CN112865032B - 适应5g通信网络的配电网分布式差动保护方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种适应5G通信网络的配电网分布式差动保护方法及系统,包括首先,获取双侧配电站电流检测数据;其次,根据微分预测,限制电流采样值的波动范围,进而优化异常数据的幅值;再次,在获取对侧三相电流后,可根据采样时刻对本地三相电流与对侧三相电流进行插值同步;然后,根据本侧和对侧同一时刻对应的相同窗口长度内的同名相电流进行修正余弦系数计算;最后,根据通信数据丢包率、采样通道误差及采样时刻偏差获取修正余弦系数与整定值的大小关系,来判断配电线路是否发生故障,并启动相应的保护措施。该方法可以为不同容量等级的配电线路提供分布式差动保护,在处理基于无线通信网络的线路保护类问题时更有优势,能够满足工程需要。

Description

适应5G通信网络的配电网分布式差动保护方法及系统
技术领域
本发明涉及配电网故障保护技术领域,具体涉及一种适应5G通信网络的配电网分布式差动保护方法及系统。
背景技术
电网的安全稳定运行关乎区域经济的发展,影响着生活及生产的各个方面。作为电力系统中重要的组成部分,配电网承担着分配电能、连接输电与用户的关键职能。配电网直面电力用户,其网络结构、运行环境及用电情况均较为复杂,是电力系统故障的高发环节。配电网线路的纵联差动保护对保障配电系统安全运行与较小停电损失具有重要的意义。
根据差动保护的原理,参与纵联差动保护的变电站之间需建立有效的数据通信,传统的电力专网与光纤通信因其抗干扰能力强、信息传输量大、传输质量高等原因在配电网保护系统中得到了广泛的应用,但存在铺设线路长、施工难度大、运行成本高的问题。基于4G通信网络的配电网自适应差动保护解决了差动保护受光纤约束的问题,但存在传输带宽有限,且无法满足时延、多连接及安全隔离性的要求。5G作为即将普及的新一代无线通信技术,具有高带宽、高可靠、低时延等优点,将其应用于配电网的差动保护,为配电网的故障精确定位、隔离与恢复供电提供了新的发展前景。然而,无线网络数据传输过程中受空口质量的影响存在数据丢包的问题,这将对差动保护判断的正确性与响应的快速性产生一定的影响。为进一步提升5G通信技术下配电网分布式差动保护的性能,本发明提出一种适应5G无线通信数据丢包的配电网分布式差动保护方法。
发明内容
本发明提出的一种适应5G通信网络的配电网分布式差动保护方法及系统,可解决上述技术缺陷。
为实现上述目的,本发明采用了以下技术方案:
一种适应5G通信网络的配电网分布式差动保护方法,包括以下步骤:
步骤1):获取双侧配电站电流检测数据;
步骤2):选取采样时间相对同步的三相电流采样值集合;
步骤3):对异常采样值幅值优化;
步骤4):根据采样时刻对本地三相电流与对侧三相电流进行插值同步;然后根据本侧和对侧同一时刻对应的相同窗口长度内的同名相电流进行修正余弦系数计算;
步骤5):根据通信数据丢包率、采样通道误差及采样时刻偏差获取修正余弦系数与整定值的大小关系,来判断配电线路是否发生故障,并启动相应的保护措施。
进一步的,所述步骤1)获取双侧配电站电流检测数据,具体包括:
线路双侧配变电站均安装继电保护装置用于获取本地的三相电流采样值及采样时刻;
并通过移动信号接入设备(CPE)、配电终端单元(DTU)及基于5G通信网络获取对侧配电站的三相电流采样值及采样时刻;
其中,用于存储本地每相电流采样数据及采样时刻的本地数据缓冲区长度为2个电网周期,用于接收对侧每相电流采样数据及采样时刻的接收数据缓冲区长度为1个电网周期。
进一步的,所述步骤2)选取采样时间相对同步的三相电流采样值集合,具体包括:
根据接收数据缓冲区中数据得采样时间选取tstart为采样起始时间,以一个电网周期后的时间为采样结束时间tend;进而选取本地电流采样值起始时间和结束时间/>为保证双侧用于修正余弦计算的电流采样值相对同步,电流采样值的起始与结束时间满足:
和/>
其中,Tgrid为电流采样周期;
根据本地电流采样值起始时间和结束时间/>进一步确定参与修正余弦系数计算的三相电流采样值集合/> 确定参与修正余弦系数计算的对侧三相电流采样值集合和/>
进一步的,所述步骤3)对异常采样值幅值优化具体包括:
以采样微分预测法求取电流采样值的预测范围,即电流采样值的上边界与下边界,当采样值超出上边界时,取上边界替代;当采样值超出下边界的值,取下边界替代;
以微分预测法实现,以本地A相电流集合为例,对于任一采样值/>其数值的范围可以通过/>和/>来预测,令/>则有
其中,S为对于任一正弦波电流集合相邻微分比值最大值,即
进一步的,所述步骤4修正余弦系数计算具体包括:
对同步差值且异常点排除后的数据进行修正余弦相似度的计算,以对于某相电流的两个集合RL和R,其计算公式如下:
式中,Rij为集合RL和集合R同步采样时刻的公共采样集,为集合RL第i个采样时刻对应的本地电流采样值,Rjc为集合R中第j个采样时刻对应的接收电流采样值;/>为集合RL中所有电流采样值的均值;/>为集合R中所有电流采样值的均值。
进一步的,所述步骤5)根据整定值启动线路故障保护具体包括:
(1)保护主判据
理想情况下的修正余弦系数为-1;这里定于主保护判据为:
simB=-KlossKphaseKerror
其中,Kloss为因数据丢包引起保护判据变化的折算系数;Kphase为因采样时刻不一致引起保护判据变化的折算系数;Kphase为因采样通道误差引起保护判据变化的折算系数;
(2)排除空载与TA断线
空载条件下,无负荷电流流经线路两侧,TA端可检测到由母线流向线路的空载电容电流,可能会造成保护误动作;
利用线路参数基准电压,即可计算得到线路两侧的线路电流有效值因此基于修正余弦系数的差动保护在执行前需满足线路两端电流/>和/>满足:
其中,Krel为可靠性系数。
TA断线故障识别,需满足连续3个电流采样值接近0;在出现TA断线故障时,需谨防因电流波形变化引起的差动保护误动作;为排除TA断线故障引起差动保护故障,需延迟3个采样周期,进行下路故障保护判断;
(3)线路故障保护判断
如果A相、B相、C相中任一相电流的修正余弦系数大于保护整定值,则判断配电线路发生单相故障,故障相为相关系数大于整定值的那一相,继电保护装置发出跳开对应故障相断路器的指令;
如果A相、B相、C相中任一两相或者三相电流的相关系数大于整定值,则保护判定配电线路发生两相或三相故障,故障相为相关系数大于整定值的那两相或三相,继电保护装置发出跳开三相断路器的指令;
如果A相、B相、C相中任一两相或者三相电流的相关系数均小于整定值,则保护判定配电线路为发生故障,继电保护装置不发出跳闸指令。
另一方面,本发明还公开一种适应5G通信网络的配电网分布式差动保护系统,包括以下单元:
数据获取单元,用于获取双侧配电站电流检测数据;
选取采样集合单元,用于选取采样时间相对同步的三相电流采样值集合;
优化单元,用于对异常采样值幅值优化;
计算单元,用于修正余弦系数计算;
故障保护单元,用于根据整定值启动线路故障保护。
进一步的,所述数据获取单元包括安装在线路双侧配变电站的继电保护装置用于获取本地的三相电流采样值及采样时刻;以及通过移动信号接入设备(CPE)、配电终端单元(DTU)及基于5G通信网络获取对侧配电站的三相电流采样值及采样时刻。
由上述技术方案可知,本发明的适应5G通信网络的配电网分布式差动保护方法及系统,首先,双侧继电保护装置均可以测量本地的三相电流及采样时刻,并通过5G通信网络获取对侧三相电流及采样时刻;其次,双侧继电保护装置均可以根据微分预测,限制电流采样值的波动范围,进而优化异常数据的幅值;再次,在获取对侧三相电流后,可根据采样时刻对本地三相电流与对侧三相电流进行插值同步;然后,每套继电保护装置根据本侧和对侧同一时刻对应的相同窗口长度内的同名相电流进行修正余弦系数计算;最后,根据通信数据丢包率、采样通道误差及采样时刻偏差获取修正余弦系数与整定值的大小关系,来判断配电线路是否发生故障,并启动相应的保护措施。该方法可以为不同容量等级的配电线路提供一种适应5G通信网络的分布式差动保护。
本发明采用了修正余弦系数的计算配电线路双侧电流波形的相似度;与传统的电流幅值比较法、皮尔逊相关系数法、余弦系数法相比,修正余弦系数具有不受数据幅值与维度的影响、无需对数据进行归一化处理等特点。在处理基于无线通信网络的线路保护类问题时更有优势,能够满足工程需要,为配电网分布式故障保护提供一种新的思路。
附图说明
图1是本发明实施例配电线路保护装置安装与通信示意图;
图2是本发明分布式配电线路差动保护方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
5G作为即将普及的新一代无线通信技术,具有高带宽、高可靠、低时延等优点,将其应用于配电网的差动保护,为配电网的故障精确定位、隔离与恢复供电提供了新的发展前景。然而,无线网络数据传输过程中受空口质量的影响存在数据丢包的问题,这将对差动保护判断的可靠性与响应的快速性产生一定的影响。
本发明采用修正余弦系数具有识别准度高、不受数据幅值与维度的影响、无需对数据进行归一化处理等特点。修正余弦系数作为一种刻画数据相似程度的算法,可用于实现5G网络环境下配电线路的差动保护,以解决传统保护方法在应对日益复杂的配电线路与通信网络时出现的灵敏度下降,甚至误、拒动的适应性问题。
本实施例所述的适应5G通信网络的配电网分布式差动保护方法,包括以下步骤:
首先,双侧继电保护装置均可以测量本地的三相电流及采样时刻,并通过5G通信网络获取对侧三相电流及采样时刻;其次,双侧继电保护装置均可以根据微分预测,限制电流采样值的波动范围,进而优化异常数据的幅值;再次,在获取对侧三相电流后,可根据采样时刻对本地三相电流与对侧三相电流进行插值同步;然后,每套继电保护装置根据本侧和对侧同一时刻对应的相同窗口长度内的同名相电流进行修正余弦系数计算;最后,根据通信数据丢包率、采样通道误差及采样时刻偏差获取修正余弦系数与整定值的大小关系,来判断配电线路是否发生故障,并启动相应的保护措施。该方法可以为不同容量等级的配电线路提供一种适应5G通信网络的分布式差动保护。
具体步骤如下:
步骤1):获取双侧配电站电流检测数据
线路双侧配变电站均安装继电保护装置可获取本地的三相电流采样值及采样时刻;并通过移动信号接入设备(CPE)、配电终端单元(DTU)及基于5G通信网络获取对侧配电站的三相电流采样值及采样时刻。用于存储本地每相电流采样数据及采样时刻的本地数据缓冲区长度为2个电网周期,用于接收对侧每相电流采样数据及采样时刻的接收数据缓冲区长度为1个电网周期。
步骤2):选取采样时间相对同步的三相电流采样值集合
根据接收数据缓冲区中数据得采样时间选取tstart为采样起始时间,以一个电网周期后的时间为采样结束时间tend。进而选取本地电流采样值起始时间和结束时间/>为保证双侧用于修正余弦计算的电流采样值相对同步,电流采样值的起始与结束时间满足:
和/>
其中,Tgrid为电流采样周期。
根据本地电流采样值起始时间和结束时间/>可以进一步确定参与修正余弦系数计算的三相电流采样值集合/> 确定参与修正余弦系数计算的对侧三相电流采样值集合和/>
步骤3):异常采样值幅值优化
采样微分预测法求取电流采样值的预测范围,即电流采样值的上边界与下边界,当采样值超出上边界时,取上边界替代;当采样值超出下边界的值,取下边界替代。
微分预测法实现,以本地A相电流集合为例,对于任一采样值/>其数值的范围可以通过/>和/>来预测,令/>则有
其中,S为对于任一正弦波电流集合相邻微分比值最大值,即
步骤4):修正余弦系数计算对同步差值且异常点排除后的数据进行修正余弦相似度的计算,以对于某相电流的两个集合RL(本地)和R(接收),其计算公式如下:
式中,Rij为集合RL和集合R同步采样时刻的公共采样集,为集合RL第i个采样时刻对应的本地电流采样值,Rjc为集合R中第j个采样时刻对应的接收电流采样值。/>为集合RL中所有电流采样值的均值。/>为集合R中所有电流采样值的均值。
步骤5):根据整定值启动线路故障保护
(1)保护主判据
理想情况下的修正余弦系数为-1;这里定于主保护判据为:
simB=-KlossKphaseKerror
其中,Kloss为因数据丢包引起保护判据变化的折算系数;Kphase为因采样时刻不一致引起保护判据变化的折算系数;Kphase为因采样通道误差引起保护判据变化的折算系数;
(2)排除空载与TA断线
空载条件下,无负荷电流流经线路两侧,TA端可检测到由母线流向线路的空载电容电流,可能会造成保护误动作。本发明利用线路参数基准电压,即可计算得到线路两侧的线路电流有效值因此基于修正余弦系数的差动保护在执行前需满足线路两端电流/>和/>满足:
其中,Krel为可靠性系数。
TA断线故障识别,一般需满足连续3个电流采样值接近0。在出现TA断线故障时,需谨防因电流波形变化引起的差动保护误动作。为排除TA断线故障引起差动保护故障,需延迟3个采样周期,进行下路故障保护判断。
(3)线路故障保护判断
如果A相、B相、C相中任一相电流的修正余弦系数大于保护整定值,则判断配电线路发生单相故障,故障相为相关系数大于整定值的那一相,继电保护装置发出跳开对应故障相断路器的指令;
如果A相、B相、C相中任一两相或者三相电流的相关系数大于整定值,则保护判定配电线路发生两相或三相故障,故障相为相关系数大于整定值的那两相或三相,继电保护装置发出跳开三相断路器的指令;
如果A相、B相、C相中任一两相或者三相电流的相关系数均小于整定值,则保护判定配电线路为发生故障,继电保护装置不发出跳闸指令。
以下举例说明:
图1为5G通信网络下的配电网分布式差动保护装置安装与数据交互示意图,线路M、N侧均安装继电保护装置。该装置可对通过CT对三相电流进行采样;该装置可以通过控制安装侧断路器实现差动保护控制;该装置可通过配电终端单元(DTU)、移动信号接入设备(CPE),经5G通信网络基站,获取对侧继电保护装置的信息。M、N侧继电保护装置在交换信息时,均采用固定IP地址且长期在线。
图2为分布式配电线路差动保护流程图。下面将根据流程图描述继电保护装置实现分布式差动保护的过程。为进一步明确实施过程,这里设定电网频率为50Hz双侧电流采样频率为fKHz,采样周期T,5G网络通信延迟在10-15ms。差动保护计算数据的窗口长度为用于缓冲本地每相电流采样数据及采样时刻的本地缓冲区长度为/>用于接收对侧每相电流采样数据及采样时刻的接收缓冲区长度为/>差动保护算法的执行周期与采样周期相同,下述步骤均为单周期内单侧继电保护装置内部分布式算法的执行过程。
步骤1:获取本地三相电流采样值及采样时刻,将数值存入本地缓冲区;
步骤2:获取对侧三相电流采样值及采样时刻,将数值存入接收缓冲区;
步骤3:根据电流采样值,判断线路是否处于空载状态,以M侧为例:
如果M侧电流有效值大于空载电流有效值/>的Krel倍,则线路不是空载状态,跳转至步骤4;
如果M侧电流有效值小于空载电流有效值/>的Krel倍,则线路空载,跳转至步骤9;
步骤4:根据电流采样值判断本地TA是否存在断线的情形,以M侧为例:
如果连续3个采样周期内,存在某一相电流值持续为0的情况,则认为该相发生TA断线,启动TA断线保护,跳转至步骤9
如果连续3个采样周期内,不存在某一相电流持续为0的情况,则认为没有TA断线,跳转至步骤5.
步骤5:数据同步插值。
以接收缓冲区中存储的电流采样值及其对应的采样时刻为基准,获取起始采样时刻tstart与结束采样时刻内的所有电流采样值。假设选取出来的本地电流采样值起始时刻为/>和/>
根据和/>可确定本地缓冲区内电流采样起始时刻和结束时刻,进而确定参与差动保护计算的电流采样值。
步骤6:优化参与差动保护计算的异常电流采样值
采样微分预测法求取电流采样值的预测范围,即电流采样值的上边界与下边界,当采样值超出上边界时,取上边界替代;当采样值超出下边界的值,取下边界替代。
微分预测法实现,以本地A相电流集合为例,对于任一采样值/>其数值的范围可以通过/>和/>来预测,令/>则有
其中,S为对于任一正弦波电流集合相邻微分比值最大值,即
步骤7:进行修正余弦系数计算
对同步差值且异常点排除后的数据进行修正余弦相似度的计算,以对于某相电流的两个集合RL(本地)和R(接收),其计算公式如下:
可以得出A相、B相和C相的电流相关系数cosA、cosB和cosC
步骤8:差动保护判断。
设定一个电网周期内电流采样值的丢失个数为1,fk=1kHz时,则对应的平均丢包率为5%(实际5G网络通信传输丢包率约为0.1‰,远低于5%);设定采样数据同步时间误差为0.0005秒;设定采样通道噪声引起的采样偏差为5%。通过仿真计算三种情形下的最大修正余弦系数可以确定折算系数Kloss=0.97,Kloss=0.94,Kloss=0.95。因此,可以设定差动保护判据为:
cosset=-KlossKphaseKerror=-0.87
将A相、B相和C相的电流相关系数cosA、cosB、cosC分别与cosset进行比较,则可以判断出故障相,并采取相应的保护措施。如下:
如果A相、B相、C相中任一相电流的修正余弦系数大于保护整定值,则判断配电线路发生单相故障,故障相为相关系数大于整定值的那一相,继电保护装置发出跳开对应故障相断路器的指令;
如果A相、B相、C相中任一两相或者三相电流的相关系数大于整定值,则保护判定配电线路发生两相或三相故障,故障相为相关系数大于整定值的那两相或三相,继电保护装置发出跳开三相断路器的指令;
如果A相、B相、C相中任一两相或者三相电流的相关系数均小于整定值,则保护判定配电线路为发生故障,继电保护装置不发出跳闸指令。
步骤9:结束本周期内的算法流程。
由上可知,本发明实施例采用了修正余弦系数的计算配电线路双侧电流波形的相似度;与传统的电流幅值比较法、皮尔逊相关系数法、余弦系数法相比,修正余弦系数具有不受数据幅值与维度的影响、无需对数据进行归一化处理等特点。在处理基于无线通信网络的线路保护类问题时更有优势,能够满足工程需要,为配电网分布式故障保护提供一种新的思路。
另一方面,本发明还公开一种适应5G通信网络的配电网分布式差动保护系统,包括以下单元:
数据获取单元,用于获取双侧配电站电流检测数据;
选取采样集合单元,用于选取采样时间相对同步的三相电流采样值集合;
优化单元,用于对异常采样值幅值优化;
计算单元,用于修正余弦系数计算;
故障保护单元,用于根据整定值启动线路故障保护。
进一步的,所述数据获取单元包括安装在线路双侧配变电站的继电保护装置用于获取本地的三相电流采样值及采样时刻;以及通过移动信号接入设备(CPE)、配电终端单元(DTU)及基于5G通信网络获取对侧配电站的三相电流采样值及采样时刻。
可理解的是,本发明实施例提供的系统与本发明实施例提供的方法相对应,相关内容的解释、举例和有益效果可以参考上述方法中的相应部分。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种适应5G通信网络的配电网分布式差动保护方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1):获取双侧配电站电流检测数据;
步骤2):选取采样时间相对同步的三相电流采样值集合;
步骤3):对异常采样值幅值优化;
步骤4):根据采样时刻对本地三相电流与对侧三相电流进行插值同步;然后根据本侧和对侧同一时刻对应的相同窗口长度内的同名相电流进行修正余弦系数计算;
步骤5):根据通信数据丢包率、采样通道误差及采样时刻偏差获取修正余弦系数与整定值的大小关系,来判断配电线路是否发生故障,并启动相应的保护措施;
所述步骤1)获取双侧配电站电流检测数据,具体包括:
线路双侧配变电站均安装继电保护装置用于获取本地的三相电流采样值及采样时刻;
并通过移动信号接入设备CPE、配电终端单元DTU及基于5G通信网络获取对侧配电站的三相电流采样值及采样时刻;
其中,用于存储本地每相电流采样数据及采样时刻的本地数据缓冲区长度为2个电网周期,用于接收对侧每相电流采样数据及采样时刻的接收数据缓冲区长度为1个电网周期;
所述步骤2)选取采样时间相对同步的三相电流采样值集合,具体包括:
根据接收数据缓冲区中数据得采样时间选取为采样起始时间,以一个电网周期后的时间为采样结束时间/>;进而选取本地电流采样值起始时间/>和结束时间/>,为保证双侧用于修正余弦计算的电流采样值相对同步,电流采样值的起始与结束时间满足:
和/>
其中,为电流采样周期;
根据本地电流采样值起始时间和结束时间/>,进一步确定参与修正余弦系数计算的三相电流采样值集合/>、/>,确定参与修正余弦系数计算的对侧三相电流采样值集合、/>和/>
所述步骤3)对异常采样值幅值优化具体包括:
以采样微分预测法求取电流采样值的预测范围,即电流采样值的上边界与下边界,当采样值超出上边界时,取上边界替代;当采样值超出下边界的值,取下边界替代;
以微分预测法实现,以本地A相电流集合为例,对于任一采样值,其数值的范围可以通过/>和/>来预测,令/>,则有
其中,为对于任一正弦波电流集合/>相邻微分比值最大值,即
所述步骤4)具体包括:
对同步差值且异常点排除后的数据进行修正余弦相似度的计算,以对于某相电流的两个集合和/>,其计算公式如下:
式中, 为集合/>和集合/>同步采样时刻的公共采样集,/>为集合/>第i个采样时刻对应的本地电流采样值,/>为集合/>中第j个采样时刻对应的接收电流采样值;/>为集合/>中所有电流采样值的均值;/>为集合/>中所有电流采样值的均值;
所述步骤5)具体包括:
(1)保护主判据
理想情况下的修正余弦系数为-1;这里定于主保护判据为:
其中,为因数据丢包引起保护判据变化的折算系数;/>为因采样时刻不一致引起保护判据变化的折算系数;/>为因采样通道误差引起保护判据变化的折算系数;
(2)排除空载与TA断线
空载条件下,无负荷电流流经线路两侧,TA端可检测到由母线流向线路的空载电容电流,可能会造成保护误动作;
利用线路参数基准电压,即可计算得到线路两侧的线路电流有效值,因此基于修正余弦系数的差动保护在执行前需满足线路两端电流/>和/>满足:
,/>
其中,为可靠性系数;
TA断线故障识别,需满足连续3个电流采样值接近0;在出现TA断线故障时,需谨防因电流波形变化引起的差动保护误动作;为排除TA断线故障引起差动保护故障,需延迟3个采样周期,进行下路故障保护判断;
(3)线路故障保护判断
如果A相、B相、C相中任一相电流的修正余弦系数大于保护整定值,则判断配电线路发生单相故障,故障相为相关系数大于整定值的那一相,继电保护装置发出跳开对应故障相断路器的指令;
如果A相、B相、C相中任一两相或者三相电流的相关系数大于整定值,则保护判定配电线路发生两相或三相故障,故障相为相关系数大于整定值的那两相或三相,继电保护装置发出跳开三相断路器的指令;
如果A相、B相、C相中任一两相或者三相电流的相关系数均小于整定值,则保护判定配电线路为发生故障,继电保护装置不发出跳闸指令。
2.一种适应5G通信网络的配电网分布式差动保护系统用于实现权利要求1所述的适应5G通信网络的配电网分布式差动保护方法,其特征在于:包括以下单元:
数据获取单元,用于获取双侧配电站电流检测数据;
选取采样集合单元,用于选取采样时间相对同步的三相电流采样值集合;
优化单元,用于对异常采样值幅值优化;
计算单元,用于修正余弦系数计算;
故障保护单元,用于根据整定值启动线路故障保护。
3.根据权利要求2所述的一种适应5G通信网络的配电网分布式差动保护系统,包括以下单元:
所述数据获取单元包括安装在线路双侧配变电站的继电保护装置用于获取本地的三相电流采样值及采样时刻;以及通过移动信号接入设备CPE、配电终端单元DTU及基于5G通信网络获取对侧配电站的三相电流采样值及采样时刻。
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