CN115754588B - 一种节约通道资源的输电线路行波测距方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节约通道资源的输电线路行波测距方法及系统，方法包括：关联输电线路行波测距模块和故障选相模块，行波测距模块获取故障选相模块的故障选相结果；行波测距模块对行波电流数据进行线模量计算，得到行波电流线模量；行波测距模块根据故障选相结果和行波电流线模量幅值，选择最优行波电流单相量或线模量，并将最优行波电流单相量或线模量的行波波头发送给输电线路对侧的行波测距模块；行波测距模块根据双端行波波头实现双端行波测距。本发明通过借助故障选相模块的故障选相结果，确定两侧需交换的最优行波电流模量，从而有效节约输电线路双端行波测距的通道资源。
Description
技术领域
本发明涉及输电线路故障测距技术领域，具体为一种节约通道资源的输电线路行波测距方法及系统。
背景技术
输电线路双端行波测距是利用线路两端的初始行波波头时刻，借助光纤通道和卫星精确授时进行测距的故障定位技术，双端行波测距具有不需要识别故障点反射波、测距精度高的优点。
光纤通道不受电磁干扰，不受天气变化影响。随着光纤通信技术的快速发展，用光纤作为继电保护通道使用越来越多。为实现双端行波测距，需要通过光纤通道交换两侧行波数据。
现有技术中公开号为CN113381450A的专利申请公开了一种电力系统监测方法，位于电网中的传感器实时获取电力系统的运行状态信号；数据采集单元以卫星同步时钟的秒脉冲信号作为采样基准信号对所述的运行状态信号进行采样，并把采集到的数据通过光纤通讯接口电路输出到数据应用层的功能应用单元；所述的功能应用单元对采集到的数据进行分析处理，并把处理的结果发送给监控主站。该发明把相量监测、故障录波和行波测距等功能有机集成到一个监测装置中，同时硬件平台的选取上兼顾其未来在实现I EC61850通讯协议体系时的扩展性需求，实现对电力系统运行状态全过程监测，一个设备实现了原来三套设备才能实现的功能，减少了二次接线，大大降低了维护成本和资产投入。虽然该方案把带有故障选相的故障录波和行波测距功能做了有效的集成，但是却没有去解决数据的高速采集带来的高带宽占用，由于行波电流采样率非常高，当行波采样率达到5Mbps，采集通道为3路的话，若两侧交换所有的行波电流模量，数据带宽将达到240Mbps，需要耗费大量带宽，光纤通道资源紧张。而传统的I EC 60044-8通信协议，其有效带宽小于20Mbps，无法持续实时传输高速的行波数据，因此只能在远端采集模块采用断续数据发送模式，难以保证灵敏性和可靠性，容易出现记录死区，漏记故障波形时难以区分主体责任，因此不利于现场推广应用。
目前为了满足高带宽的需求，业界也采用了一些方案，如公开号为CN114428199A的专利申请公开了一种基于以太网高速同步数据的行波测距装置和方法，包含对时及时间监视模块、网络接收模块、第一级循环缓存模块、第二级循环缓存模块、综合启动判别模块、行波测距模块、站间通信模块和人机接口模块，主要采用将后续数据打包压缩传输的方法来减少数据开销，降低带宽占用，但没有在数据采集的源头上解决数据量大、需求带宽多的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种节约通道资源的输电线路行波测距方法及系统，以解决输电线路行波测距所需光纤通道资源紧张根源上的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种节约通道资源的输电线路行波测距方法，包括：
关联输电线路行波测距模块和故障选相模块，行波测距模块获取故障选相模块的故障选相结果；
行波测距模块对行波电流数据进行线模量计算，得到行波电流线模量；
行波测距模块根据故障选相结果和行波电流线模量幅值，选择最优行波电流单相量或线模量，并将最优行波电流单相量或线模量的行波波头发送给输电线路对侧的行波测距模块；
行波测距模块根据双端行波波头实现双端行波测距。
优选的，所述故障选相模块的故障选相结果包括单相故障A相、B相、C相；两相故障AB相、BC相、CA相；三相故障ABC相。
优选的，所述行波电流单相量包括A相行波电流、B相行波电流、C相行波电流，所述行波电流线模量包括AB线模量、BC线模量、CA线模量。。
优选的，所述的行波测距模块对行波电流数据进行线模量计算，得到行波电流线模量的计算公式为
其中，wAB、wBC、wCA分别为行波AB、BC、CA线模量；wA、wB、wC为A、B、C相行波电流。
优选的，所述行波测距模块根据故障选相结果和行波电流模量幅值，选择最优行波电流单相量或线模量的具体方法为：
若故障选相结果为单相故障Φ相，则选择Φ相行波电流作为最优行波电流单相量，其中Φ为A、B或C；
若故障选相结果为两相故障ΦΦ相，则选择行波ΦΦ线模量作为最优行波电流线模量，其中ΦΦ为AB、BC或CA；
若故障选相结果为三相故障ABC相，则选择幅值最大的行波ΦΦ线模量作为最优行波电流线模量，其中ΦΦ为AB、BC或CA。
一种节约通道资源的输电线路行波测距系统，包括本侧及对侧的行波测距模块和故障选相模块，所述行波测距模块获取故障选相模块的故障选相结果，对行波电流数据进行线模量计算，得到行波电流线模量；行波测距模块根据故障选相结果和行波电流线模量幅值，选择最优行波电流单相量或线模量，并将最优行波电流单相量或线模量的行波波头发送给输电线路对侧的行波测距模块，行波测距模块根据双端行波波头实现双端行波测距。
优选地，所述故障选相模块的故障选相结果包括单相故障A相、B相、C相；两相故障AB相、BC相、CA相；三相故障ABC相。
优选地，所述行波电流单相量包括A相行波电流、B相行波电流、C相行波电流，所述行波电流线模量包括AB线模量、BC线模量、CA线模量。
优选地，所述故障选相模块，包括存储器一和处理器一，所述存储器一，用于存储执行程序；所述处理器一，用于当执行所述执行程序时，产生单相故障A相、B相、C相或两相故障AB相、BC相、CA相或三相故障ABC相的故障选相结果。
优选地，所述行波测距模块，包括存储器二和处理器二，所述存储器二，用于存储执行程序；所述处理器二，用于当执行所述执行程序时，实现如下方法：获取故障选相模块的故障选相结果，对行波电流数据进行线模量计算，得到行波电流线模量，对行波电流数据进行线模量计算，得到行波电流线模量，根据故障选相结果和行波电流线模量幅值，选择最优行波电流单相量或线模量，并将最优行波电流单相量或线模量的行波波头发送给输电线路对侧的行波测距模块，根据双端行波波头实现双端行波测距。
本发明通过借助故障选相模块的故障选相结果，确定两侧需交换的最优行波电流模量，而传统线路保护装置中已经实现故障选相功能。而通过故障选相结果，确定最优行波电流模量，两侧仅交换最优行波电流模量，将原来需要同时传输A、B、C、AB、BC、CA六个量的行波波头数据减少到1个，节省六分之五的数据量，很大程度地节约了通道资源，从而从根源上有效节约输电线路双端行波测距的通道资源。
附图说明
图1为本申请一种节约通道资源的输电线路行波测距方法的实施例流程图；
图2为本申请行波测距模块根据故障选相结果和行波电流模量幅值，选择最优行波电流单相量或线模量的流程图；
图3为本申请系统框架原理图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本实施例提供了一种技术方案：如图1所示，一种节约通道资源的输电线路行波测距方法的实施例，包括如下步骤：
S1:关联输电线路行波测距模块和故障选相模块，行波测距模块获取故障选相模块的故障选相结果；故障选相模块的故障选相结果包括：单相故障A相、B相、C相；两相故障AB相、BC相、CA相；三相故障ABC相。
S2:行波测距模块对行波电流数据进行线模量计算，得到行波电流线模量；行波测距模块对行波电流数据进行线模量计算，得到行波电流线模量的计算公式为：
其中，wAB、wBC、wCA分别为行波AB、BC、CA线模量；wA、wB、wC为A、B、C相行波电流。
S3:行波测距模块根据故障选相结果和行波电流线模量幅值，选择最优行波电流单相量或线模量，并将最优行波电流单相量或线模量的行波波头发送给输电线路对侧的行波测距模块；行波电流单相量包括A相行波电流、B相行波电流、C相行波电流，所述行波电流线模量包括AB线模量、BC线模量、CA线模量；如图2所示，行波测距模块根据故障选相结果和行波电流模量幅值，选择最优行波电流单相量或线模量的具体方法为：
若故障选相结果为单相故障Φ相，则选择Φ相行波电流作为最优行波电流单相量，其中Φ为A、B或C；
若故障选相结果为两相故障ΦΦ相，则选择行波ΦΦ线模量作为最优行波电流线模量，其中ΦΦ为AB、BC或CA；
若故障选相结果为三相故障ABC相，则选择幅值最大的行波ΦΦ线模量作为最优行波电流线模量，其中ΦΦ为AB、BC或CA。
S4:行波测距模块根据双端行波波头实现双端行波测距。
如图3所示，本实施例的一种节约通道资源的输电线路行波测距系统，包括本侧及对侧的行波测距模块和故障选相模块，这两个模块均使用赛灵思的ZYNQ系列可扩展处理平台来实现上述节约通道资源的输电线路行波测距方法。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种节约通道资源的输电线路行波测距方法，其特征在于，包括：
关联输电线路行波测距模块和故障选相模块，行波测距模块获取故障选相模块的故障选相结果；
行波测距模块对行波电流数据进行线模量计算，得到行波电流线模量；
若故障选相结果为单相故障Φ相，则行波测距模块选择Φ相行波电流作为最优行波电流单相量，并将该最优行波电流单相量的行波波头发送给输电线路对侧的行波测距模块，其中Φ为A、B或C；
若故障选相结果为两相故障ΦΦ相，则行波测距模块选择行波ΦΦ线模量作为最优行波电流线模量，并将该最优行波电流线模量的行波波头发送给输电线路对侧的行波测距模块，其中ΦΦ为AB、BC或CA；
若故障选相结果为三相故障ABC相，则行波测距模块选择幅值最大的行波ΦΦ线模量作为最优行波电流线模量，并将该最优行波电流线模量的行波波头发送给输电线路对侧的行波测距模块，其中ΦΦ为AB、BC或CA；
行波测距模块及输电线路对侧的行波测距模块根据双端行波波头实现双端行波测距。
2.根据权利要求1所述的节约通道资源的输电线路行波测距方法，其特征在于：所述故障选相模块的故障选相结果包括单相故障A相、B相、C相；两相故障AB相、BC相、CA相；三相故障ABC相。
3.根据权利要求1所述的节约通道资源的输电线路行波测距方法，其特征在于：所述行波电流单相量包括A相行波电流、B相行波电流、C相行波电流，所述行波电流线模量包括AB线模量、BC线模量、CA线模量。
4.根据权利要求1所述的节约通道资源的输电线路行波测距方法，其特征在于：所述的行波测距模块对行波电流数据进行线模量计算，得到行波电流线模量的计算公式为
其中，wAB、wBC、wCA分别为行波AB、BC、CA线模量；wA、wB、wC为A、B、C相行波电流。
5.一种节约通道资源的输电线路行波测距系统，包括本侧及对侧的行波测距模块和故障选相模块，其特征在于：所述本侧的行波测距模块获取故障选相模块的故障选相结果，对行波电流数据进行线模量计算，得到行波电流线模量；若故障选相结果为单相故障Φ相，所述本侧的行波测距模块选择Φ相行波电流作为最优行波电流单相量，并将该最优行波电流单相量的行波波头发送给输电线路对侧的行波测距模块，其中Φ为A、B或C；若故障选相结果为两相故障ΦΦ相，所述本侧的行波测距模块选择行波ΦΦ线模量作为最优行波电流线模量，并将该最优行波电流线模量的行波波头发送给输电线路对侧的行波测距模块，其中ΦΦ为AB、BC或CA；若故障选相结果为三相故障ABC相，所述本侧的行波测距模块选择幅值最大的行波ΦΦ线模量作为最优行波电流线模量，并将该最优行波电流线模量的行波波头发送给输电线路对侧的行波测距模块，其中ΦΦ为AB、BC或CA；所述对侧的行波测距模块根据双端行波波头实现双端行波测距。
6.根据权利要求5所述的节约通道资源的输电线路行波测距系统，其特征在于：所述故障选相模块的故障选相结果包括单相故障A相、B相、C相；两相故障AB相、BC相、CA相；三相故障ABC相。
7.根据权利要求5所述的节约通道资源的输电线路行波测距系统，其特征在于：所述行波电流单相量包括A相行波电流、B相行波电流、C相行波电流，所述行波电流线模量包括AB线模量、BC线模量、CA线模量。
8.根据权利要求5所述的节约通道资源的输电线路行波测距系统，其特征在于：所述故障选相模块，包括存储器一和处理器一，所述存储器一，用于存储执行程序；所述处理器一，用于当执行所述执行程序时，产生如权利要求2所述的故障选相结果。
9.根据权利要求5所述的节约通道资源的输电线路行波测距系统，其特征在于：所述行波测距模块，包括存储器二和处理器二，所述存储器二，用于存储执行程序；所述处理器二，用于当执行所述执行程序时，实现如权利要求1或权利要求4任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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