CN110658376A - 基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析方法和系统。该方法包括获取配网线路上联络开关两侧的电压信号；计算联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差；根据联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差是否满足合环条件输出是否进行合闸的信息。本发明实施例的技术方案通过对配网线路的联络开关的边缘计算实现合环运行判决的就地计算分析，并将计算结果输出为是否合闸的信息，解决现有配电网合环会出现较大的冲击电流和合环电流，在极端情况下会引起变电站开关越级跳闸的问题。

Description

基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析方法和系统

技术领域

本发明实施例涉及配电网运行控制技术领域，尤其涉及一种基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析方法和系统。

背景技术

国内配电网主要以“闭环设计、开环运行”为主，当城市配电网即将进入高级配电自动化阶段，开环运行的弊端正在逐步凸显，开环运行的配电网在进行跨变电站乃至跨分区合环(多电源合环)时，由于来自不同上级变电站的馈线两侧存在电位和短路阻抗差，合环会出现较大的冲击电流和合环电流，在极端情况下会引起变电站开关越级跳闸，直接影响电网安全可靠运行。

发明内容

本发明实施例提供一种基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析方法和系统，以克服现有配电网合环会出现较大的冲击电流和合环电流，在极端情况下会引起变电站开关越级跳闸的问题。

为实现上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析方法，所述方法应用于基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析系统，所述系统包括至少两个变电站、连接至少两个所述变电站的母线的联络开关，所述方法包括：

获取配网线路上联络开关两侧的电压信号；

计算所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差；

根据所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差是否满足合环条件输出是否进行合闸的信息。

进一步地，所述获取配网线路上联络开关两侧的电压信号，包括：

通过相间电压互感器测量获取配网线路上联络开关两侧的电压信号，其中，所述联络开关两侧的所述电压互感器安装的相别保持一致。

进一步地，所述计算所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差，包括：

根据所述联络开关两侧的所述电压信号的幅值，计算所述联络开关两侧的所述电压信号之间的幅值差；

根据所述电压信号的上升沿的时间，基于边缘计算方法计算所述联络开关两侧的所述电压信号之间的相位差。

进一步地，所述根据所述电压信号的上升沿的时间，基于边缘计算方法计算所述联络开关两侧的所述电压信号之间的相位差，包括：

根据所述联络开关两侧的所述电压信号的上升沿作为计数器捕获中断的条件，记录所述电压信号的上升沿的时间；

根据所述电压信号的上升沿的时间，基于边缘计算方法计算所述联络开关两侧的所述电压信号之间的相位差。

进一步地，所述联络开关两侧的所述电压信号之间的相位差，通过下述公式计算得到：

θ_1-2＝1800×(T₁-T₂)

其中，θ_1-2为所述联络开关两侧的所述电压信号之间的相位差，T₁为所述联络开关一侧的所述电压信号的上升沿时间，T₂为所述联络开关另一侧的所述电压信号的上升沿时间。

进一步地，根据所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差是否满足合环条件输出是否进行合闸的信息，包括：

若所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差满足合环条件，则输出进行合闸的信息；

若所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差不满足合环条件，则输出不能进行合闸的信息。

进一步地，所述合环条件包括：

所述联络开关两侧的所述电压信号的幅值差小于1.25％倍的标幺值，且所述联络开关两侧的所述电压信号之间的相位差小于30度。

进一步地，根据所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差是否满足合环条件输出是否进行合闸的信息之后，还包括：

根据合闸的信息，控制开关操作执行模块进行合闸。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析系统，包括：

电压互感器，用于获取配网线路上联络开关两侧的电压信号；

计算模块，用于计算所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差；

主站无线加密通讯模块，用于根据所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差是否满足合环条件输出是否进行合闸的信息。

进一步地，所述的系统还包括：

开关操作执行模块，用于根据合闸的信息，控制开关操作执行模块进行合闸。

本发明实施例提供的基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析方法包括获取配网线路上联络开关两侧的电压信号；计算联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差；根据联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差是否满足合环条件输出是否进行合闸的信息。通过对配网线路的联络开关的边缘计算实现合环运行判决的就地计算分析，并将计算结果输出为是否合闸的信息，解决现有配电网合环会出现较大的冲击电流和合环电流，在极端情况下会引起变电站开关越级跳闸的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析方法的流程图；

图3是本发明实施例提供的一种基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析系统的示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供一种基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析方法。图1是本发明实施例提供的一种基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析方法的流程图。参见图1，本发明实施例提供的基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析方法应用于基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析系统，所述系统包括至少两个变电站、连接至少两个所述变电站的母线的联络开关，该方法包括：

S101、获取配网线路上联络开关两侧的电压信号。

具体地，开环运行的配电网在进行跨变电站乃至跨分区合环前，采集待合环的配电网线路上的联络开关两侧的电压信号，电压信号包括电压的幅值和相位。

S102、计算所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差。

具体地，根据获取的电压信号，计算电压信号的有效值，并计算联络开关两侧的电压信号的幅值差，将采集的电压信号获取相位信息，计算得到联络开关两侧的电压信号的相位差。

S103、根据所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差是否满足合环条件输出是否进行合闸的信息。

具体地，将联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差分别与合环条件比较，根据比较结果输出是否进行合闸的信息。合环条件可以根据需要设定，当联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差均满足合环条件时，输出进行合闸的信息。

本实施例提供的基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析方法包括获取配网线路上联络开关两侧的电压信号；计算联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差；根据联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差是否满足合环条件输出是否进行合闸的信息。通过对配网线路的联络开关的边缘计算实现合环运行判决的就地计算分析，并将计算结果输出为是否合闸的信息，解决现有配电网合环会出现较大的冲击电流和合环电流，在极端情况下会引起变电站开关越级跳闸的问题。

可选地，获取配网线路上联络开关两侧的电压信号，包括通过相间电压互感器测量获取配网线路上联络开关两侧的电压信号，其中，所述联络开关两侧的电压互感器安装的相别保持一致。

具体地，电压互感器包括一次侧和二次侧，将电压互感器的一次侧安装在配网线路上联络开关的两侧，且电压互感器安装的相别保持一致，保证从电压互感器的二次侧读取到的联络开关两侧的电压信号为同相位。

可选地，计算联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差，包括根据联络开关两侧的电压信号的幅值，计算联络开关两侧的电压信号之间的幅值差；根据电压信号的上升沿的时间，基于边缘计算方法计算联络开关两侧的电压信号之间的相位差。

具体地，根据电压信号计算联络开关两侧的电压信号的有效值，将联络开关两侧的电压信号的有效值做差，得到联络开关两侧的电压信号之间的幅值差，示例性地，根据电压信号计算联络开关一侧的电压信号V₁的有效值为V_RMS1，根据电压信号计算联络开关另一侧的电压信号V₂的有效值为V_RMS2，则联络开关两侧的电压信号之间的幅值差V_1-2＝V_RMS1-V_RMS2。根据电压信号的上升沿的时间，基于边缘计算方法计算联络开关两侧的电压信号之间的相位差。将采集的电压信号进行数字整形，输出整形后的电压信号，根据输出的整形后的电压信号的上升沿，分别记录联络开关两侧的电压信号的上升沿时间，根据联络开关两侧的电压信号的上升沿时间，基于边缘计算得到联络开关两侧的电压信号的相位差。

可选地，根据电压信号的上升沿的时间，基于边缘计算方法计算联络开关两侧的电压信号之间的相位差，包括根据联络开关两侧的电压信号的上升沿作为计数器捕获中断的条件，记录电压信号的上升沿的时间；根据电压信号的上升沿的时间，基于边缘计算方法计算联络开关两侧的所述电压信号之间的相位差。

具体地，电压信号经过滤波和整形后，转化为方波信号，根据方波信号的上升沿作为计数器捕获中断的条件，记录联络开关两侧的电压信号的上升沿的时间，示例性地，将联络开关一侧的电压信号V₁的上升沿记录为T₁，将联络开关另一侧的电压信号V₂的上升沿记录为T₂，根据电压信号的上升沿的时间T₁和T₂，基于边缘计算方法对联络开关两侧的电压信号之间的相位差θ_1-2进行计算。计算过程中以外部50Hz的周期方波信号的上升沿启动计数器，以外部50Hz的周期方波信号的下降沿清零计数，防止计数器的计数误差累积。

可选地，联络开关两侧的电压信号之间的相位差，通过下述公式计算得到：

θ_1-2＝1800×(T₁-T₂)

其中，θ_1-2为联络开关两侧的电压信号之间的相位差，T₁为联络开关一侧的电压信号的上升沿时间，T₂为联络开关另一侧的电压信号的上升沿时间。

可选地，根据联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差是否满足合环条件输出是否进行合闸的信息，包括若联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差满足合环条件，则输出进行合闸的信息；若联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差不满足合环条件，则输出不能进行合闸的信息。

具体地，合环条件包括幅值差阈值和相位差阈值，当联络开关两侧的电压信号的幅值差小于幅值差阈值，且相位差小于相位差阈值时，则联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差满足合环条件，满足合环条件时，输出进行合闸的信息，否则，联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差不满足合环条件，则输出不能进行合闸的信息。其中，当联络开关两侧的电压信号的幅值差大于幅值差阈值，且相位差大于相位差阈值时，则输出不能进行合闸的信息，并发送当前联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差。

可选地，合环条件可以包括：联络开关两侧的电压信号的幅值差小于1.25％倍的标幺值，且联络开关两侧的所述电压信号之间的相位差小于30度。

具体地，当联络开关两侧的电压信号满足合环条件，即联络开关两侧的电压信号的幅值差小于1.25％倍的标幺值，且联络开关两侧的所述电压信号之间的相位差小于30度，则输出进行合闸的信息，否则，联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差不满足合环条件，则输出不能进行合闸的信息。

可选地，图2是本发明实施例提供的另一种基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析方法的流程图。在上述实施例的基础上，参见图2，

S201、获取配网线路上联络开关两侧的电压信号。

S202、计算所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差。

S203、根据所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差是否满足合环条件输出是否进行合闸的信息。

S204、根据合闸的信息，控制开关操作执行模块进行合闸。

具体地，根据输出的进行合闸的信息，主站控制开关操作执行模块进行合闸，实现配网线路之间的合环运行，根据输出的不进行合闸的信息，主站控制开关操作执行模块不动作。

图3是本发明实施例提供的一种基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析系统的示意图。参见图3，本发明实施例提供的基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析系统，包括电压互感器31、计算模块32以及主站无线加密通讯模块33。

电压互感器31，用于获取配网线路上联络开关两侧的电压信号。

具体地，电压互感器31包括至少两个相间电压互感器31，电压互感器31分别安装在联络开关两侧，且保持相别一致，用于获取配网线路上联络开关两侧的电压信号。

计算模块32，用于计算联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差。

主站无线加密通讯模块33，用于根据联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差是否满足合环条件输出是否进行合闸的信息。

可选地，图4是本发明实施例提供的另一种基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析系统的示意图。参见图4，所述的系统还包括开关操作执行模块34，开关操作执行模块34用于根据合闸的信息，控制开关操作执行模块进行合闸。

本实施例提供的基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析系统包括电压互感器、计算模块以及主站无线加密通讯模块，通过电压互感器获取配网线路上联络开关两侧的电压信号，并通过计算模块计算联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差；主站无线加密通讯模块根据联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差是否满足合环条件输出是否进行合闸的信息。通过计算模块对配网线路的联络开关的边缘计算实现合环运行判决的就地计算分析，并将计算结果输出为是否合闸的信息上传给主站无线加密通讯模块，主站无线加密通讯模块实现与主站的通信，并根据合闸的信息控制开关操作执行模块进行合闸，解决现有配电网合环会出现较大的冲击电流和合环电流，在极端情况下会引起变电站开关越级跳闸的问题。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析方法，其特征在于，所述方法应用于基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析系统，所述系统包括至少两个变电站、连接至少两个所述变电站的母线的联络开关，所述方法包括：

获取配网线路上联络开关两侧的电压信号；

计算所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差；

根据所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差是否满足合环条件输出是否进行合闸的信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取配网线路上联络开关两侧的电压信号，包括：

通过相间电压互感器测量获取配网线路上联络开关两侧的电压信号，其中，所述联络开关两侧的所述电压互感器安装的相别保持一致。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差，包括：

根据所述联络开关两侧的所述电压信号的幅值，计算所述联络开关两侧的所述电压信号之间的幅值差；

根据所述电压信号的上升沿的时间，基于边缘计算方法计算所述联络开关两侧的所述电压信号之间的相位差。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述电压信号的上升沿的时间，基于边缘计算方法计算所述联络开关两侧的所述电压信号之间的相位差，包括：

根据所述联络开关两侧的所述电压信号的上升沿作为计数器捕获中断的条件，记录所述电压信号的上升沿的时间；

根据所述电压信号的上升沿的时间，基于边缘计算方法计算所述联络开关两侧的所述电压信号之间的相位差。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述联络开关两侧的所述电压信号之间的相位差，通过下述公式计算得到：

θ_1-2＝1800×(T₁-T₂)

其中，θ_1-2为所述联络开关两侧的所述电压信号之间的相位差，T₁为所述联络开关一侧的所述电压信号的上升沿时间，T₂为所述联络开关另一侧的所述电压信号的上升沿时间。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差是否满足合环条件输出是否进行合闸的信息，包括：

若所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差满足合环条件，则输出进行合闸的信息；

若所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差不满足合环条件，则输出不能进行合闸的信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述合环条件包括：

所述联络开关两侧的所述电压信号的幅值差小于1.25％倍的标幺值，且所述联络开关两侧的所述电压信号之间的相位差小于30度。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差是否满足合环条件输出是否进行合闸的信息之后，还包括：

根据合闸的信息，控制开关操作执行模块进行合闸。

9.一种基于边缘计算的配网线路合环运行的测量分析系统，其特征在于，包括：

电压互感器，用于获取配网线路上联络开关两侧的电压信号；

计算单元，用于计算所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差；

主站无线加密通讯模块，用于根据所述联络开关两侧的电压信号的幅值差和相位差是否满足合环条件输出是否进行合闸的信息。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括：

开关操作执行模块，用于根据合闸的信息，控制开关操作执行模块进行合闸。

Images