5倍的最大采样值s
max2
的大小关系，从而确定是否执行限时电流速断保护。
31.进一步地，s3中当配电网主站收到电流速断保护请求后，立即回送给发送的ftu电流速断保护指令，并记录下收到此请求的时间t0，当配电网主站收到限时电流速断保护请求后，记录下收到此请求的时间t1，具体判断情况为：
32.(1)若t
1-t0小于或等于给定的间隔时长量，则认为对应的t0电流速断保护请求与t1对应的限时电流速断保护请求是同一个故障所引发的，不处理相应的限时电流速断保护请求；
33.(2)若t
1-t0大于给定的间隔时长量，则回送限时电流速断保护指令给相应的ftu，此时ftu启动跳开。
34.上述进一步方案的有益效果是：通过上述技术方案，配电网主站根据接收到的ftu电流速断保护请求和ftu限时电流速断请求之间的时间差，判断发送限时电流速断请求的ftu是否启动跳开。
35.本发明还采用的技术方案为：一种基于5g的配电网馈线故障协同隔离方法的计算机可读存储介质，所述存储介质存储权利要求2-6任一项所述的基于5g的配电网馈线故障协同隔离方法。
36.上述方案的有益效果是：上述的计算机可读存储介质，用于存储所述的基于5g的配电网馈线故障协同隔离方法。
附图说明
37.图1为基于5g的配电网馈线故障协同隔离系统图。
38.图2为基于5g的配电网馈线故障协同隔离方法流程图。
39.图3为馈线a相接地故障录波图。
40.图4为馈线a相和b相短路故障录波图。
41.图5为改进的滑动窗口算法示意图。
42.图6为基于5g的配电网馈线故障协同隔离过程图。
具体实施方式
43.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
44.实施例1，如图1所示，一种基于5g的配电网馈线故障协同隔离系统，所述系统包括滑动窗口模块、电流速断请求模块、限时电流速断请求模块和故障隔离模块，所述滑动窗口模块分别连接电流速断请求模块和限时电流速断请求模块，所述电流速断请求模块和限时电流速断请求模块同时连接故障隔离模块，所述滑动窗口模块用于确定ftu的采样周期和滑动窗口的尺寸，所述电流速断请求模块和限时电流速断请求模块分别用于生成ftu电流速断保护请求和ftu限时电流速断请求，所述故障隔离模块用于配电网主站基于5g通讯进行协同故障隔离。
45.实施例2，如图2所示，一种基于5g的配电网馈线故障协同隔离方法，所述方法包括以下步骤：
46.s1：利用滑动窗口模块确定ftu的采样周期和滑动窗口的尺寸；
47.s2：根据ftu的采样周期和滑动窗口的尺寸，利用电流速断请求模块和限时电流速断请求模块生成ftu电流速断保护请求和ftu限时电流速断请求；
48.s3：根据ftu电流速断保护请求和ftu限时电流速断请求，利用故障隔离模块通过配电网主站基于5g通讯进行协同故障隔离，根据接收到的ftu电流速断保护请求和ftu限时电流速断请求之间的时间差判断发送限时电流速断请求的ftu是否启动跳开，完成配电网馈线故障的协同隔离。
49.馈线发生的故障包括单项接地故障和两相短路这两种类型，以a相接地为例，单项接地的故障录波图如图3所示，可以看出，单相接地故障的波形特点为：故障相电流增大，电压降低，同时出现零序电流和零序电压。以a相和b相短路为例，两相短路的故障录波图如图4所示，可以看出，两相短路故障的波形特点为：两相电流增大，两相电压降低，没有零序电流和电压。根据图3与图4的两馈线故障图，ftu可依据电流快速放大来触发电流速断保护，还取决于ftu的采样周期长短，以及如何来统计电流快速放大的数值。
50.s1中ftu内包含模拟量转数字量的ad板卡，利用所述板卡按确定的采样周期采集电流某时刻的瞬时值，本实施例中选用pci-1716/1716l板卡，为16位精度，250ks/s采样频率，即最快可4us采一次电流瞬时值。对于ftu的电流速断保护需要在一个周波内，快速地跳开进行隔离，一个周波为50赫兹所定的200毫秒，而对于ftu的限时电流速断保护，则要统计
多个周波的变化，鉴于所采用的ad板卡最快可达4微秒采样一次，确定ftu的采样周期为10微秒，通过10次连续的采样，即100微秒的时间窗来进行ftu的电流速断保护判断，对于ftu的限时电流速断保护需要考虑多个电流周波，且一个周波可被采样20000次。
51.s2中生成ftu电流速断保护请求中，ftu每隔时间t微秒采集一次电流值，t可以取10微秒，在时间上形成采集电流值的数据流，利用滑动窗口方法对数据流进行处理。发送方在接收任何应答之前传送附加包，接收方通知发送方在某一时刻可以发送附加包的数量，称为窗口尺寸；滑动窗口内元素是连续的，窗口只能由左向右滑动，利用滑动窗口算法将子数组(子字符串)作为一个滑动的窗口，然后将所述窗口在数组上滑动，在窗口滑动的过程中，左边出一个元素，右边进一个元素，然后计算当前窗口内的元素值。如图5所示左侧采用滑动窗口来计算两数之和，其窗口尺寸为2，滑动步长为1。具体包括以下分步骤：
52.s2-1：将窗口内的采样值设定为取绝对值计算，故后序的采样值均为取过绝对值的正数，并将窗口滑动步长加大到窗口的尺寸大小，如图5右侧所示，窗口尺寸为2，步长与窗口尺寸相同，也为2，可以看出右侧窗口内两数之和的跃变量成了4了。上述步骤ftu可以加大判断数据流的跃变程度；
53.s2-2：根据图3和图4，在当馈线发生故障后，电流采样值会发生跃变，可以看出故障后的电流波形幅值是正常电流波形幅值的数倍，为此在正常电流波形下，计算已设定好窗口尺寸w
l1
的每个窗口内的采样数值的第一累加值s1，并获得所述第一累计值s1的最大值s
max1
，将最大值s
max1
作为正常电流波形的幅值，所述设定值可以为10，即10微秒采样一次，取10个采样点，从时间上来说是100微秒；考虑到电流速断的时间要求，越快越好，所以窗口尺寸取10，一方面保证了采集的准确度，另一方面可获得快速的效果；
54.s2-3：利用ftu的ad板卡每隔时间t微秒采样一次，采集m个采样值后求出m个采样值的第二累加值s2，判断第二累加值s2与1.5倍的最大值s
max1
的关系，具体判断情况为：
55.(1)若s2》1.5*s
max1
，则ftu启动5g通信模块，将电流速断保护请求发送给配电网主站，配电网主站经处理后向请求发送的ftu回送电流速断保护指令，ftu收到此指令后执行电流速断保护，将故障隔离开，并返回步骤s2-3继续循环，直至ftu停机；
56.(2)若s2≤1.5*s
max1
，则进入判断ftu限时电流速断请求阶段。
57.s2中生成ftu限时电流速断请求中，限时电流速断需要统计故障电流的几个周波的幅值，当前的ftu在设定周波数时难以兼顾到配电网的各种运行工况，导致把周波数设大了起不到保护的作用，把周波数设小了就容易产生误动，导致多个ftu同时跳开，使隔离区大大扩大。把周波数设得越小，越容易满足限时电流速断的故障判据，但此ftu是否进行限时电流速断保护，不能仅靠ftu自身的判据来决定，还需要考虑相邻ftu的动作，若相邻的ftu有一个已产生了电流速断保护，则该ftu就不用启动限时电流速断保护。具体包括以下步骤：
58.s2-4：进入ftu限时电流速断请求阶段，再定义一个逻辑窗口，长度为w
l2
，滑动步长等于w
l2
，取每个逻辑窗口中n2个电流采样值的绝对值之和得到s
x
，并把s
x
作为一个电流周波的最大采样值s
max2
，n2＝w
l2
/w
l1
；
59.s2-5：判断s
x
是否大于1.5倍的最大采样值s
max2
，具体判断情况为：
60.(1)若s
x
》1.5*s
max2
，则表示此情况的计算变量b增加1次，当计算变量b大于2次时，则启动5g通信模块，将限时电流速断保护请求发送给配电网主站，配电网主站经处理后向
请求发送的ftu回送显示电流速断保护指令，ftu收到此指令后执行限时电流速断保护，将故障隔离开，并返回步骤s2-3继续循环，直至ftu停机，如图6中的ftu1、ftu2和ftu3将接收配电网主站发的限时电流速断保护指令，只有收到配电网主站发送的限时电流速断保护指令后才能执行限时电流速断保护；
61.(2)若s
x
≤1.5*s
max2
，则将计算变量b置为0，并返回步骤s2-3进行循环，重新开始判断后续的逻辑窗口采样值，直到生成ftu限时电流速断请求。
62.s3中当配电网主站收到电流速断保护请求后，立即回送给发送的ftu电流速断保护指令，并记录下收到此请求的时间t0，当配电网主站收到限时电流速断保护请求后，记录下收到此请求的时间t1，具体判断情况为：
63.(1)若t
1-t0小于或等于给定的间隔时长量，则认为对应的t0电流速断保护请求与t1对应的限时电流速断保护请求是同一个故障所引发的，不处理相应的限时电流速断保护请求；
64.(2)若t
1-t0大于给定的间隔时长量，则回送限时电流速断保护指令给相应的ftu，此时ftu启动跳开。
65.因5g通讯可以实现1毫秒内的往返通信，使得ftu在发出电流速断保护请求后，就在1毫秒内得到执行；同时也使得配电网主站记录下电流速断保护请求的时间，与馈线发生故障的时间缩短到1100微秒(100微秒是ftu发电流速断保护请求的用时，1000微秒是电流速断保护请求报文被配电主站接收到的用时)。若配电主站在1100微秒内又接收到一个ftu电流速断保护请求，则表示同一馈线故障，此时已回应了前一个ftu电流速断保护请求，则不回应这个ftu电流速断保护请求。同样可取更长一点的时间间隔t，通常是200毫秒，表示当馈线发生故障后的一个周波内，若收到ftu限时电流速断请求，则表明是同一馈线故障所引发的另一个ftu发出的请求，若接收到的限时电流速断请求小于t，则不回应这个ftu限时电流速断请求；否则配电主站发限时电流速断执行命令给此ftu。
66.在本发明的一个实施例中，如图6所示，以一个简化的配电网为例来说明，该配电网包含一条母线和3条馈线，每条馈线上包含1个联络开关和多个ftu，每个ftu控制其旁边的分段开关，以中间馈线发生故障为例，故障点在馈线上标记处，要达到的隔离动作是临近的标记ftu进行电流速断保护，而其附件的ftu1，ftu2和ftu3不跳。每个ftu的保护逻辑均相同，先判断能否进行一段电流速断保护，若不进行，则判断是否进行二段限时电流速断保护：
67.ftu开机后进入初始化状态：将正常电流波形的幅值s
max1
置0，最大采样值s
max2
置0，将电流速断窗口尺寸w
l1
置为10；将限时电流速断窗口尺寸w
l2
置为2000；以窗口尺寸为w
l1
进行m次采样，利用滑动窗口算法计算滑动窗口的累加值s1；若s1》s
max1
，则幅值s
max1
取s1值；继续累加n2(n2＝w
l2
/w
l1
)次累加值s1之和，计为s
x
，若s
x
》s
max2
，则s
max2
取s
x
值；
68.ftu以t微秒的周期采样一次，在设定次数后结束初始状态，进入工作状态；设定次数可以为100万次，即50个周波；
69.ftu在工作态下进行循环处理，每个循环周期内针对故障的处理过程是：窗口内采集到的电流量的绝对值的和为第一累加值s1，判断第一累加值s1是否大于1.5倍的s
max1
，若是，则启动5g发生程序，向配电网主站发送电流速断保护请求；配电网主站处理后，向请求发送的ftu回送电流速断保护指令，发送的ftu收到此指令后，执行电流速断保护，将故障隔
离开来。如图6中的标记ftu所示，执行配电网主站发的电流速断保护指令，将图6中间馈线的故障进行隔离。若第一累加值s1小于1.5倍的s
max1
，则进入二段限时电流速断保护的判断，如图6中的ftu1、ftu2和ftu3将进入二段限时电流速断保护的判断，此时再定义一个逻辑窗口，取每个逻辑窗口中n2个电流采样值的绝对值之和得到s
x
，当s
x
大于1.5倍的s
max2
时，表示此情况的计算变量b增加1次；若计算变量b大于2次，则启动5g发生程序，向配电网主站发送限时电流速断保护请求；配电网主站处理后，向请求发送的ftu回送限时电流速断保护指令，发送的ftu收到此指令后，执行限时电流速断保护，将故障隔离开来。如图6中的ftu1、ftu2和ftu3将接收配电网主站发的限时电流速断保护指令，只有收到配电网主站发的限时电流速断保护指令后才能执行限时电流速断保护；若s
x
小于或等于1.5倍的s
max2
时，则将计算变量b置为0，重新开始判断后序的逻辑窗口采样值。
70.配电主站的处理流程包括：当配电主站收到电流速断保护请求后，立即回送给发送的ftu电流速断保护指令，之后记录下收到此请求的时间t0；当配电主站收到限时电流速断保护请求后，记录下收到此请求的时间t1，若t
1-t0小于或等于给定的间隔时长量，则认为所对应的t0电流速断保护请求与t1所对应的限时电流速断保护请求是同一个故障所引发的，不处理相应的限时电流速断保护请求，否则，若t
1-t0大于给定的间隔时长量，则回送限时电流速断保护指令给相应的ftu。
71.实施例3，一种基于5g的配电网馈线故障协同隔离方法的计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储权利要求2-6任一项所述的基于5g的配电网馈线故障协同隔离方法。
72.本发明为了使配电主站能参与ftu对故障的隔离，在ftu与配电网主站的无线通信方式中增加了5g通信模块，故与ftu隔离馈线故障的传统方法相比，这种基于5g通讯的配电网馈线故障协同隔离方法，ftu在进行电流速断保护动作前，将速断请求发给配电网主站，由主站判断后再通知该ftu是否进行电流速断保护。ftu在进行限时电流速断前，将速断请求发给配电网主站，由主站判断后再通知该ftu是否进行限时电流速断。ftu采用滑动窗口技术统计窗口内各采样值绝对值之和，通过与电流的上一周波所对应的滑动窗口内各采样值绝对值之和做比较，从而在100微秒内就可判断出是否要发电流速断保护请求。ftu在进行限时电流速断保护判断时，统计电流周波内的各采样值绝对值之和，并由此绝对值之和的跃变来触发是否要发送限时电流速断请求。配电网主站以确定电流速断保护动作的发送时间点，到获得限时电流速断请求报文的时间点之间的间隔长短，来判断是否允许ftu进行限时电流速断保护。本发明解决了现有配电网馈线故障协同过程中，当故障点附件的ftu产生动作时，临近的ftu出现误动，从而导致线路故障或检修作业时停电范围扩大的问题。
73.本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种基于5g的配电网馈线故障协同隔离系统，其特征在于，所述系统包括滑动窗口模块、电流速断请求模块、限时电流速断请求模块和故障隔离模块，所述滑动窗口模块分别连接电流速断请求模块和限时电流速断请求模块，所述电流速断请求模块和限时电流速断请求模块同时连接故障隔离模块，所述滑动窗口模块用于确定ftu的采样周期和滑动窗口的尺寸，所述电流速断请求模块和限时电流速断请求模块分别用于生成ftu电流速断保护请求和ftu限时电流速断请求，所述故障隔离模块用于配电网主站基于5g通讯进行协同故障隔离。2.一种基于5g的配电网馈线故障协同隔离方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：s1：利用滑动窗口模块确定ftu的采样周期和滑动窗口的尺寸；s2：根据ftu的采样周期和滑动窗口的尺寸，利用电流速断请求模块和限时电流速断请求模块生成ftu电流速断保护请求和ftu限时电流速断请求；s3：根据ftu电流速断保护请求和ftu限时电流速断请求，利用故障隔离模块通过配电网主站基于5g通讯进行协同故障隔离，根据接收到的ftu电流速断保护请求和ftu限时电流速断请求之间的时间差判断发送限时电流速断请求的ftu是否启动跳开，完成配电网馈线故障的协同隔离。3.根据权利要求2所述的基于5g的配电网馈线故障协同隔离方法，其特征在于，所述s1中ftu内包含模拟量转数字量的ad板卡，利用所述板卡按确定的采样周期采集电流某时刻的瞬时值，对于ftu限时电流速断请求，ftu的采样周期为10微秒，通过10次连续的采样，通过100微秒的时间窗口进行ftu电流速断保护判断。4.根据权利要求3所述的基于5g的配电网馈线故障协同隔离方法，其特征在于，所述s2中生成ftu电流速断保护请求中，ftu每隔时间t微秒采集一次电流值，在时间上形成采集电流值的数据流，利用滑动窗口方法对数据流进行处理，具体包括以下分步骤：s2-1：将窗口内的采样值设定为取绝对值计算，并将窗口滑动步长加大到窗口的尺寸大小；s2-2：根据窗口采样值和窗口滑动步长的设定，在正常电流波形下，计算已设定好窗口尺寸w
l1
的每个窗口内的采样数值的第一累加值s1，并获得所述第一累计值s1的最大值s
max1
，将最大值s
max1
作为正常电流波形的幅值；s2-3：利用ftu的ad板卡每隔时间t微秒采样一次，采集m个采样值后求出m个采样值的第二累加值s2，判断第二累加值s2与1.5倍的最大值s
max1
的关系，具体判断情况为：(1)若s2>1.5*s
max1
，则ftu启动5g通信模块，将电流速断保护请求发送给配电网主站，配电网主站经处理后向请求发送的ftu回送电流速断保护指令，ftu收到此指令后执行电流速断保护，将故障隔离开，并返回步骤s2-3继续循环，直至ftu停机；(2)若s2≤1.5*s
max1
，则进入判断ftu限时电流速断请求阶段。5.根据权利要求4所述的基于5g的配电网馈线故障协同隔离方法，其特征在于，所述s2中生成ftu限时电流速断请求包括以下步骤：s2-4：进入ftu限时电流速断请求阶段，再定义一个逻辑窗口，长度为w
l2
，滑动步长等于w
l2
，取每个逻辑窗口中n2个电流采样值的绝对值之和得到s
x
，并把s
x
作为一个电流周波的最大采样值s
max2
，且n2＝w
l2
/w
l1
；s2-5：判断s
x
是否大于1.5倍的最大采样值s
max2
，具体判断情况为：
(1)若s
x
>1.5*s
max2
，则表示此情况的计算变量b增加1次，当计算变量b大于2次时，则启动5g通信模块，将限时电流速断保护请求发送给配电网主站，配电网主站经处理后向请求发送的ftu回送显示电流速断保护指令，ftu收到此指令后执行限时电流速断保护，将故障隔离开，并返回步骤s2-3继续循环，直至ftu停机；(2)若s
x
≤1.5*s
max2
，则将计算变量b置为0，并返回步骤s2-3进行循环，重新开始判断后续的逻辑窗口采样值，直到生成ftu限时电流速断请求。6.根据权利要求2所述的基于5g的配电网馈线故障协同隔离方法，其特征在于，所述s3中当配电网主站收到电流速断保护请求后，立即回送给发送的ftu电流速断保护指令，并记录下收到此请求的时间t0，当配电网主站收到限时电流速断保护请求后，记录下收到此请求的时间t1，具体判断情况为：(1)若t
1-t0小于或等于给定的间隔时长量，则认为对应的t0电流速断保护请求与t1对应的限时电流速断保护请求是同一个故障所引发的，不处理相应的限时电流速断保护请求；(2)若t
1-t0大于给定的间隔时长量，则回送限时电流速断保护指令给相应的ftu，此时ftu启动跳开。7.一种基于5g的配电网馈线故障协同隔离方法的计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储权利要求2-6任一项所述的基于5g的配电网馈线故障协同隔离方法。

技术总结
本发明公开了一种基于5G的配电网馈线故障协同隔离方法、系统及存储介质，所述系统包括滑动窗口模块、电流速断请求模块、限时电流速断请求模块和故障隔离模块，所述滑动窗口模块用于确定FTU的采样周期和滑动窗口的尺寸，所述电流速断请求模块和限时电流速断请求模块分别用于生成FTU电流速断保护请求和FTU限时电流速断请求，所述故障隔离模块用于配电网主站基于5G通讯进行协同故障隔离。本发明解决了现有配电网馈线故障协同过程中，当故障点附件的FTU产生动作时，临近的FTU出现误动，从而导致线路故障或检修作业时停电范围扩大的问题。题。题。


技术研发人员：赵斌 郝晓琴 张里 廖小君 刘亚磊 邓明丽 韩花荣 徐婧劼 黄继杰 刘俊南 王婷婷 吴晋媛
受保护的技术使用者：国网四川省电力公司技能培训中心
技术研发日：2023.03.06
技术公布日：2023/7/26