CN105067949B - 基于线路两端电压相位差的时间同步方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于线路两端电压相位差的时间同步方法及系统，对故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差进行比较，当故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差不相等时，说明故障时线路故障相两端的电压波形时间不同步，通过调整故障时线路故障相两端的电压波形以实现故障时线路故障相两端的电压波形的时间同步，为正确分析故障原因、及时处理故障以及确认保护系统动作的正确性提供了可靠的数据。利用同步后的故障时线路故障相两端的电压波形，可对故障进行准确分析，从而提高故障分析准确性。

Description

基于线路两端电压相位差的时间同步方法及系统

技术领域

本发明涉及电力系统故障分析技术领域，特别涉及一种基于线路两端电压相位差的时间同步方法及系统。

背景技术

随着变电站自动化的发展，为了保证电力系统的安全、稳定运行，对继电保护、事故分析和电网运行的管理水平和决策能力的要求也越来越高。尤其在高压电网发生严重故障和复杂故障的情况下，如何使调度值班人员和继电保护运行管理人员迅速准确地了解故障情况和故障的严重程度，科学地分析故障原因，并及时采取有效的措施减小事故范围和降低故障的损失，这是各级电网调度部门亟需解决的问题。为了保证电力设备安全，防止电力系统大规模的停电，最基本、最重要的手段之一就是进行故障分析，通过故障分析可以找到造成故障的原因，可以采取有效的防范措施，因此必须充分利用系统故障时采集到的故障数据信息来分析故障过程和保护系统的动作情况。

随着大规模电力网络的形成，故障信息系统在故障采集的过程中出现的问题也随着采集信息量的增加而不断放大。由于故障信息系统子站间存在着不可避免的不同步问题，线路两端同一故障的故障信息无法得到准确地对应，即故障信息存在不同步。继电保护故障信息系统在处理子站上送的故障信息时，由于各个子站间的时间存在着时间不同步的问题，线路发生故障后，录波波形无法实现在时间上完全对应，导致不能准确了解故障情况，从而使故障分析准确度不高。

发明内容

基于此，有必要针对故障信息不同步导致故障分析准确度不高的问题，提供一种故障信息同步从而提高故障分析准确度的基于线路两端电压相位差的时间同步方法及系统。

一种基于线路两端电压相位差的时间同步方法，包括如下步骤：

获取故障时线路故障相两端的电压波形；

根据故障时线路故障相两端的电压波形，计算故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差；

比较故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差；

若故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差不相等，则

调整故障时线路故障相两端的所述电压波形，直到故障时线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差相等。

本发明还提供一种基于线路两端电压相位差的时间同步系统，包括：

第一获取模块，用于获取故障时线路故障相两端的电压波形；

第一计算模块，用于根据故障时线路故障相两端的电压波形，计算故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差；

比较模块，用于比较故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差；

调整模块，用于当故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差不相等时，调整故障时线路故障相两端的所述电压波形，直到故障时线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差相等。

上述基于线路两端电压相位差的时间同步方法及系统，对故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差进行比较，当故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差不相等时，说明故障时线路故障相两端的电压波形时间不同步，通过调整故障时线路故障相两端的电压波形以实现故障时线路故障相两端的电压波形的时间同步，为正确分析故障原因、及时处理故障以及确认保护系统动作的正确性提供了可靠的数据。

附图说明

图1为一种实施方式的基于线路两端电压相位差的时间同步方法的流程图；

图2为另一种实施方式的基于线路两端电压相位差的时间同步方法的子流程图；

图3为另一种实施方式的基于线路两端电压相位差的时间同步方法的子流程图；

图4为另一种实施方式的基于线路两端电压相位差的时间同步方法的流程图；

图5为另一种实施方式的基于线路两端电压相位差的时间同步方法的子流程图；

图6为另一种实施方式的基于线路两端电压相位差的时间同步方法的子流程图；

图7为线路MN发生单相单次故障时的示意图；

图8为图7中故障时线路M端和N端的电压波形图；

图9为一种实施方式的基于线路两端电压相位差的时间同步系统的模块图；

图10为另一种实施方式的基于线路两端电压相位差的时间同步系统的子模块图；

图11为另一种实施方式的基于线路两端电压相位差的时间同步系统的子模块图；

图12为另一种实施方式的基于线路两端电压相位差的时间同步系统的子模块图。

具体实施方式

请参阅图1，提供一种实施方式的基于线路两端电压相位差的时间同步方法，包括如下步骤：

S100：获取故障时线路故障相两端的电压波形。

由于现有的电力系统一般采用三相供电，故障相是指线路中发生故障的相，从而当电力系统发生故障时，可能是单相故障，也有可能是两相或多相故障。对电力系统中线路每相两端的电压波形进行记录，当发生故障时，电力系统中的电压会发生严重变化，若是单相故障，则线路只有单相两端的电压会发生严重变化，若是多相故障，则线路有多相两端的电压会发生严重变化，根据记录的每相的电压波形，可获得故障时线路故障相两端的电压波形。

S200：根据故障时线路故障相两端的电压波形，计算故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差。

获得故障时线路故障相两端的电压波形后，对电压波形进行分析，可计算出故障时线路故障相两端电压波形之间的相位差。

S300：比较故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差。

故障前线路故障相两端电压波形之间的相位差可通过预先获得，通过上述比较，可知道故障时线路故障相两端电压波形是否同步，若同步，故障时线路故障相两端电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端电压波形之间的相位差是相等的，若不同步，故障时线路故障相两端电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端电压波形之间的相位差是不相等的。

若故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差不相等，则

S400：调整故障时线路故障相两端的电压波形，直到故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差相等。

当故障时线路故障相两端的电压波形不同步时，需要对线路故障相两端的电压波形进行调整，使故障时线路故障相两端的电压波形同步，为正确分析故障原因、及时处理故障以及确认保护系统动作的正确性提供了可靠的数据。

上述基于线路两端电压相位差的时间同步方法，对故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差进行比较，当故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差不相等时，说明故障时线路故障相两端的电压波形时间不同步，通过调整故障时线路故障相两端的电压波形以实现故障时线路故障相两端的电压波形的时间同步，为正确分析故障原因、及时处理故障以及确认保护系统动作的正确性提供了可靠的数据。利用同步后的故障时线路故障相两端的电压波形，可对故障进行准确分析，从而提高故障分析准确性，可准确地了解故障情况和故障的严重程度，并及时采取有效措施见效故障范围，降低故障损失。

请参阅图2，在其中一个实施例中，调整故障时线路故障相两端的电压波形，直到故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差相等的步骤S400具体包括步骤

S410：根据故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差，计算故障时线路故障相两端的电压波形之间的时间差；

S420：将故障时线路故障相两端的电压波形的时间参数相对调整时间差，以使故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差相等。

当故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差不相等时，说明故障时线路故障相两端的电压波形是不同步的，需要对故障时线路故障相两端的电压波形进行调整的，然而，故障时线路故障相两端电压波形是时间参数和电压之间的变化关系，对波形进行调整时，对时间参数进行调整，从而根据故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差，计算故障时线路故障相两端电压波形的时间差，根据时间差，对电压波形的时间参数进行调整，将故障时线路故障相两端的电压波形的时间参数相对调整时间差，以使故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差相等，实现故障时线路故障相两端的电压波形的同步。

请参阅图3，在其中一个实施例中，将故障时线路故障相两端的电压波形的时间参数相对调整时间差，以使故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差相等的步骤S420具体包括步骤：

S4201：将故障时线路故障相两端中一端的电压波形的时间参数固定，将另一端的电压波形的时间参数相对固定一端的电压波形的时间参数调整时间差，以使故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差相等。

例如，线路两端分别为第一端和第二端，故障时第一端的电压波形滞后第二端的电压波形，且根据故障时第一端电压波形与第二端电压波形之间的相位差以及故障前第一端的电压波形与第二端的电压波形之间的相位差，计算得到故障时第一端的电压波形与第二端的电压波形的时间差，比如，第一端的电压波形和第二端的电压波形之间的时间差为0.5ms，则可将第一端的电压波形的时间参数固定，将第二端的电压波形的时间参数相对第一端的电压波形的时间参数调整0.5ms，即相当于在电压波形的坐标轴上将第二端的电压波形向右移动0.5ms。或者，将第二端的电压波形的时间参数固定，将第一端的电压波形的时间参数相对第二端的电压波形的时间参数调整0.5ms，即相当于在电压波形的坐标轴上将第二端的电压波形向左移动0.5ms，使故障时第一端电压波形与第二端电压波形之间的时间差变为零，从而使故障时第一端电压波形与第二端电压波形之间的相位差和故障前第一端的电压波形与第二端的电压波形之间的相位差相等，实现故障时第一端电压波形与第二端电压波形的同步。

请参阅图4，在另一个实施例中，将故障时线路故障相两端的电压波形的时间参数相对调整时间差，以使故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差相等的步骤S420具体包括步骤：

S4202：将故障时线路故障相两端的电压波形的时间参数同时调整，直到故障时线路故障相两端的电压波形的时间参数相对调整时间差，以使故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差相等。

例如，当第一端的电压波形滞后第二端的电压波形，通过计算得出第一端的电压波形和第一端的电压波形之间的时间差为0.5ms，表示当第一端的电压波形滞后第二端的电压波形不同步，则可将第一端的电压波形的时间参数和第二端的电压波形的时间参数都进行调整，使故障时第一端的电压波形的时间参数和第二端的电压波形的时间参数相对调整0.5ms，即相当于在电压波形的坐标轴上将第一端的电压波形向左移动，将第二端的电压波形向右移动，直到两端的电压波形之间相对移动0.5ms，使故障时第一端电压波形与第二端电压波形之间的时间差变为零，从而使故障时第一端电压波形与第二端电压波形之间的相位差和故障前第一端的电压波形与第二端的电压波形之间的相位差相等，实现使故障时第一端电压波形与第二端电压波形的同步。

请参阅图5，在其中一个实施例中，获取故障时线路两端的电压波形的步骤S100具体包括步骤：

S110：对线路每相两端的电气参数信息进行采集；

S120：根据采集的线路每相两端的电气参数信息，形成线路两端的录波波形；

S130：根据录波波形，获取故障时线路故障相两端的电压波形。

在其中一个实施例中，对线路两端的信息数据进行采集的步骤S110之后还包括步骤：

S140：存储采集的线路每相两端的电气参数信息。

要保证电力系统安全，防止电力系统大规模的停电，最基本、最重要的手段之一就是进行故障分析，通过规章分析可以找到造成故障的原因，可以采取有效的防范措施，因此必须充分利用电力系统故障时采集到的数据信息来分析故障过程和保护系统的动作情况。电力系统发生故障时，线路两端的电气参数信息都是通过专用的故障录波器或保护本身的动作报告进行记录。目前现场采用的大多是微机保护器和微机故障录波器，其中，故障录波器的主要功能如下：

(1)具有稳态记录功能。即对电压、电流、有功功率、无功功率、频率等的连续记录。

(2)电网和发电机组故障时的暂态数据记录功能。

(3)电网和电机组连续发生大扰动时，可以完整地记录每次大扰动的全过程。

(4)所记录的数据真实、可靠、安全以及不失真，能准确地反映谐波以及非周期分量。

(5)具有在外部直流电源短路时中断后可以继续进行数据记录的能力。

故障录波器主要由故障启动、电气参数信息采集、存储分析及波形输出等部分组成。故障录波器所记录的数据信息为工作人员正确分析故障原因提供了可靠的数据基础。由于电力系统中一般采用三相供电，线路包括三相，从而需要对线路的每一相两端的电气参数信息进行采集。通过故障录波器对线路每相两端的电气参数信息进行采集，再根据采集的线路每相两端的电气参数信息，形成线路两端的录波波形并输出。

请参阅图6，在其中一个实施例中，比较线路两端电压波形之间的相位差与故障前线路两端电压波形之间的相位差的步骤S300之前包括步骤：

S310：获取故障前线路故障相两端的电压向量值；

S320：根据故障前线路故障相两端的电压向量值，计算故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差。

在进行比较之前，需获得故障前线路故障相两端在正常负荷状态下的电压向量值，即需获得故障前线路故障相两端电压波形，而电压向量值是预先根据故障前线路两端负荷状态下的潮流参数计算得到的，为后续对故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差进行比较时，提供数据依据。

下面以具体实施例对上述基于线路两端电压相位差的时间同步方法加以说明。

图7为线路MN某处发生单相单次接地故障时的示意图。在MN线路发生故障前，利用线路两端负荷状态下的潮流参数，分别计算得到M端和N端的电压向量，其中，M端的电压向量为220＜32V，N端的电压向量为220＜30仰V，从而可计算得出故障前线路两端电压波形之间的相位差为

故障录波器会对M和N两端的电气参数信息进行记录，得到录波波形，由故障录波器得到的录波波形可查找得到故障时M端的电压波形和N端的电压波形，如图8所示，其中，发生故障的时间在3.95s到4.15s之间，M端的电压波形为图8中上面波形，N端的电压波形为图8中下面波形。在实际的记录中，M端电压波形的过零点滞后N端电压波形的过零点1.5ms，相当于M端的电压波形滞后N端的电压波形的相位差为Δθ₁＝360°+[(1/50)·1000]×1.5＝27°。

由于说明故障时M端的电压波形和N端的电压波形是不同步的，需要进行调整，根据故障时线路两端电压波形之间的相位差与故障前线路两端电压波形之间的相位差，计算得到需要调整的时间差为

将M端的电压波形的时间参数固定，将N端的电压波形的时间参数相对M端的电压波形的时间参数调整0.5ms，即相当于将坐标轴上的M端的电压波形固定，将N端的电压波形右移0.5ms的距离，即可实现线路两端的电压波形的同步。或者，将N端的电压波形的时间参数固定，将M端的电压波形的时间参数相对N端的电压波形的时间参数调整0.5ms，即相当于将坐标轴上的N端的电压波形固定，将M端的电压波形向左移动0.5ms，也可实现线路两端的电压波形的同步。又或者，同时对M端的电压波形的时间参数和N端的电压波形的时间参数进行调整，直到两端的电压波形的时间参数相对调整0.5ms，即相当于将将坐标轴上的M端的电压波形向左移动的同时，将N端的电压波形向右移动，直到两端的电压波形相对移动0.5ms，实现线路两端的电压波形同步。

由具体的实验结果可知道，在故障发生时，线路两端的电压波形时间是不同步，即当线路出现故障时，线路两端的电压波形时间不匹配，线路两端的电流波形和功率波形时间也是不匹配的，无法进行准确地故障分析，给故障的排除带来一定麻烦。通过上述基于线路两端电压相位差的时间同步方法，及时调整故障时线路两端的电压波形，实现电压波形的时间同步，为后续故障分析提供准确的数据依据。

上述是对线路单相单次故障进行具体说明，另外，通过上述基于线路两端电压相位差的时间同步也对多次故障调整电压波形时间同步，类似地，对于两相故障和三相故障，时间同步的原理同单相故障的时间同步原理一样，针对两相或三相故障，根据录波波形，分别找到线路任意一故障相两端电压波形，计算线路故障相两端的电压波形之间的相位差，比较故障相两端的电压波形之间的相位差和故障前故障相两端的电压波形之间的相位差，对故障相两端的电压波形进行调整实现同步即可。对于连续故障，首先求出连续故障发生前负荷状态下的线路两端电压相位差，其他步骤同单次故障类似。

请参阅图9，提供一种实施方式的基于线路两端电压相位差的时间同步系统，包括：

第一获取模块100，用于获取故障时线路故障相两端的电压波形。

由于现有的电力系统一般采用三相供电，故障相是指线路中发生故障的相，从而当电力系统发生故障时，可能是单相故障，也有可能是两相或多相故障。对电力系统中线路每相两端的电压波形进行记录，当发生故障时，电力系统中的电压会发生严重变化，若是单相故障，则线路只有单相两端的电压会发生严重变化，若是多相故障，则线路有多相两端的电压会发生严重变化，根据记录的每相的电压波形，可获得故障时线路故障相两端的电压波形。

第一计算模块200，用于根据故障时线路故障相两端的电压波形，计算故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差。

获得故障时线路故障相两端的电压波形后，对电压波形进行分析，可计算出故障时线路故障相两端电压波形之间的相位差。

比较模块300，用于比较故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差。

故障前线路故障相两端电压波形之间的相位差可通过预先获得，通过上述比较，可知道故障时线路故障相两端电压波形是否同步，若同步，故障时线路故障相两端电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端电压波形之间的相位差是相等的，若不同步，故障时线路故障相两端电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端电压波形之间的相位差是不相等的。

调整模块400，用于当故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差不相等时，调整故障时线路故障相两端的所述电压波形，直到故障时线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差相等。

当故障时线路故障相两端的电压波形不同步时，需要对线路故障相两端的电压波形进行调整，使故障时线路故障相两端的电压波形同步，为正确分析故障原因、及时处理故障以及确认保护系统动作的正确性提供了可靠的数据。

上述基于线路两端电压相位差的时间同步系统，对故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差进行比较，当故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差不相等时，说明故障时线路故障相两端的电压波形时间不同步，通过调整故障时线路故障相两端的电压波形以实现故障时线路故障相两端的电压波形的时间同步，为正确分析故障原因、及时处理故障以及确认保护系统动作的正确性提供了可靠的数据。利用同步后的故障时线路故障相两端的电压波形，可对故障进行准确分析，从而提高故障分析准确性，可准确地了解故障情况和故障的严重程度，并及时采取有效措施见效故障范围，降低故障损失。

请参阅图10，在其中一个实施例中，调整模块400包括：

计算单元410，用于根据故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差，计算故障时线路故障相两端的电压波形之间的时间差；

调整单元420，用于将故障时线路故障相两端的所述电压波形的时间参数相对调整所述时间差，以使故障时线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差相等。

当故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差不相等时，说明故障时线路故障相两端的电压波形是不同步的，需要对故障时线路故障相两端的电压波形进行调整的，然而，故障时线路故障相两端电压波形是时间参数和电压之间的变化关系，对波形进行调整时，对时间参数进行调整，从而根据故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差，计算故障时线路故障相两端电压波形的时间差，根据时间差，对电压波形的时间参数进行调整，将故障时线路故障相两端的所述电压波形的时间参数相对调整时间差，以使故障时线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差相等，实现故障时线路故障相两端的所述电压波形的同步。

在其中一个实施例中，调整模块400，具体用于将故障时线路故障相两端中一端的所述电压波形的时间参数固定，将另一端的所述电压波形的时间参数相对固定一端的所述电压波形的时间参数调整所述时间差，以使故障时线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差相等。

例如，线路两端分别为第一端和第二端，故障时第一端的电压波形滞后第二端的电压波形，且根据故障时第一端电压波形与第二端电压波形之间的相位差以及故障前第一端的电压波形与第二端的电压波形之间的相位差，计算得到故障时第一端的电压波形与第二端的电压波形的时间差，比如，第一端的电压波形和第二端的电压波形之间的时间差为0.5ms，则可将第一端的电压波形的时间参数固定，将第二端的电压波形的时间参数相对第一端的电压波形的时间参数调整0.5ms，即相当于在电压波形的坐标轴上将第二端的电压波形向右移动0.5ms。或者，将第二端的电压波形的时间参数固定，将第一端的电压波形的时间参数相对第二端的电压波形的时间参数调整0.5ms，即相当于在电压波形的坐标轴上将第二端的电压波形向左移动0.5ms，使故障时第一端电压波形与第二端电压波形之间的时间差变为零，从而使故障时第一端电压波形与第二端电压波形之间的相位差和故障前第一端的电压波形与第二端的电压波形之间的相位差相等，实现故障时第一端电压波形与第二端电压波形的同步。

在另一个实施例中，调整模块400具体用于将故障时线路故障相两端的所述电压波形的时间参数同时调整，直到故障时线路故障相两端的所述电压波形的时间参数相对调整所述时间差，以使故障时线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差相等。

例如，当第一端的电压波形滞后第二端的电压波形，通过计算得出第一端的电压波形和第一端的电压波形之间的时间差为0.5ms，表示当第一端的电压波形滞后第二端的电压波形不同步，则可将第一端的电压波形的时间参数和第二端的电压波形的时间参数都进行调整，使故障时第一端的电压波形的时间参数和第二端的电压波形的时间参数相对调整0.5ms，即相当于在电压波形的坐标轴上将第一端的电压波形向左移动，将第二端的电压波形向右移动，直到两端的电压波形之间相对移动0.5ms，使故障时第一端电压波形与第二端电压波形之间的时间差变为零，从而使故障时第一端电压波形与第二端电压波形之间的相位差和故障前第一端的电压波形与第二端的电压波形之间的相位差相等，实现使故障时第一端电压波形与第二端电压波形的同步。

请参阅图11，在其中一个实施例中，第一获取模块100包括：

采集单元110，用于对线路每相两端的电气参数信息进行采集；

波形形成单元120，用于根据采集的线路每相两端的电气参数信息，形成线路两端的录波波形；

获取单元130，用于根据所述录波波形，获取故障时线路故障相两端的电压波形。

在其中一个实施例中，上述基于线路两端电压相位差的时间同步系统还包括：

存储模块140，用于存储采集的线路每相两端的电气参数信息。

要保证电力系统安全，防止电力系统大规模的停电，最基本、最重要的手段之一就是进行故障分析，通过规章分析可以找到造成故障的原因，可以采取有效的防范措施，因此必须充分利用电力系统故障时采集到的数据信息来分析故障过程和保护系统的动作情况。电力系统发生故障时，线路两端的电气参数信息都是通过专用的故障录波器或保护本身的动作报告进行记录。目前现场采用的大多是微机保护器和微机故障录波器，其中，故障录波器的主要功能如下：

(1)具有稳态记录功能。即对电压、电流、有功功率、无功功率、频率等的连续记录。

(2)电网和发电机组故障时的暂态数据记录功能。

(3)电网和电机组连续发生大扰动时，可以完整地记录每次大扰动的全过程。

(4)所记录的数据真实、可靠、安全以及不失真，能准确地反映谐波以及非周期分量。

(5)具有在外部直流电源短路时中断后可以继续进行数据记录的能力。

故障录波器主要由故障启动、电气参数信息采集、存储分析及波形输出等部分组成。故障录波器所记录的数据信息为工作人员正确分析故障原因提供了可靠的数据基础。由于电力系统中一般采用三相供电，线路包括三相，从而需要对线路的每一相两端的电气参数信息进行采集。通过故障录波器对线路每相两端的电气参数信息进行采集，再根据采集的线路每相两端的电气参数信息，形成线路两端的录波波形并输出。

请参阅图12，在其中一个实施例中，上述基于线路两端电压相位差的时间同步系统还包括：

第二获取模块500，用于获取故障前线路故障相两端的电压向量值；

第二计算模块600，用于根据故障前线路故障相两端的所述电压向量值，计算故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差。

在进行比较之前，需获得故障前线路故障相两端在正常负荷状态下的电压向量值，即需获得故障前线路故障相两端电压波形，而电压向量值是预先根据故障前线路两端负荷状态下的潮流参数计算得到的，为后续对故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差进行比较时，提供数据依据。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于线路两端电压相位差的时间同步方法，其特征在于，包括如下步骤：

获取故障时线路故障相两端的电压波形；

根据故障时线路故障相两端的电压波形，计算故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差；

比较故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差；

若故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差不相等，则

调整故障时线路故障相两端的所述电压波形，直到故障时线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差相等。

2.根据权利要求1所述的基于线路两端电压相位差的时间同步方法，其特征在于，所述调整故障时线路故障相两端的所述电压波形，直到故障时线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差相等具体包括步骤：

根据故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差，计算故障时线路故障相两端的电压波形之间的时间差；

将故障时线路故障相两端的所述电压波形的时间参数相对调整所述时间差，以使故障时线路故障相两端的所述电压波形之间的时间差变为零。

3.根据权利要求2所述的基于线路两端电压相位差的时间同步方法，其特征在于，所述将故障时线路故障相两端的所述电压波形的时间参数相对调整所述时间差，以使故障时线路故障相两端的所述电压波形之间的时间差变为零具体包括步骤：

将故障时线路故障相两端中一端的所述电压波形的时间参数固定，将另一端的所述电压波形的时间参数相对固定一端的所述电压波形的时间参数调整所述时间差，以使故障时线路故障相两端的所述电压波形之间的时间差变为零；

或者，将故障时线路故障相两端的所述电压波形的时间参数同时调整，直到故障时线路故障相两端的所述电压波形的时间参数相对调整所述时间差，以使故障时线路故障相两端的所述电压波形之间的时间差变为零。

4.根据权利要求1所述的基于线路两端电压相位差的时间同步方法，其特征在于，所述获取故障时线路故障相两端的电压波形具体包括步骤：

对线路每相两端的电气参数信息进行采集；

根据采集的线路每相两端的电气参数信息，形成线路两端的录波波形；

根据所述录波波形，获取故障时线路故障相两端的电压波形。

5.根据权利要求1所述的基于线路两端电压相位差的时间同步方法，其特征在于，所述比较故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差之前包括步骤：

获取故障前线路故障相两端的电压向量值；

根据故障前线路故障相两端的所述电压向量值，计算故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差。

6.一种基于线路两端电压相位差的时间同步系统，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取故障时线路故障相两端的电压波形；

第一计算模块，用于根据故障时线路故障相两端的电压波形，计算故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差；

比较模块，用于比较故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差；

调整模块，用于当故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差不相等时，调整故障时线路故障相两端的所述电压波形，直到故障时线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的所述电压波形之间的相位差相等。

7.根据权利要求6所述的基于线路两端电压相位差的时间同步系统，其特征在于，所述调整模块包括：

计算单元，用于根据故障时线路故障相两端的电压波形之间的相位差与故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差，计算故障时线路故障相两端的电压波形之间的时间差；

调整单元，用于将故障时线路故障相两端的所述电压波形的时间参数相对调整所述时间差，以使故障时线路故障相两端的所述电压波形之间的时间差变为零。

8.根据权利要求7所述的基于线路两端电压相位差的时间同步系统，其特征在于，

所述调整单元，具体用于将故障时线路故障相两端中一端的所述电压波形的时间参数固定，将另一端的所述电压波形的时间参数相对固定一端的所述电压波形的时间参数调整所述时间差，以使故障时线路故障相两端的所述电压波形之间的时间差变为零；

或，

具体用于将故障时线路故障相两端的所述电压波形的时间参数同时调整，直到故障时线路故障相两端的所述电压波形的时间参数相对调整所述时间差，以使故障时线路故障相两端的所述电压波形之间的时间差变为零。

9.根据权利要求6所述的基于线路两端电压相位差的时间同步系统，其特征在于，所述第一获取模块包括：

采集单元，用于对线路每相两端的电气参数信息进行采集；

波形形成单元，用于根据采集的线路每相两端的电气参数信息，形成线路两端的录波波形；

获取单元，用于根据所述录波波形，获取故障时线路故障相两端的电压波形。

10.根据权利要求6所述的基于线路两端电压相位差的时间同步系统，其特征在于，还包括：

第二获取模块，用于获取故障前线路故障相两端的电压向量值；

第二计算模块，用于根据故障前线路故障相两端的所述电压向量值，计算故障前线路故障相两端的电压波形之间的相位差。