CN114002557A - 一种基于物联网的配电网故障检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于物联网的配电网故障检测方法及系统，所述方法包括：获取配电网的拓扑结构及节点数据，通过节点数据和故障状态矩阵，定位配电网发生故障的故障点，其中，在配电网中设置多个主控点和测控点，所述主控点和测控点采用拓扑结构连接，在配电网的第一级综合配电箱和配电网络电缆分支箱中设置断路器。本发明提供的配电网故障定位的方法，在配电网发生故障的情况下，配电网中的任一测控点均可以建立故障状态矩阵，在通过故障状态矩阵和常态矩阵的运算结果以及配电箱的运行状态就可以定位配电网发生故障的故障点，相比于现有的故障定位方法更加快速、准确。
Description
技术领域
本发明涉及物联网配电技术领域，尤其涉及一种基于物联网的配电网故障检测方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
物联网配电，通过配电设备的全面互联、互通、互操作实现配电网的全面感知、数据融合和智能应用，满足配电网精益化管理，支撑能源互联网发展，是新一代的配电网。具有终端即插即用、设备广泛互联，状态全面感知，应用模式升级，业务快速迭代、资源高效利用的特点。
目前的配电网的接地方式中，存在着发生单相永久接地故障时，很难确认是哪一条线路故障的问题，因故障会引起非接地相电压的升高，而且间歇性弧光接地可能引起电弧过电压，对系统绝缘有威胁，较长时间运行可能会引起接地绝缘击穿发生相间故障。因此需尽快确定故障线路，排除故障。
但是目前已有的配电网故障检测和定位的故障指示器或传感器，故障报警启动元件不合理，大部分都是采用电场突变启动或相电流扰动的方式；且不同厂商、不同类型的故指、传感器所采用的判决算法都不一样，主站或云平台必须针对每种类型都单独部署一套算法，难以维护，实际运行效果极差。
因此亟需一种基于物联网的配电网故障检测方法及系统。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种基于物联网的配电网故障检测方法及系统，本发明能够快速准确地定位配电网故障位置。
根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：
一种基于物联网的配电网故障检测方法，包括：
获取配电网的拓扑结构及节点数据；
通过节点数据和故障状态矩阵，定位配电网发生故障的故障点；
其中，配电网中设置有主控点和多个测控点，所述主控点和多个测控点采用拓扑结构连接。
进一步地，在配电网的第一级综合配电箱和配电网络电缆分支箱中设置断路器。
进一步地，通过通信控制终端获取本配电箱或分支箱中断路器的状态，通信控制终端与上位机有通信连接，断路器的状态通过通信控制终端上传给上位机。
进一步地，所述定位配电网发生故障的故障点，包括，通过判断断路器的状态和动作，得出故障线路。
进一步地，所述多个测控点通过所述故障状态矩阵和常态矩阵的运算结果，定位所述故障线路上发生故障的故障点。
进一步地，所述定位配电网发生故障的故障点，还包括，所述多个测控点对所述故障状态矩阵与所述常态矩阵进行求和运算，得到故障判断矩阵。
进一步地，根据得出的故障线路，所述多个测控点利用所述故障判断矩阵和故障定位公式，定位所述故障线路中发生故障的故障点。
进一步地，还包括定位故障是否发生在所述配电网的末端测控点。
一种基于物联网的配电网故障检测系统，包括：
传感器，用于获取配电网的拓扑结构及节点数据；
断路器，设置于配电网的第一级综合配电箱和配电网络电缆分支箱中。
进一步地，所述断路器通过通信控制终端将断路器的状态上传给上位机，进而得出故障路径。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的配电网故障定位的方法，在配电网发生故障的情况下，配电网中的任一测控点均可以建立故障状态矩阵，在通过故障状态矩阵和常态矩阵的运算结果以及配电箱的运行状态就可以定位配电网发生故障的故障点，相比于现有的故障定位方法更加快速、准确。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是本实施例的流程图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1.
如图1所示，一种基于物联网的配电网故障检测方法，包括：
获取配电网的拓扑结构及节点数据；
通过节点数据和故障状态矩阵，定位配电网发生故障的故障点；
其中，配电网中设置有主控点和多个测控点，所述主控点和多个测控点采用拓扑结构连接。
在配电网的第一级综合配电箱和配电网络电缆分支箱中设置断路器。
通过通信控制终端获取本配电箱或分支箱中断路器的状态，通信控制终端与上位机有通信连接，断路器的状态通过通信控制终端上传给上位机。
所述定位配电网发生故障的故障点，包括，通过判断断路器的状态和动作，得出故障线路。
所述多个测控点通过所述故障状态矩阵和常态矩阵的运算结果，定位所述故障线路上发生故障的故障点。
所述定位配电网发生故障的故障点，还包括，所述多个测控点对所述故障状态矩阵与所述常态矩阵进行求和运算，得到故障判断矩阵。
根据得出的故障线路，所述多个测控点利用所述故障判断矩阵和故障定位公式，定位所述故障线路中发生故障的故障点。
还包括定位故障是否发生在所述配电网的末端测控点。
具体的，
在配电网中设置主控点和多个测控点，所述主控点与所述多个测控点采用拓扑结构的形式连接，
所述多个测控点在所述配电网发生故障的情况下，建立故障状态矩阵，所述故障状态矩阵表征所述配电网发生故障时的运行状态；
所述多个测控点通过所述故障状态矩阵和常态矩阵的运算结果，定位所述配电网发生故障的故障点，所述常态矩阵表征所述配电网正常运行时的运行状态以及所述主控点与所述多个测控点之间的连接关系。
所述配电网中，断路器安装在靠近电源的第一级综合配电箱和配电网络上其它位置的电缆分支箱中。
在配电箱和分支箱中配置有通信控制终端，通信控制终端获取本配电箱或分支箱中断路器的状态，通信控制终端与上位机有通信连接，断路器的状态通过通信控制终端上传给上位机。
断路器投入的功能包括：
A-1、过流延时跳闸功能：检测到电流超过过流设定值后，延时T1之后跳闸。
B-1、过流失压跳闸功能：断路器在有压且合位状态下检测到线路过流故障，线路无流无压后，向本分支箱内的其他断路器发送闭锁跳闸信号，延时T4之后断路器跳闸。
B-2、电源侧有压延时合闸功能：断路器分位状态时，电源侧由无压变为有压，经短延时T5之后合闸；合闸后在T3时间内没有检测到过流故障，则闭锁合闸后加速功能。
B-3、合闸后加速功能：断路器分位且无流，断路器合闸之后T3之内检测到过流故障无延时跳闸。
B-4、电源侧失压跳闸功能：电源侧失压后，在T4时间内若未收到本分支箱内其它断路器发来的闭锁跳闸信号，则断路器跳闸；若在T4时间内收到本分支箱内其它断路器发来的闭锁跳闸信号，则断路器不动作。
B-5、残压感知功能：断路器分位时，电源侧出现大于残压定值的电压，且持续时间小于T5的残压信号，则发送残压感知信息。
通信控制终端将断路器的动作和检测到的故障信息传送给上位机，实现故障定位，配电网络上出现过流故障时，电源点到故障点之间有故障电流流经的断路器检测到过流故障。
实施例2.
一种基于物联网的配电网故障检测系统，包括：
传感器，用于获取配电网的拓扑结构及节点数据；
断路器，设置于配电网的第一级综合配电箱和配电网络电缆分支箱中。
所述断路器通过通信控制终端将断路器的状态上传给上位机，进而得出故障路径。
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。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种基于物联网的配电网故障检测方法，其特征在于，包括：
获取配电网的拓扑结构及节点数据；
通过节点数据和故障状态矩阵，定位配电网发生故障的故障点；
其中，配电网中设置有主控点和多个测控点，所述主控点和多个测控点采用拓扑结构连接。
2.如权利要求1所述的一种基于物联网的配电网故障检测方法，其特征在于，在配电网的第一级综合配电箱和配电网络电缆分支箱中设置断路器。
3.如权利要求2所述的一种基于物联网的配电网故障检测方法，其特征在于，通过通信控制终端获取本配电箱或分支箱中断路器的状态，通信控制终端与上位机有通信连接，断路器的状态通过通信控制终端上传给上位机。
4.如权利要求3所述的一种基于物联网的配电网故障检测方法，其特征在于，所述定位配电网发生故障的故障点，包括，通过判断断路器的状态和动作，得出故障线路。
5.如权利要求4所述的一种基于物联网的配电网故障检测方法，其特征在于，所述多个测控点通过所述故障状态矩阵和常态矩阵的运算结果，定位所述故障线路上发生故障的故障点。
6.如权利要求5所述的一种基于物联网的配电网故障检测方法，其特征在于，所述定位配电网发生故障的故障点，还包括，所述多个测控点对所述故障状态矩阵与所述常态矩阵进行求和运算，得到故障判断矩阵。
7.如权利要求6所述的一种基于物联网的配电网故障检测方法，其特征在于，根据得出的故障线路，所述多个测控点利用所述故障判断矩阵和故障定位公式，定位所述故障线路中发生故障的故障点。
8.如权利要求7所述的一种基于物联网的配电网故障检测方法，其特征在于，还包括定位故障是否发生在所述配电网的末端测控点。
9.一种基于物联网的配电网故障检测系统，执行如权利要求1-8任意一项所述的一种基于物联网的配电网故障检测方法，其特征在于，包括：
线路传感器，用于获取配电网的拓扑结构及节点数据；
断路器，设置于配电网的第一级综合配电箱和配电网络电缆分支箱中。
10.如权利要求9所述的一种基于物联网的配电网故障检测系统，其特征在于，所述断路器通过通信控制终端将断路器的状态上传给上位机，进而得出故障路径。
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