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基于5G通信的配电网纵联差动保护方法技术

技术编号:40494600 阅读:8 留言:0更新日期:2024-02-26 19:23
本发明专利技术提供了一种基于5G通信的配电网纵联差动保护方法,属于配网自动化技术领域。包括:S1、对主干线路配电终端和分支线路配电终端进行定义;S2、当配电终端检测到突变电流时,视为故障发生,获取故障波形;S3、根据故障波形获取故障时刻;S4、获取故障时刻后的故障电流相量,并将故障电流相量传输至相邻的配电终端;S5、配电终端根据自身故障电流相量及相邻配电终端所发送的故障电流相量,判断是否启动保护。本发明专利技术利用5G通信技术实现配电网纵联差动保护,可以代替光纤作为信息传输的快速通道,与传统的光纤相比,施工成本和维护成本更低,因此能够在较低成本投入下实现保护快速准确动作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于配网自动化,具体涉及一种基于5g通信的配电网纵联差动保护方法。


技术介绍

1、现代配电网具有多电源、多分段、多分支、功率双向流动、弱馈等特征,传统三段式电流保护难以保证选择性和灵敏性,需要提供更有效的保护方法。采用电流差动保护可有效消除多电源供电对馈线故障检测的影响,提高保护灵敏度。

2、传统差动保护需要在保护的两个端点之间敷设光纤作为信息传输的快速通道。但光纤敷设和线路维护成本过高,且易受到施工破坏,导致其难以在配电网中广泛推广应用。此外,差动保护对光纤通信信道利用效率极低,同时也影响了电力资产利用效率。

3、近年来,以5g为代表的最新一代的无线通信技术快速发展,特别是5g网络具有高带宽、低时延及安全可靠的特点,能够满足继电保护纵联通道数据传输的需要。


技术实现思路

1、本专利技术所要解决的技术问题是,针对现有技术的不足,提供一种基于5g通信的配电网纵联差动保护方法。

2、为解决上述技术问题,本专利技术所采用的技术方案是:

3、一种基于5g通信的配电网纵联差动保护方法,包括:

4、s1、定义主干线路配电终端为mi,定义分支线路配电终端为bi,i为主干线路配电终端的顺序编号,mi表示主干线路上第i个配电终端,bi表示连接在mi与mi+1之间的分布式电源分支线路的配电终端;

5、s2、当配电终端检测到突变电流时,视为故障发生,获取故障波形;

6、s3、根据故障波形获取故障时刻;

<p>7、s4、获取故障时刻后的故障电流相量,并将故障电流相量传输至相邻的配电终端;

8、s5、配电终端根据自身故障电流相量及相邻配电终端所发送的故障电流相量,判断是否启动保护。

9、进一步的,mi值为1或0,分别表示对应主干线路配电终端是否存在;bi值为1或0,分别表示对应分支线路配电终端是否存在。

10、进一步的,配电终端检测突变电流的方法包括:当||iφk―iφk―n|―|iφk―n―iφk―2n||>i0时,视为检测到相电流突变;其中n为每周期采样点数,=a,b,c,iφk为当前时刻相电流采样值,iφk―n为1个周期前相电流采样值,iφk―2n为2个周期前相电流采样值,i0为阈值。

11、进一步的,所获取故障波形包括采样数据iφk―3n、iφk―2n、iφk―n、iφk、iφk+n。

12、进一步的,根据故障波形获取故障时刻的方法包括:根据故障波形获取相电流突变量的拟合函数;根据所述拟合函数的过零点获取故障时刻。

13、进一步的,所述拟合函数为:

14、其中t1为检测到突变电流的时刻,t0为待求解的故障时刻,i1、θ′1分别为t1时刻工频故障分量的幅值和相位,i′d、t分别为t1时刻直流分量的幅值和衰减时间常数,ii、ωi、θ′i、ti分别为t1时刻各暂态分量的幅值、角频率、相位和衰减时间常数。

15、进一步的,根据所述拟合函数的过零点获取故障时刻的方法包括:设定t0的求解区间为t1-7.5ms~t1ms;使用寻根法求解,求解步长h=0.02/n;若δi(tn)为0,则tn为故障时刻;若δi[(tn+tn+1)/2]为0,则(tn+tn+1)/2为故障时刻;若δi(tn)δi[(tn+tn+1)/2]小于0,则tn+1为故障时刻,否则tn为故障时刻。

16、进一步的,根据所述拟合函数的过零点获取故障时刻的方法还包括:若δi(tn)δi(tn+1)小于0,则[tn,tn+1]为有解区间;若该有解区间仅有一个解,则该解即为故障时刻;若该有解区间有不止一个解,则:设该有解区间的两个解对应的相似系数分别为λa和λb;若min(λa,λb)>0.8,则数值较小的解为故障时刻,否则数值较大的解为故障时刻。

17、进一步的,所述相似系数的公式为:其中isk(k)为拟合的相电流突变量采样值,is(k)为实测的相电流突变量采样值,n1为相似性计算数据窗长,n1=5ms。

18、进一步的,判断是否启动保护的方法包括:获取电流相量和分别为主干线路配电终端mm和mm+1的电流相量,为分支线路配电终端bm的故障电流相量;若的值超过阈值,则启动保护。

19、与现有技术相比,本专利技术有益效果如下:

20、本专利技术借助5g通信网络,充分利用5g通信的高速度、低时延及安全可靠优势,通过5g配电终端与其相邻5g配电终端进行信息交互。在配电终端检测到突变电流后,首先从故障波形中获取真实的故障时刻,随后根据故障时刻获取故障后的故障电流相量,并将故障电流相量传输至相邻的配电终端;随后配电终端根据自身的故障电流相量和相邻配电终端所传输的故障电流相量,利用电流相量和判断是否启动保护。整个控故障定位与控制决策均由配电终端自身完成,整个故障处理过程中,不依赖配电主站,因此保护动作的启动更加快速。

21、本专利技术利用5g通信技术实现配电网纵联差动保护,可以代替光纤作为信息传输的快速通道,与传统的光纤相比,施工成本和维护成本更低,因此能够在较低成本投入下实现保护快速准确动作。

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【技术保护点】

1.一种基于5G通信的配电网纵联差动保护方法,其特征在于:包括:

2.根据权利要求1所述的基于5G通信的配电网纵联差动保护方法,其特征在于:Mi值为1或0,分别表示对应主干线路配电终端是否存在;Bi值为1或0,分别表示对应分支线路配电终端是否存在。

3.根据权利要求1所述的基于5G通信的配电网纵联差动保护方法,其特征在于:配电终端检测突变电流的方法包括:当||iφk-iφk―N|-|iφk―N-iφk―2N||>I0时,视为检测到相电流突变;其中N为每周期采样点数,=A,B,C,iφk为当前时刻相电流采样值,iφk―N为1个周期前相电流采样值,iφk―2N为2个周期前相电流采样值,I0为阈值。

4.根据权利要求3所述的基于5G通信的配电网纵联差动保护方法,其特征在于:所获取故障波形包括采样数据iφk―3N、iφk―2N、iφk―N、iφk、iφk+N。

5.根据权利要求1所述的基于5G通信的配电网纵联差动保护方法,其特征在于:根据故障波形获取故障时刻的方法包括:

6.根据权利要求5所述的基于5G通信的配电网纵联差动保护方法,其特征在于:所述拟合函数为:

7.根据权利要求6所述的基于5G通信的配电网纵联差动保护方法,其特征在于:根据所述拟合函数的过零点获取故障时刻的方法包括:

8.根据权利要求7所述的基于5G通信的配电网纵联差动保护方法,其特征在于:根据所述拟合函数的过零点获取故障时刻的方法还包括:

9.根据权利要求8所述的基于5G通信的配电网纵联差动保护方法,其特征在于:所述相似系数的公式为:

10.根据权利要求1所述的基于5G通信的配电网纵联差动保护方法,其特征在于:判断是否启动保护的方法包括:

...

【技术特征摘要】

1.一种基于5g通信的配电网纵联差动保护方法,其特征在于:包括:

2.根据权利要求1所述的基于5g通信的配电网纵联差动保护方法,其特征在于:mi值为1或0,分别表示对应主干线路配电终端是否存在;bi值为1或0,分别表示对应分支线路配电终端是否存在。

3.根据权利要求1所述的基于5g通信的配电网纵联差动保护方法,其特征在于:配电终端检测突变电流的方法包括:当||iφk-iφk―n|-|iφk―n-iφk―2n||>i0时,视为检测到相电流突变;其中n为每周期采样点数,=a,b,c,iφk为当前时刻相电流采样值,iφk―n为1个周期前相电流采样值,iφk―2n为2个周期前相电流采样值,i0为阈值。

4.根据权利要求3所述的基于5g通信的配电网纵联差动保护方法,其特征在于:所获取故障波形包括采样数据iφk―3n、iφk―2...

【专利技术属性】
技术研发人员:南钰郑罡武亚非张皓月于永哲郭楠伟王宏研
申请(专利权)人:国网河南省电力公司开封供电公司
类型:发明
国别省市:

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