【技術實現步驟摘要】
本專利技術電力系統故障定位，具體為電氣量傳感網絡pmu的配電網精確故障定位方法及系統。
技術介紹
1、在現代電力系統的運行管理中，配電網的穩定性和可靠性是至關重要的，尤其是在面臨故障診斷和處理時。相量測量單元(phasor?measurement?units,pmus)的引入已經極大地革新了電網的監控方式。pmus提供高精度的時間同步電氣量測量，如電壓、電流和頻率相位角，使得系統運營者能夠實時監測電網狀態并快速響應電網動態變化。盡管如此，配電網的復雜性及其廣泛的地理分布帶來了定位故障源的顯著挑戰。現有技術依賴于傳統的故障指示器和scada系統，這些系統往往在故障定位精確性和反應速度上存在局限。例如，故障指示器雖能顯示故障存在，但往往難以提供故障的精確位置，尤其是在分布式源和可再生能源廣泛接入的現代電網環境下。
2、此外，現有技術在處理復雜網絡配置和快速變化的負載條件下的故障定位時，往往缺乏足夠的靈活性和準確性。這不僅增加了系統的恢復時間，還可能導致錯誤的維修決策，進而影響整個電網的可靠性和經濟運行。例如，現有的pmu應用主要集中在傳輸網級別，而在配電網中的應用則相對較少，這是因為配電網的故障診斷需求與傳輸網存在顯著不同。配電網的故障診斷與定位需求更為頻繁且更加依賴于地理和拓撲信息的精細集成。我方專利技術提出的方法，通過在配電網部署pmu裝置，并結合地理信息系統(gis)，在收集電氣信息的基礎上，通過算法精確分析和處理，能夠實時識別和定位故障區域。此外，通過整合pmu裝置的配置信息，本專利技術能夠更精確地分析故障原因和
3、通過這種整合精確時間同步技術與高級數據處理技術的方法，本專利技術不僅填補了現有技術的不足，還為配電網的高效管理提供了一種前所未有的解決方案。這種方法預計將在電力系統的故障管理、預防維護及緊急響應策略制定中發揮關鍵作用，特別是在向智能電網過渡的背景下。
技術實現思路
1、鑒于上述存在的問題，提出了本專利技術。
2、因此，本專利技術解決的技術問題是：如何提高配電網中故障定位的速度和精確性，通過結合pmu裝置的配置信息和實時監測數據，實現對故障區域的快速識別和精確定位。
3、為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：電氣量傳感網絡pmu的配電網精確故障定位方法，其包括如下步驟，
4、部署pmu裝置；通過pmu裝置采集配電網的電氣信息；對電氣信息進行分析和處理，識別故障區域；根據識別出的故障區域，結合pmu裝置的配置信息，確定故障位置。
5、作為本專利技術所述的電氣量傳感網絡pmu的配電網精確故障定位方法的一種優選方案，其中：所述配電網的電氣信息包括電壓、電流、頻率以及諧波內容。
6、所述分析和處理包括濾除噪聲、填補缺失值和數據標準化，實時監測電壓和電流的時間序列數據，實時計算每個pmu點的電壓的相位差異，應用傅里葉變換分析電壓的頻譜數據，實時記錄諧波的變化。
7、作為本專利技術所述的電氣量傳感網絡pmu的配電網精確故障定位方法的一種優選方案，其中：所述識別故障區域包括，檢查時間序列數據中的異常模式，對比不同pmu之間的相位角，分析頻譜數據中的異常變化，判斷是否存在故障區域。
8、所述檢查時間序列數據中的異常模式表示為，
9、
10、其中，分別表示根據電壓和電流的變化量與閾值比較結果的函數，用于輸出三種狀態，0、1、2為函數生成的檢測值，δvi(t)表示第i個pmu在時間t的電壓變化量，δii(t)表示第i個pmu在時間t的電流變化量，θv1、θv2分別表示電壓變化的一級和二級閾值，θi1、θi2分別表示電流變化的一級閾值和二級閾值。
11、所述對比不同pmu之間的相位角表示為，
12、
13、其中，表示第i個pmu在時間t的相位角，表示第j個pmu在時間t的相位角，θφ1、θφ2分別表示相位差的一級閾值和二級閾值，dφ,ij(t)為表示第i個和第j個pmu間相位差的函數。
14、所述實時記錄諧波的變化表示為，
15、
16、其中，表示頻譜分析結果與閾值比較結果的函數，表示第i個pmu電壓的傅里葉變換結果，分別表示電壓頻譜的一級閾值和二級閾值。
17、作為本專利技術所述的電氣量傳感網絡pmu的配電網精確故障定位方法的一種優選方案，其中：所述判斷出故障區域包括，若dφ,ij(t)、中任一檢測值為2，則判斷為存在故障區域；當檢測值為1和0時，若dφ,ij(t)以及同時輸出的檢測值為1，則判斷為存在故障區域，若dφ,ij(t)以及不同時輸出的檢測值為1，則對檢測值為1的電氣信息定義時間窗口，當在時間窗口內，檢測值為1的次數超過檢測次數閾值，則判定為存在故障區域，確定存在故障區域后，對故障區域進行標記。
18、作為本專利技術所述的電氣量傳感網絡pmu的配電網精確故障定位方法的一種優選方案，其中：所述對故障區域進行標記包括，結合地理信息系統，在電網的數字地圖上標記故障區域，標記包括故障時間以及檢測值。
19、所述地理信息系統與pmu實時監控系統集成，當pmu系統檢測到電氣信息異常時，pmu實時監控系統自動觸發故障標記程序。
20、作為本專利技術所述的電氣量傳感網絡pmu的配電網精確故障定位方法的一種優選方案，其中：所述pmu裝置的配置信息包括電網分支線路的起點和終點、變壓器的進線口和出線口、各分支節點和連接點以及供電線路，將pmu裝置的配置信息整合到故障診斷模塊中，在進行故障診斷時，結合實時監測數據和pmu配置信息進行分析，利用配置信息的地理和拓撲數據定位故障發生的位置。
21、作為本專利技術所述的電氣量傳感網絡pmu的配電網精確故障定位方法的一種優選方案，其中：所述定位故障發生的位置包括，當δii(t)為正且大于θi1，以及δvi(t)為負且|δvi(t)|>θv1時，則判斷為線路故障，當線路故障時，立即斷開故障線路，使用數據記錄和事故回放工具分析故障發生前后的電網運行數據，確定故障原因，根據需要重新配置電網路由。
22、當δvi(t)為負，|δvi(t)|>θv1或δii(t)為正，δii(t)>θi1時，則表示pmu檢測出異常，對檢測到異常的pmu進行相鄰驗證，若相鄰兩個pmu均存在異常，則判斷為變壓器設備故障，當變壓器設備故障時，立即停用出現故障的變壓器設備，利用診斷工具檢查故障的變壓器設備，確定故障原因。
23、當且|δvi(t)|>θv1、|δii(t)|>θi1時，則判斷為節點故障，當節點故障時，對故障節點的連接和接口進行維修，加固松動的連接件，更換腐蝕的節點，完成維修后，進行電氣測試，驗證所有連接是否均已恢復到正常狀態。
24、本專利技術的另外一個目的是提供電氣量傳感網絡pmu的配電網精確故障定位，其能通過實時的數據分析和本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.電氣量傳感網絡PMU的配電網精確故障定位方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的電氣量傳感網絡PMU的配電網精確故障定位方法，其特征在于：所述配電網的電氣信息包括電壓、電流、頻率以及諧波內容；
3.如權利要求2所述的電氣量傳感網絡PMU的配電網精確故障定位方法，其特征在于：所述識別故障區域包括，檢查時間序列數據中的異常模式，對比不同PMU之間的相位角，分析頻譜數據中的異常變化，判斷是否存在故障區域；
4.如權利要求3所述的電氣量傳感網絡PMU的配電網精確故障定位方法，其特征在于：所述判斷出故障區域包括，若Dφ,ij(t)、中任一檢測值為2，則判斷為存在故障區域；當檢測值為1和0時，若Dφ,ij(t)以及同時輸出的檢測值為1，則判斷為存在故障區域，若Dφ,ij(t)以及不同時輸出的檢測值為1，則對檢測值為1的電氣信息定義時間窗口，當在時間窗口內，檢測值為1的次數超過檢測次數閾值，則判定為存在故障區域，確定存在故障區域后，對故障區域進行標記。
5.如權利要求4所述的電氣量傳感網絡PMU的配電網精確故障定位方法，其特征在于：所
6.如權利要求5所述的電氣量傳感網絡PMU的配電網精確故障定位方法，其特征在于：所述PMU裝置的配置信息包括電網分支線路的起點和終點、變壓器的進線口和出線口、各分支節點和連接點以及供電線路，將PMU裝置的配置信息整合到故障診斷模塊中，在進行故障診斷時，結合實時監測數據和PMU配置信息進行分析，利用配置信息的地理和拓撲數據定位故障發生的位置。
7.如權利要求6所述的電氣量傳感網絡PMU的配電網精確故障定位方法，其特征在于：所述定位故障發生的位置包括，當ΔIi(t)為正且大于θI1，以及ΔVi(t)為負且ΔVi(t)|>θV1時，則判斷為線路故障，當線路故障時，立即斷開故障線路，使用數據記錄和事故回放工具分析故障發生前后的電網運行數據，確定故障原因，根據需要重新配置電網路由；
8.一種采用如權利要求1～7任一所述的電氣量傳感網絡PMU的配電網精確故障定位方法的系統，其特征在于：包括數據采集模塊、數據處理與分析模塊、故障診斷模塊以及決策支持與執行模塊；
9.一種計算機設備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1至7中任一項所述的電氣量傳感網絡PMU的配電網精確故障定位方法的步驟。
10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至7中任一項所述電氣量傳感網絡PMU的配電網精確故障定位方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.電氣量傳感網絡pmu的配電網精確故障定位方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的電氣量傳感網絡pmu的配電網精確故障定位方法，其特征在于：所述配電網的電氣信息包括電壓、電流、頻率以及諧波內容；
3.如權利要求2所述的電氣量傳感網絡pmu的配電網精確故障定位方法，其特征在于：所述識別故障區域包括，檢查時間序列數據中的異常模式，對比不同pmu之間的相位角，分析頻譜數據中的異常變化，判斷是否存在故障區域；
4.如權利要求3所述的電氣量傳感網絡pmu的配電網精確故障定位方法，其特征在于：所述判斷出故障區域包括，若dφ,ij(t)、中任一檢測值為2，則判斷為存在故障區域；當檢測值為1和0時，若dφ,ij(t)以及同時輸出的檢測值為1，則判斷為存在故障區域，若dφ,ij(t)以及不同時輸出的檢測值為1，則對檢測值為1的電氣信息定義時間窗口，當在時間窗口內，檢測值為1的次數超過檢測次數閾值，則判定為存在故障區域，確定存在故障區域后，對故障區域進行標記。
5.如權利要求4所述的電氣量傳感網絡pmu的配電網精確故障定位方法，其特征在于：所述對故障區域進行標記包括，結合地理信息系統，在電網的數字地圖上標記故障區域，標記包括故障時間以及檢測值；
6.如權利要求5所述的電氣量傳感網絡pmu的配電網精確故障定位方法，其特征在于：所述p...
【專利技術屬性】
技術研發人員：周柯，覃思，金慶忍，王曉明，秦麗文，盧柏樺，劉鵬，謝國汕，奉斌，
申請(專利權)人：廣西電網有限責任公司電力科學研究院，
類型：發明
國別省市：
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