CN113281609A - 基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法、系统及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法、系统及存储介质，其涉及配电网故障检测技术领域，其包括：使得配电网线路两端的时间同步；根据行波信号在配电网线路中的衰减变化，分析获取配电网线路中的线路分支点数量；向配电网线路两端输入行波信号并记录行波信号的初始幅值，行波信号到达故障点将进行全反射，根据线路分支点数量与配电网线路中的衰减系数对配电网线路两端的行波信号进行筛选，筛选出反射行波信号；根据配电网线路两端的行波检测装置接收到的反射行波信号，对配电网线路的故障点进行定位并指派维修人员进行维修。本申请具有对配电网线路中故障点的定位时间较短的效果。

Description

基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法、系统及存 储介质

技术领域

本申请涉及配电网故障检测技术领域，尤其是涉及一种基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法、系统及存储介质。

背景技术

配电网线路故障会造成对用户供电的中断，严重时还可能引发火灾，但人工排查故障点费时费力，快速准确的对故障进行定位可以有利于配电网线路的及时修复，减少故障造成的损失。

电力系统故障定位的方法主要有阻抗法和行波法两种，但阻抗法受故障电阻、线路负荷、互感器误差和电源参数等因素的影响较大，因此在实际应用中的效果不太理想，而行波法定位是根据波在传输线路上波阻抗不连续节点的反射特性来确定故障点的距离。现有技术中，行波法通常采用主动行波定位法，在波速已知的情况下，利用故障产生的初始行波和故障点反射波到达检测点的时间差来计算故障点的位置，或者人工从配电网线路的首端向配电网线路输入行波信号，再检测识别来自故障点的反射波，但由于部分配电网线路结构复杂，含有若干线路分支，反射波经过线路分支时会产生一定的干扰与幅值衰减，导致难以判断接收的反射波是否为输入行波信号的反射波，从而需要多次输入行波信号再对反射波进行分析并接收。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有故障点检测过程中可能需要多次输入行波信号进行故障点定位，从而容易导致定位时间较长造成故障产生的损失增大的缺陷。

发明内容

为了改善故障点检测过程中可能需要多次输入行波信号进行故障点定位，从而容易导致定位时间较长造成故障产生的损失增大的缺陷，本申请提供一种基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法、系统及存储介质。

第一方面，本申请提供的一种基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法，采用如下的技术方案：

一种基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法，包括：

使配电网线路两端保持时间同步；

采集配电网线路中的电流数据，基于配电网线路中的电流数据分析判断配电网线路的运行状态；

若配电网线路中的电流数据没有大幅波动，则判断配电网线路未故障，向配电网线路两端输入测算行波信号并记录测算行波信号的初始幅值，并在配电网线路两端分别采集测算行波信号，根据配电网线路未故障时测算行波信号经过配电网线路中不同线路分支点时幅值的衰减变化，分析获取配电网线路中的线路分支点数量信息，并将线路分支点数量信息标记编号，将线路分支点数量的编号以及相应配电网线路中的线路分支点数量信息上传至预设的第一数据库内；

若配电网线路中的电流数据出现大幅波动，则判断配电网线路出现故障，向配电网线路两端输入探查行波信号并记录探查行波信号的初始幅值，探查行波信号到达故障点将进行全反射，从第一数据库内以线路分支点数量编号作为查询对象，调取相应配电网线路中的线路分支点数量信息，并根据线路分支点数量与配电网线路中的衰减系数对配电网线路两端的行波信号进行筛选，筛选出配电网线路两端探查行波信号所对应的反射行波信号，同时分析获取配电网线路两端所接收到反射行波信号的时间差；

获取行波信号在配电网线路中的波速与配电网线路母线的总长度，基于配电网线路两端接收到反射行波信号的时间差、反射行波信号在配电网线路中的波速、配电网线路母线的总长度，分析获取故障点至配电网线路一端的距离，从而对配电网线路的故障点进行定位并指派维修人员进行维修。

通过采用上述技术方案，将配电网线路两端进行时间同步有利于减少时间不同步所带来的计算误差，由于配电网线路中的线路分支点会对行波信号产生信号干扰并导致行波信号的幅值衰减，且各个线路分支点对行波信号造成幅值衰减的衰减系数相同，因此可以通过获取配电网线路中的电流数据判断是否故障，并在未故障时测算出配电网线路中的线路分支点数量，若配电网线路发生故障则向配电网线路输入行波信号，再根据线路分支点数量进行筛选并确定配电网线路两端的反射行波信号，再根据双端行波测距计算公式测得故障点距离配电网线路母线端的距离，从而完成对故障点的定位。

可选的，使配电网线路两端保持时间同步的步骤如下：

使配电网线路两端均通过预设的第一时间同步系统与预设的第二时间同步系统无线联通于全球卫星导航系统；

获取配电网线路两端本地时间信息中的日期信息，分析判断本地时间信息中的日期信息的奇偶性；

若当前本地时间信息中的日期信息为奇数，通过第一时间同步系统获取全球卫星导航系统中的标准时间同步信号，并将标准时间同步信号进行解码处理，将第一时间同步系统解码处理后的标准时间同步至配电网线路两端的本地时间，当第一时间同步系统未能接收到全球卫星导航系统的标准时间同步信号时，由第二时间同步系统获取全球卫星导航系统中的标准时间同步信号，并将标准时间同步信号进行解码处理后同步至配电网线路两端的本地时间；

若当前本地时间信息中的日期信息为偶数，通过第二时间同步系统获取全球卫星导航系统中的标准时间同步信号，并将标准时间同步信号进行解码处理，将第二时间同步系统解码处理后的标准时间同步至配电网线路两端的本地时间，当第二时间同步系统未能接收到全球卫星导航系统的标准时间同步信号时，由第一时间同步系统获取全球卫星导航系统中的标准时间同步信号，并将标准时间同步信号进行解码处理后同步至配电网线路两端的本地时间。

通过采用上述技术方案，使用预设的第一时间同步系统与预设的第二时间同步系统无线联通于全球卫星导航系统，并通过时间同步系统获取全球卫星导航系统中的标准时间同步信号，再将标准时间同步信号进行解码处理后同步至配电网线路两端的本地时间，并且根据当前本地时间日期奇偶的不同，交替使用第一时间同步系统与第二时间同步系统，两个系统交替使用有利于延长两个系统的使用寿命，当其中一个时间同步系统未能进行同步时，还可以临时更换为另一个时间同步系统，以减少配电网线路两端时间不同步的可能。

可选的，根据配电网线路未故障时测算行波信号经过配电网线路中不同线路分支点时幅值的衰减变化，分析获取配电网线路中的线路分支点数量信息的步骤如下：

记录配电网线路两端所发射的测算行波信号的初始幅值，接收配电网线路两端的测算行波信号并记录接收后测算行波信号的最终幅值；

获取行波信号经过配电网线路中线路分支点后进行幅值衰减的衰减系数，基于衰减系数分析测算行波信号经过配电网线路后的幅值变化，分析获取配电网线路中线路分支点的数量。

通过采用上述技术方案，当配电网线路未故障时向配电网线路两端输入测算行波信号，然后接收测算行波信号，记录测算行波信号的初始幅值与最终幅值，再获取行波信号经过配电网线路中的线路分支点后进行幅值衰减的衰减系数，由于幅值衰减具有一定规律，因此可以通过测算行波信号的幅值变化在配电网线路未故障时提前计算出配电网线路中线路分支点的数量。

可选的，基于衰减系数分析测算行波信号经过配电网线路后的幅值变化，分析获取配电网线路中线路分支点的数量的步骤如下：

应用预先构建的测算行波信号采集时间计算公式计算出配电网线路另一端采集配电网线路中测算行波信号的时间，预先构建的测算行波信号采集时间计算公式具体如下：

，其中T为测算行波信号采集时间，X_L为配电网线路总长度，v_k为行波信号波速，当向配电网线路其中一端输入测算行波信号后，经过T时间于配电网线路另一端采集测算行波信号并记录最终幅值；

应用预先构建的配电网线路的线路分支点数量计算公式计算出配电网线路的线路分支点数量，预先构建的配电网线路的线路分支点数量计算公式具体如下：

，其中P为配电网线路的线路分支点数量，F₀为测算行波信号的最终幅值，F₁为测算行波信号的初始幅值，K为行波信号在经过线路分支点时幅值的衰减系数。

通过采用上述技术方案，由于各个线路分支点对行波信号造成幅值衰减的衰减系数相同，因此在配电网线路一端输入测算行波信号并记录初始幅值，再根据配电网线路总长度和行波信号波速计算出在另一端接收测算行波信号的较为精确的时间，然后再根据接收时间在另一端接收测算行波信号并记录经过衰减后的最终幅值，根据固定的衰减系数、初始幅值、最终幅值即可计算出配电网线路中所有线路分支点的数量。

可选的，根据线路分支点数量与配电网线路中的衰减系数对配电网线路两端的行波信号进行筛选，筛选出配电网线路两端探查行波信号所对应的反射行波信号的步骤如下：

当向配电网线路两端输入探查行波信号后，采集配电网线路两端的所有未知行波信号并记录所有未知行波信号的幅值；

将所有未知行波信号进行初步筛选并筛选出疑似反射行波信号；

对初步筛选后的疑似反射行波信号做进一步判断，应用预先构建的探查行波信号所对应的反射行波信号判断方程组并依次分别代入初步筛选后的疑似反射行波信号的幅值判断配电网线路两端探查行波信号所对应的反射行波信号，预先构建的探查行波信号所对应的反射行波信号判断方程组具体如下：

，其中f_a为配电网线路其中一端所采集的疑似反射行波信号幅值，n为故障点与f_a所对应配电网线路一端之间的线路分支点数量，f_b为配电网线路另一端所采集的疑似反射行波信号幅值，m为故障点与f_b所对应配电网线路一端之间的线路分支点数量，f_c为两端探查行波信号的初始幅值之和，K为行波信号在经过线路分支点时幅值的衰减系数，P为配电网线路的线路分支点数量；

若配电网两端分别采集的一组疑似反射行波信号幅值不满足探查行波信号所对应的反射行波信号判断方程组，则排除本组行波信号；

若配电网两端分别采集的一组疑似反射行波信号幅值满足探查行波信号所对应的反射行波信号判断方程组，则该组行波信号为探查行波信号所对应的反射行波信号。

通过采用上述技术方案，由于探查行波信号在反射过程中容易受到线路分支点或其他干扰，因此难以直接判断到达两端的行波信号是否为探查行波信号对应的反射行波信号，所以在输入探查行波信号行波信号之后采集所有未知行波信号，并从所有未知行波信号中筛选出疑似反射行波信号，再根据探查行波信号传输过程中受到线路分支点干扰的幅值衰减特性与线路分支点的数量，即可推测判断出所需要的探查行波信号所对应的反射行波信号。

可选的，将所有未知行波信号进行初步筛选并筛选出疑似反射行波信号的步骤如下：

向配电网线路两端输入探查行波信号的同时采集探查行波信号的波形特征信息，并将探查行波信号标记编号，将探查行波信号的编号以及相应探查行波信号的波形特征信息均上传至预设的第二数据库内；

采集所有未知行波信号的波形特征信息，从第二数据库内以探查行波信号编号作为查询对象，获取相应编号探查行波信号的波性特征信息；

将所有未知行波信号的波形特征信息与第二数据库内探查行波信号的波形特征信息进行比对，将所有未知行波信号中波形特征与第二数据库内探查行波信号波形特征相似的未知行波信号列为疑似反射行波信号。

通过采用上述技术方案，提取探查行波信号与所有未知行波信号的波形特征，比对所有未知行波信号的波形特征与探查行波信号的波形特征，将波形特征相似的未知行波信号划分为疑似反射行波信号。

第二方面，本申请提供一种基于多采样点的配电网故障的主动行波定位系统，采用如下的技术方案：

包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，该程序能够被处理器加载执行时实现如上述权利要求中任一项所述的一种基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法。

通过采用上述技术方案，通过程序的调取，可以测量出配电网线路中的线路分支点数量，再根据线路分支点数量确定配电网线路两端的反射行波信号，再根据双端行波测距计算公式测得故障点距离双端行波检测装置的距离，从而完成对故障点的定位。

第三方面，本申请提供一种计算机存储介质，采用如下的技术方案：

包括能够被处理器加载执行时实现如上述权利要求中任一项所述的一种基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法的程序。

通过采用上述技术方案，通过程序的调取，可以测量出配电网线路中的线路分支点数量，再根据线路分支点数量确定配电网线路两端的反射行波信号，再根据双端行波测距计算公式测得故障点距离双端行波检测装置的距离，从而完成对故障点的定位。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.由于配电网线路中的线路分支点会对行波信号产生信号干扰并导致行波信号的幅值衰减，且各个线路分支点对行波信号造成幅值衰减的衰减系数相同，因此可以测量出配电网线路中的线路分支点数量，再根据线路分支点数量确定配电网线路两端的反射行波信号，再根据双端行波测距计算公式测得故障点距离配电网线路母线端的距离，从而完成对故障点的定位。

2.由于行波信号在线路传输中受到线路分支点与其他干扰，因此难以直接判断到达两端的行波信号是否为反射行波信号，输入行波信号之后采集所有未知行波信号，并从未知行波信号中筛选出疑似反射行波信号，再根据行波信号传输过程中受到线路分支点干扰的幅值衰减特性与线路分支点的数量，即可推测判断出反射行波信号。

附图说明

图1是本申请实施例中基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法的整体流程图。

图2是图1中S100子步骤的流程示意图。

图3是图1中S3A00子步骤的流程示意图。

图4是图3中S3A20子步骤的流程示意图。

图5是图1中S3B00子步骤的流程示意图。

图6是图5中S3B20子步骤的流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

参照图1，为本申请公开的一种基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法，包括步骤S100、步骤S200、步骤S3A00、步骤S3B00和步骤S400，其中步骤S3A00与S3B00为并行步骤。

步骤S100，使配电网线路两端保持时间同步。

参照图2，具体的，步骤S100可划分为步骤S110、步骤S120、步骤、S12A和步骤S12B，其中步骤S12A与步骤S12B为并行步骤。

步骤S110，使配电网线路两端均通过预设的第一时间同步系统与预设的第二时间同步系统无线联通于全球卫星导航系统。

具体的，第一时间同步系统与第二时间同步系统均可以采用GPS天线与全球卫星导航系统进行无线联通。

步骤S120，获取配电网线路两端本地时间信息中的日期信息，分析判断本地时间信息中的日期信息的奇偶性。

具体的，分别调取配电网线路两端控制系统中的本地时间信息，并从本地时间信息中抽取出日期信息，判断日期信息的奇偶，若日期信息为奇数，执行S12A；若日期信息为偶数，执行S12B。

步骤S12A，通过第一时间同步系统获取全球卫星导航系统中的标准时间同步信号，并将标准时间同步信号进行解码处理，将第一时间同步系统解码处理后的标准时间同步至配电网线路两端的本地时间，当第一时间同步系统未能接收到全球卫星导航系统的标准时间同步信号时，由第二时间同步系统获取全球卫星导航系统中的标准时间同步信号，并将标准时间同步信号进行解码处理后同步至配电网线路两端的本地时间。

具体的，第一时间同步系统可以通过GPS天线获取全球卫星导航系统中的标准时间同步信号，再可以通过解码器对标准时间同步信号进行解码，再将解码处理后的标准时间信息传输至配电网线路两端的控制系统内，同时将标准时间更新至控制系统内的本地时间，若第一时间同步系统与全球卫星导航系统中断连接，则启用第二时间同步系统进行接收。

步骤S12B，过第二时间同步系统获取全球卫星导航系统中的标准时间同步信号，并将标准时间同步信号进行解码处理，将第二时间同步系统解码处理后的标准时间同步至配电网线路两端的本地时间，当第二时间同步系统未能接收到全球卫星导航系统的标准时间同步信号时，由第一时间同步系统获取全球卫星导航系统中的标准时间同步信号，并将标准时间同步信号进行解码处理后同步至配电网线路两端的本地时间。

具体的，第二时间同步系统可以通过GPS天线获取全球卫星导航系统中的标准时间同步信号，再可以通过解码器对标准时间同步信号进行解码，再将解码处理后的标准时间信息传输至配电网线路两端的控制系统内，同时将标准时间更新至控制系统内的本地时间，若第二时间同步系统与全球卫星导航系统中断连接，则启用第一时间同步系统进行接收。

步骤S200，采集配电网线路中的电流数据，基于配电网线路中的电流数据分析判断配电网线路的运行状态。

具体的，通过配电网电容电流测试仪实时测量配电网线路中的电流，若配电网线路中的电流没有大幅波动，则执行步骤S3A00，若配电网线路中的电流数据出现大幅波动，则执行步骤S3B00。

步骤S3A00，判断配电网线路未故障，向配电网线路两端输入测算行波信号并记录测算行波信号的初始幅值，并在配电网线路两端分别采集测算行波信号，根据配电网线路未故障时测算行波信号经过配电网线路中不同线路分支点时幅值的衰减变化，分析获取配电网线路中的线路分支点数量信息，并将线路分支点数量信息标记编号，将线路分支点数量的编号以及相应配电网线路中的线路分支点数量信息上传至预设的第一数据库内。

参照图3，具体的，步骤S3A00中根据配电网线路未故障时测算行波信号经过配电网线路中不同线路分支点时幅值的衰减变化，分析获取配电网线路中的线路分支点数量信息可以划分为步骤S3A10和步骤S3A20。

步骤S3A10，记录配电网线路两端所发射的测算行波信号的初始幅值，接收配电网线路两端的测算行波信号并记录接收后测算行波信号的最终幅值。

具体的，操作人员可以通过手动方式导通断路器，由配电网线路一端产生暂态行波作为测算行波信号输入至配电网线路中，并通过示波器测量并记录测算行波信号的初始幅值和最终幅值。

步骤S3A20，获取行波信号经过配电网线路中线路分支点后进行幅值衰减的衰减系数，基于衰减系数分析测算行波信号经过配电网线路后的幅值变化，分析获取配电网线路中线路分支点的数量。

参照图4，具体的，步骤S3A20中基于衰减系数分析测算行波信号经过配电网线路后的幅值变化，分析获取配电网线路中线路分支点的数量可以划分为步骤S3A21和步骤S3A22。

步骤S3A21，应用预先构建的测算行波信号采集时间计算公式计算出配电网线路另一端采集配电网线路中测算行波信号的时间，预先构建的测算行波信号采集时间计算公式具体如下：

，其中T为测算行波信号采集时间，X_L为配电网线路总长度，v_k为行波信号波速，当向配电网线路其中一端输入测算行波信号后，经过T时间于配电网线路另一端采集测算行波信号并记录最终幅值。

具体的，根据配电网线路建成时的施工资料获取配电网线路两端之间的总长度，并通过波速检测仪检测配电网线路中行波信号的波速，再通过总长度与波速相除得到行波信号从配电网线路一端传输至另一端的时间，举例来说，假设配电网线路总长度X_L为1500KM，行波信号波速v_k为150m/ms，则根据公式

计算得出T为10S。

步骤S3A22，应用预先构建的配电网线路的线路分支点数量计算公式计算出配电网线路的线路分支点数量，预先构建的配电网线路的线路分支点数量计算公式具体如下：

，其中P为配电网线路的线路分支点数量，F₀为测算行波信号的最终幅值，F₁为测算行波信号的初始幅值，K为行波信号在经过线路分支点时幅值的衰减系数。

具体的，可以在配电网线路未故障时在配电网线路中的首端与靠近首端的第一个线路分支点之间接入若干测试分支线路，然后在配电网线路中远离首端的测试分支线路与靠近首端的第一个线路分支点之间安装测量行波检测装置，向配电网线路的首端输入测量行波信号并记录测量行波信号的初始幅值，在配电网线路另一端接收测量行波信号并记录最终幅值，构建如下公式

可以计算出行波信号在经过线路分支点时幅值的衰减系数，其中K为行波信号在经过线路分支点时幅值的衰减系数，n为测试分支线路的个数，f₁为测量行波信号的最终幅值，f₀为测量行波信号的初始幅值。

根据行波信号经过线路分支点时幅值的衰减系数、配电网线路的线路分支点数量和行波信号的初始幅值，可以设立公式

求得行波信号的最终幅值，当已知测算行波信号的初始幅值和最终幅值、衰减系数时，可以将公式进行变形得到配电网线路的线路分支点数量计算公式，从而可以求得配电网线路的线路分支点数量。

举例来说，假设在配电网线路中设置2个测试分支线路点，输入的测量行波信号的初始幅值为20，接收到的测量行波信号的最终幅值为5，则根据公式

计算出行波信号在经过线路分支点时幅值的衰减系数K为2，假设输入的测算行波信号的初始幅值为512，接收到的测算行波信号的最终幅值为2，则根据公式

计算出配电网线路的线路分支点数量P为8个。

步骤S3B00，判断配电网线路出现故障，向配电网线路两端输入探查行波信号，探查行波信号到达故障点将进行全反射，根据线路分支点数量与配电网线路中的衰减系数对配电网线路两端的行波信号筛选出反射行波信号，同时分析获取配电网线路两端所接收到反射行波信号的时间差。

具体的，若配电网线路中出现断路，则将检测到配电网线路中的电流急剧下降，若配电网线路中出现短路，则将检测到配电网线路中的电流急剧上升，因此配电网线路中的电流数据出现大幅波动即可判断配电网线路出现故障，操作人员可以通过手动方式导通断路器，由配电网线路一端产生暂态行波作为探查行波信号输入至配电网线路中，由于探查行波信号到达故障点将进行全反射，因此可以根据线路分支点数量与配电网线路中的衰减系数对配电网线路两端的行波信号筛选出反射行波信号，并分别记录配电网线路两端接收到反射行波信号时的本地时间，通过两端接收到反射行波信号的本地时间计算出配电网线路两端所接收到反射行波信号的时间差。

参照图5，具体的，步骤S3B00中根据线路分支点数量与配电网线路中的衰减系数对配电网线路两端的行波信号进行筛选，筛选出配电网线路两端探查行波信号所对应的反射行波信号可以划分为步骤S3B10、步骤S3B20、步骤S3B30、步骤S3B3A和步骤S3B3B，其中步骤S3B3A与步骤S3B3B为并行步骤。

步骤S3B10，当向配电网线路两端输入探查行波信号后，采集配电网线路两端的所有未知行波信号并记录所有未知行波信号的幅值。

步骤S3B20，将所有未知行波信号进行初步筛选并筛选出疑似反射行波信号。

参照图6，具体的，步骤S3B20可以划分为步骤S3B21至步骤S3B23。

步骤S3B21，向配电网线路两端输入探查行波信号的同时采集探查行波信号的波形特征信息，并将探查行波信号标记编号，将探查行波信号的编号以及相应探查行波信号的波形特征信息均上传至预设的第二数据库内。

具体的，操作人员可以通过手动方式导通断路器，由配电网线路两端产生暂态行波作为探查行波信号输入至配电网线路中，然后可以使用MATLAB并通过现有技术中的公知程序提取探查行波信号中的波形特征，再将探查行波信号的波形特征上传至预设的第二数据库内。

步骤S3B22，采集所有未知行波信号的波形特征信息，从第二数据库内以探查行波信号编号作为查询对象，获取相应编号探查行波信号的波性特征信息。

具体的，可以使用行波检测装置将配电网线路发生故障后到达配电网线路两端的所有未知行波信号进行采集，并可以使用MATLAB并通过现有技术中的公知程序提取所有未知行波信号的波形特征。

步骤S3B23，将所有未知行波信号的波形特征信息与第二数据库内探查行波信号的波形特征信息进行比对，将所有未知行波信号中波形特征与第二数据库内探查行波信号波形特征相似的未知行波信号列为疑似反射行波信号。

具体的，将未知行波信号的波形特征与探查行波信号的波性特征进行重合比对，若相似度超过70%则将该未知行波信号标记为疑似反射行波信号。

步骤S3B30，依次分析判断初步筛选后的每组疑似反射行波信号是否满足探查行波信号所对应的反射行波信号判断方程，若不满足判断方程则执行步骤S3B3A，若满足判断方程则执行步骤S3B3B。

具体的，由于两端疑似反射行波信号的幅值之和与两端探查行波信号经过若干线路分支点后的幅值之和相等，且故障点两侧的线路分支点之和与配电网线路的线路分支点总数量相等，因此可以设立探查行波信号所对应的反射行波信号判断方程组，具体如下：

，其中f_a为配电网线路其中一端所采集的疑似反射行波信号幅值，n为故障点与f_a所对应配电网线路一端之间的线路分支点数量，f_b为配电网线路另一端所采集的疑似反射行波信号幅值，m为故障点与f_b所对应配电网线路一端之间的线路分支点数量，f_c为探查行波信号的初始幅值，K为行波信号在经过线路分支点时幅值的衰减系数，P为配电网线路的线路分支点数量。

举例来说，假设配电网线路的线路分支点数量P为8个，n设为3，m设为5，探查行波信号的初始幅值f_c设为160，此时n、m、P三个参数满足n+m=P这一方程，若配电网线路两端分别采集到的两个疑似反射行波信号幅值分别为10和20，代入方程

得出等式两边不成立，则该组疑似反射行波信号不满足判断方程组，若配电网线路两端分别采集到的两个疑似反射行波信号幅值分别为4和6，代入方程

得出等式两边成立，则该组疑似反射行波信号满足判断方程组。

步骤S3B3A，排除本组疑似反射行波信号。

具体的，将不满足判断方程的疑似反射行波信号的记录进行删除处理。

步骤S3B3B，判断该组疑似反射行波信号为探查行波信号所对应的反射行波信号，执行步骤S400。

步骤S400，获取行波信号在配电网线路中的波速与配电网线路母线的总长度，基于配电网线路两端接收到反射行波信号的时间差、反射行波信号在配电网线路中的波速、配电网线路母线的总长度，分析获取故障点至配电网线路一端的距离，从而对配电网线路的故障点进行定位并指派维修人员进行维修。

具体的，根据双端行波测距法设立故障点距离计算公式，具体如下：

，其中L为故障点距配电网较远一端的距离，t₂为反射行波信号到达配电网较远一端的时间，t₁为反射行波信号到达配电网较近一端的时间，从而可以计算出故障点的具体位置，并通过GPS对故障点进行定位，然后将定位信息通过信息形式发送给需要指派的维修人员，举例来说，假设配电网线路总长度X_L为1500KM，行波信号波速v_k为150m/ms，反射行波信号到达配电网较远一端的时间t₂为6S，反射行波信号到达配电网较近一端的时间t₁为4S，则根据公式

计算得出故障点距配电网较远一端的距离L为60KM。

本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，包括能够被处理器加载执行时实现如图1-图6任一种方法的程序。

所述计算机可读存储介质例如包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

基于同一发明构思，本发明实施例提供一种基于物联网的智慧环卫管理系统，包括存储器、处理器，存储器上存储有可在所述处理器上运行实现如图1至图6任一种方法的程序。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法，其特征在于，包括：

使配电网线路两端保持时间同步；

采集配电网线路中的电流数据，基于配电网线路中的电流数据分析判断配电网线路的运行状态；

若配电网线路中的电流数据没有大幅波动，则判断配电网线路未故障，向配电网线路两端输入测算行波信号并记录测算行波信号的初始幅值，并在配电网线路两端分别采集测算行波信号，根据配电网线路未故障时测算行波信号经过配电网线路中不同线路分支点时幅值的衰减变化，分析获取配电网线路中的线路分支点数量信息，并将线路分支点数量信息标记编号，将线路分支点数量的编号以及相应配电网线路中的线路分支点数量信息上传至预设的第一数据库内；

若配电网线路中的电流数据出现大幅波动，则判断配电网线路出现故障，向配电网线路两端输入探查行波信号并记录探查行波信号的初始幅值，探查行波信号到达故障点将进行全反射，从第一数据库内以线路分支点数量编号作为查询对象，调取相应配电网线路中的线路分支点数量信息，并根据线路分支点数量与配电网线路中的衰减系数对配电网线路两端的行波信号进行筛选，筛选出配电网线路两端探查行波信号所对应的反射行波信号，同时分析获取配电网线路两端所接收到反射行波信号的时间差；

获取行波信号在配电网线路中的波速与配电网线路母线的总长度，基于配电网线路两端接收到反射行波信号的时间差、反射行波信号在配电网线路中的波速、配电网线路母线的总长度，分析获取故障点至配电网线路一端的距离，从而对配电网线路的故障点进行定位并指派维修人员进行维修。

2.根据权利要求1所述的一种基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法，其特征在于，使配电网线路两端保持时间同步的步骤如下：

使配电网线路两端均通过预设的第一时间同步系统与预设的第二时间同步系统无线联通于全球卫星导航系统；

获取配电网线路两端本地时间信息中的日期信息，分析判断本地时间信息中的日期信息的奇偶性；

若当前本地时间信息中的日期信息为奇数，通过第一时间同步系统获取全球卫星导航系统中的标准时间同步信号，并将标准时间同步信号进行解码处理，将第一时间同步系统解码处理后的标准时间同步至配电网线路两端的本地时间，当第一时间同步系统未能接收到全球卫星导航系统的标准时间同步信号时，由第二时间同步系统获取全球卫星导航系统中的标准时间同步信号，并将标准时间同步信号进行解码处理后同步至配电网线路两端的本地时间；

若当前本地时间信息中的日期信息为偶数，通过第二时间同步系统获取全球卫星导航系统中的标准时间同步信号，并将标准时间同步信号进行解码处理，将第二时间同步系统解码处理后的标准时间同步至配电网线路两端的本地时间，当第二时间同步系统未能接收到全球卫星导航系统的标准时间同步信号时，由第一时间同步系统获取全球卫星导航系统中的标准时间同步信号，并将标准时间同步信号进行解码处理后同步至配电网线路两端的本地时间。

3.根据权利要求1所述的一种基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法，其特征在于，根据配电网线路未故障时测算行波信号经过配电网线路中不同线路分支点时幅值的衰减变化，分析获取配电网线路中的线路分支点数量信息的步骤如下：

记录配电网线路两端所发射的测算行波信号的初始幅值，接收配电网线路两端的测算行波信号并记录接收后测算行波信号的最终幅值；

获取行波信号经过配电网线路中线路分支点后进行幅值衰减的衰减系数，基于衰减系数分析测算行波信号经过配电网线路后的幅值变化，分析获取配电网线路中线路分支点的数量。

4.根据权利要求3所述的一种基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法，其特征在于，基于衰减系数分析测算行波信号经过配电网线路后的幅值变化，分析获取配电网线路中线路分支点的数量的步骤如下：

应用预先构建的测算行波信号采集时间计算公式计算出配电网线路另一端采集配电网线路中测算行波信号的时间，预先构建的测算行波信号采集时间计算公式具体如下：

，其中T为测算行波信号采集时间，X_L为配电网线路总长度，v_k为行波信号波速，当向配电网线路其中一端输入测算行波信号后，经过T时间于配电网线路另一端采集测算行波信号并记录最终幅值；

应用预先构建的配电网线路的线路分支点数量计算公式计算出配电网线路的线路分支点数量，预先构建的配电网线路的线路分支点数量计算公式具体如下：

，其中P为配电网线路的线路分支点数量，F₀为测算行波信号的最终幅值，F₁为测算行波信号的初始幅值，K为行波信号在经过线路分支点时幅值的衰减系数。

5.根据权利要求1所述的一种基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法，其特征在于，根据线路分支点数量与配电网线路中的衰减系数对配电网线路两端的行波信号进行筛选，筛选出配电网线路两端探查行波信号所对应的反射行波信号的步骤如下：

当向配电网线路两端输入探查行波信号后，采集配电网线路两端的所有未知行波信号并记录所有未知行波信号的幅值；

将所有未知行波信号进行初步筛选并筛选出疑似反射行波信号；

对初步筛选后的疑似反射行波信号做进一步判断，应用预先构建的探查行波信号所对应的反射行波信号判断方程组并依次分别代入初步筛选后的疑似反射行波信号的幅值判断配电网线路两端探查行波信号所对应的反射行波信号，预先构建的探查行波信号所对应的反射行波信号判断方程组具体如下：

，其中f_a为配电网线路其中一端所采集的疑似反射行波信号幅值，n为故障点与f_a所对应配电网线路一端之间的线路分支点数量，f_b为配电网线路另一端所采集的疑似反射行波信号幅值，m为故障点与f_b所对应配电网线路一端之间的线路分支点数量，f_c为两端探查行波信号的初始幅值之和，K为行波信号在经过线路分支点时幅值的衰减系数，P为配电网线路的线路分支点数量；

若配电网两端分别采集的一组疑似反射行波信号幅值不满足探查行波信号所对应的反射行波信号判断方程组，则排除本组行波信号；

若配电网两端分别采集的一组疑似反射行波信号幅值满足探查行波信号所对应的反射行波信号判断方程组，则该组行波信号为探查行波信号所对应的反射行波信号。

6.根据权利要求5所述的一种基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法，其特征在于，将所有未知行波信号进行初步筛选并筛选出疑似反射行波信号的步骤如下：

向配电网线路两端输入探查行波信号的同时采集探查行波信号的波形特征信息，并将探查行波信号标记编号，将探查行波信号的编号以及相应探查行波信号的波形特征信息均上传至预设的第二数据库内；

采集所有未知行波信号的波形特征信息，从第二数据库内以探查行波信号编号作为查询对象，获取相应编号探查行波信号的波性特征信息；

将所有未知行波信号的波形特征信息与第二数据库内探查行波信号的波形特征信息进行比对，将所有未知行波信号中波形特征与第二数据库内探查行波信号波形特征相似的未知行波信号列为疑似反射行波信号。

7.一种基于多采样点的配电网故障的主动行波定位系统，其特征在于：包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，该程序能够被处理器加载执行时实现如上述权利要求中任一项所述的一种基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法。

8.一种计算机存储介质，其特征在于：包括能够被处理器加载执行时实现如上述权利要求中任一项所述的一种基于多采样点的配电网故障的主动行波定位方法的程序。

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