CN112213578A - 一种中压线变关系识别方法 - Google Patents

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孙朝杰
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Abstract

本发明公开了一种中压线变关系识别方法,通过线变关系识别主站对指定变压器下的中压线变关系识别终端下发启动命令;中压线变关系识别终端回复确认;线变关系识别主站在指定时间内等待中压线变关系分析机上报信息,并进行对比分析指定时间内所有中压线变关系分析机上报的低频特征电流信号信息,电流信号最大的分析机对应的10kV线路即为变压器归属。本发明实现简单,只需在变压器低压侧安装中压线变关系识别终端,10kV线路二次侧安装中压线变关系分析机,无需10kV线路停电,并优化信号发送编码方案,增加主站调度重发机制,实现对中压线变关系的准确有效识别。

Description

一种中压线变关系识别方法
技术领域
本发明涉及中压配网系统领域,涉及一种中压线变关系识别方法。
背景技术
中压线变关系是国家电网配网运检、故障诊断、线损计算等业务展开的重要依据。然而,随着供配电技术的不断发展,新的10kV配电线路和变压器不断接入,大大增加了中压配电网的复杂性。另外,中压配电线路地形复杂、走线方式多样,且在中压配电网建设与维护的过程中经常需要进行线路改造、负荷切换调整等操作,使得原本清楚的中压线变关系不断变化,难以理清,大大增加了电力营配业务开展的难度。因此,准确识别中压线变关系对配电网的运行控制和故障诊断具有十分重要的意义。
中压线变关系识别是近几年在我国刚浮现的一个新领域,由于西方发达国家人口少,配电网络结构相对简单,中压线变关系问题不够凸显,但是在我国大部分地区,人口分布集中,用电需求大,配电线路和变压器日益增多,准确理清线变关系这一需求亟待解决。目前,在电力系统工作中主要依靠人工现场巡线,逐一理清线变关系,但是该方法耗时耗力,对于很多交叉融合、电缆线路、多电源变压器,只有依靠停电区分,操作难度大,且会造成巨大经济损失。自2018年以来,电力系统很多机构开始尝试采用中压载波通信设备进行中压线变关系识别,但是中压载波通信设备受需停电施工、信号频率高可跨开关等因素影响大,判别成本较高、判断准确率低,尚未取得较好结果。
发明内容
为解决上述现有技术的不足或缺陷,本发明针对中压线变关系识别问题,提出了一种中压线变关系识别方法,通过线变关系识别主站、中压线变关系识别终端和和中压线变关系分析机,在10kV线路不停电情况下实现中压线变关系识别。增加线变关系识别主站调度机制,优化中压线变关系识别终端发送信号编码方案,解决“误报”、“背景噪声干扰”导致“识别准确率差”的问题,提高识别准确率,能有效准确地识别配电线路和变压器的真实归属关系。
为实现上述目的,本发明通过线变关系识别主站、中压线变关系识别终端和中压线变关系分析机来识别线变关系。首先通过线变关系识别主站控制中压线变关系识别终端发送低频特征电流信号,然后中压线变关系分析机识别低频特征低频特征电流信号并上报线变关系识别主站,最后线变关系识别主站对比分析指定时间内所有中压线变关系分析机上报的低频特征电流信号信息,电流信号最大的分析机对应的10kV线路即为指定变压器的归属。
为了实现上述发明目的,本发明采取如下技术方案:
一种中压线变关系识别方法,包括以下步骤:
步骤1)线变关系识别主站对变压器1或2下的中压线变关系识别终端1或2下发启动命令;
步骤2)中压线变关系识别终端1或2接收到线变关系识别主站的启动命令,随后发送回复信号至线变关系识别主站确认收到启动命令;
步骤3)线变关系识别主站接收回复信号后开始计时,等待10kV线路1、2上的中压线变关系分析机1、2在指定时间内上报信息;
步骤4)中压线变关系识别终端1或2发送低频特征电流信号至10kV线路1、2;
步骤5)10kV线路1、2上的中压线变关系分析机1、2实时接收并识别中压线变关系识别终端1或2发送的低频特征电流信号;
步骤6)接收到低频特征电流信号的中压线变关系分析机1、2将信息上报线变关系识别主站;
步骤7)线变关系识别主站对比分析指定时间内中压线变关系分析机1、2上报的低频特征电流信号信息,电流信号最大的中压线变关系分析机对应的10kV线路即为变压器1或2的归属。
进一步的,步骤1)中线变关系识别主站在指定时间内等待中压线变关系分析机1、2上报信息,当指定时间内未接收到中压线变关系分析机1、2上报信息后,会再重复一次步骤1)至步骤3)。
进一步的,中压线变关系识别终端1或2在电网电压过零点开始发送低频特征电流信号,在电网电压过零点结束发送。
进一步的,中压线变关系识别终端1或2发送的低频特征电流信号频率可以进行设定,范围在20Hz-2KHz。
进一步的,中压线变关系识别终端1或2第一次接收到线变关系识别主站的启动命令时默认发送的低频特征电流信号频率为625Hz。
进一步的,线变关系识别主站指定时间内未接收到中压线变关系分析机1、2上报的信息,再重复一次步骤1)至步骤3),中压线变关系识别终端1或2发送低频特征电流信号的频率自动调整至833Hz。
进一步的,低频特征电流信号的强度可受线变关系识别终端1或2发送的PWM控制信号的占空比调节。
进一步的,低频特征电流信号编码采用BCH(45,63)编码方案,如附图3所示,其中:
a.帧同步为13位,采用序列为1110000000000,后面使用10个0可以保证在计算信号强度时已收敛,方便和背景噪声比较,0符号位对应的为高频的载波频率,受到基波泄漏更小,常规情况下不易出现误判;
b.变压器地址编号为16位,可表示65536个发送端地址编号;
c.CRC为16位;
d.监督位为18位,用于接收端纠错。
为了降低误报率和正确识别,编码方案实际发送时,将帧同步头和信息的顺序颠倒一下,如附图2所示。
误码率计算,一天出现误报的次数为:
N=5.9299e-09×5×3600×24=0.0026
即,平均每390天发生一次误报,误报率很小。
进一步的,步骤5)不同10kV线路1、2上的中压线变关系分析机1、2实时接收并识别低频特征电流信号,其中:
中压线变关系分析机1、2采用非接触式小信号提取技术,当电网背景信号与特征电流信号幅值比为10000:1的情况下,中压线变关系分析机1、2仍可精确提取出特征电流信号,保证数据传输可靠性,完成线变关系的识别功能;
中压线变关系分析机1、2采用滑动DFT算法实现电流信号提取,计算公式为:
Figure BDA0002696393590000021
Figure BDA0002696393590000031
其中,ak代表第k次谐波的实部,bk代表第k次谐波的虚部,N代表工频周波的数据点数,k代表谐波次数,T=20ms。
本发明的有益效果是:
1.本发明方法实现简单,无需10kV线路停电,只需在变压器低压侧安装中压线变关系识别终端,10kV线路二次侧安装中压线变关系分析机;
2.该方法具有更低的误报率和更高的识别准确率,可以实现对中压线变关系的正确识别。
附图说明
图1为本发明中压线变关系识别方法的总体流程图。
图2为本发明中压线变关系识别方法的现场测试安装示意图。
图3为本发明中压线变关系识别方法的调整前BCH编码信息图。
图4为本发明中压线变关系识别方法的调整后BCH编码信息图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明,以具体阐述本发明的技术方案。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
结合附图1,一种中压线变关系识别方法,包括以下步骤:
步骤1)线变关系识别主站对变压器1或2下的中压线变关系识别终端1或2下发启动命令;
步骤2)中压线变关系识别终端1或2接收到线变关系识别主站的启动命令,随后发送回复信号至线变关系识别主站确认收到启动命令;
步骤3)线变关系识别主站接收回复信号后开始计时,等待10kV线路1、2上的中压线变关系分析机1、2在指定时间内上报信息;
步骤4)中压线变关系识别终端1或2发送低频特征电流信号至10kV线路1、2;
步骤5)10kV线路1、2上的中压线变关系分析机1、2实时接收并识别中压线变关系识别终端1或2发送的低频特征电流信号;
步骤6)接收到低频特征电流信号的中压线变关系分析机1、2将信息上报线变关系识别主站;
步骤7)线变关系识别主站对比分析指定时间内中压线变关系分析机1、2上报的低频特征电流信号信息,电流信号最大的中压线变关系分析机对应的10kV线路即为变压器1或2的归属
结合附图2,某现场选取2台双电源变压器:变压器1,变压器2;常规状态下负荷开关1、负荷开关2常闭,负荷开关3常断,即变压器1由变电站1通过10kV线路1供电,变压器2由变电站2通过10kV线路2供电;分别在变压器1、2低压侧安装中压线变关系识别终端1和2;10kV线路1、2首端二次侧,即变电站1、2内分别安装中压线变关系分析机1、2;线变关系识别主站部署在特定服务器上,设定主站控制中压线变关系识别终端1或2启动后等待时间为2min。
常规状态下,即负荷开关1和2常闭,负荷开关3常断,通过线变关系识别主站控制启动中压线变关系识别终端1,2min内线变关系识别主站只接收到中压线变关系分析机1上报的结果,即变压器1归属于10kV线路1,识别正确;
常规状态下,即负荷开关1和2常闭,负荷开关3常断,通过线变关系识别主站控制启动中压线变关系识别终端2,2min内线变关系识别主站只接收到中压线变关系分析机2上报的结果,即变压器2归属于10kV线路2,识别正确;
负荷开关1断开,负荷开关2和3闭合,通过线变关系识别主站控制启动中压线变关系识别终端1,2min内线变关系识别主站只接收到中压线变关系分析机2上报的结果,即变压器1归属于10kV线路2,识别正确;
负荷开关2断开,负荷开关1和3闭合,通过线变关系识别主站控制启动中压线变关系识别终端2,2min内线变关系识别主站只接收到中压线变关系分析机1上报的结果,即变压器2归属于10kV线路1,识别正确。
本实施例中:利用实际的现场对本发明中的中压线变关系识别方法进行了测试验证。
综上所述,本发明公开了一种中压线变关系识别方法,首先线变关系识别主站控制中压线变关系识别终端1或2发送低频特征电流信号,然后中压线变关系分析机1、2识别低频特征低频特征电流信号并上报线变关系识别主站,最后线变关系识别主站对比分析指定时间内中压线变关系分析机1、2上报的低频特征电流信号信息,电流信号最大的中压线变关系分析机对应的10kV线路即为指定变压器的归属。本发明中此方法实现简单,无需10kV线路停电,只需在变压器低压侧安装中压线变关系识别终端,10kV线路二次侧安装中压线变关系分析机,就可以实现对中压线变关系的正确识别。
以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明,而非对本发明的限制,有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案,因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种中压线变关系识别方法,其特征在于,该方法具体流程如下:
步骤1)线变关系识别主站对变压器1或2下的中压线变关系识别终端1或2下发启动命令;
步骤2)中压线变关系识别终端1或2接收到线变关系识别主站的启动命令,随后发送回复信号至线变关系识别主站确认收到启动命令;
步骤3)线变关系识别主站接收回复信号后开始计时,等待10kV线路1、2上的中压线变关系分析机1、2在指定时间内上报信息;
步骤4)中压线变关系识别终端1或2发送低频特征电流信号至10kV线路1、2;
步骤5)10kV线路1、2上的中压线变关系分析机1、2实时接收并识别中压线变关系识别终端1或2发送的低频特征电流信号;
步骤6)接收到低频特征电流信号的中压线变关系分析机1、2将信息上报线变关系识别主站;
步骤7)线变关系识别主站对比分析指定时间内中压线变关系分析机1、2上报的低频特征电流信号信息,电流信号最大的中压线变关系分析机1对应的10kV线路1即为变压器1的归属或电流信号最大的中压线变关系分析机2对应的10kV线路2即为变压器2的归属。
2.根据权利要求1所述的一种中压线变关系识别方法,其特征在于,线变关系识别主站在指定时间内等待中压线变关系分析机1、2上报信息,当指定时间内未接收到中压线变关系分析机1、2上报信息后,会再重复一次步骤1)至步骤3)。
3.根据权利要求1所述的一种中压线变关系识别方法,其特征在于,中压线变关系识别终端1或2在电网电压过零点开始发送低频特征电流信号,在电网电压过零点结束发送。
4.根据权利要求1所述的一种中压线变关系识别方法,其特征在于,中压线变关系识别终端1或2发送的低频特征电流信号频率可以进行设定,范围在20Hz-2KHz。
5.根据权利要求4所述的一种中压线变关系识别方法,其特征在于,中压线变关系识别终端1或2第一次接收到线变关系识别主站的启动命令时默认发送的低频特征电流信号频率为625Hz。
6.根据权利要求4所述的一种中压线变关系识别方法,其特征在于,线变关系识别主站指定时间内未接收到中压线变关系分析机1、2上报的信息,再重复一次步骤1)至步骤3),中压线变关系识别终端1或2发送低频特征电流信号的频率自动调整至833Hz。
7.根据权利要求1所述的一种中压线变关系识别方法,其特征在于,低频特征电流信号的强度可受线变关系识别终端1或2发送的PWM控制信号的占空比调节。
8.根据权利要求1所述的一种中压线变关系识别方法,其特征在于,中压线变关系识别终端1或2发送的低频特征电流信号编码采用BCH(45,63)编码方案,其中:
a.帧同步为13位,采用序列为1110000000000,后面使用10个0可以保证在计算信号强度时已收敛,方便和背景噪声比较,0符号位对应的为高频的载波频率,受到基波泄漏更小,常规情况下不易出现误判;
b.变压器地址编号为16位,可表示65536个发送端地址编号;
c.CRC为16位;
d.监督位为18位,用于接收端纠错。
9.根据权利要求1所述的一种中压线变关系识别方法,其特征在于,10kV线路1、2上的中压线变关系分析机1、2实时接收并识别低频特征电流信号,中压线变关系分析机1、2采用非接触式小信号提取技术,当电网背景信号与低频特征电流信号幅值比为10000:1的情况下,中压线变关系分析机1、2仍可精确提取出低频特征电流信号,保证数据传输可靠性,完成线变关系的识别功能。
10.根据权利要求9所述的一种中压线变关系识别方法,其特征在于,10kV线路1、2上的中压线变关系分析机1、2实时接收并识别低频特征电流信号,中压线变关系分析机1、2采用滑动DFT算法实现低频特征电流信号提取,计算公式为:
Figure FDA0002696393580000021
Figure FDA0002696393580000022
其中,ak代表第k次谐波的实部,bk代表第k次谐波的虚部,N代表工频周波的数据点数,k代表谐波次数,T=20ms。
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