CN116388111B - 电气微电网的就地测控保护一体化装置 - Google Patents

电气微电网的就地测控保护一体化装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及智能电网保护技术领域，尤其涉及一种电气微电网的就地测控保护一体化装置，本发明通过设置数据检测模块、样本存储模块以及数据处理模块，数据处理模块基于实际电流数据与实际功率数据在预设时间段内的平均变化量获取实际电流数据与实际功率数据的变化趋势，并基于平均变化量确定的数据请求间隔向节点的传感器发出数据请求，并将获取的实际数据与样本存储模块中的数据进行匹配以判定配电网中是否出现异常，并在第一变化趋势下，基于平均变化量对已确定的数据请求间隔进行调整，在第二变化趋势下，基于实际电流数据以及实际功率数据构建的变化波动曲线的平均斜率对已确定的数据请求间隔进行调整，以提高配电网异常判定的数据处理效率。

Description

电气微电网的就地测控保护一体化装置
技术领域
本发明涉及智能电网保护技术领域，尤其涉及一种电气微电网的就地测控保护一体化装置。
背景技术
随着越来越多的分布式电源接入配电网，基于电流或功率差动原理的配电网保护方案越来越受重视。
中国专利公开号：CN107809106A，公开了如下内容，一种配电网保护测控电压电流数据同步处理装置及方法，该装置包括分别设置于配电网各个区域边界的断路器，每个所述断路器均配置有一台保护测控装置，用于对该断路器处的模拟量进行等时间间隔采样，所述断路器与保护测控装置之间，各保护测控装置之间均通过通信系统连接。该发明可适用于配电网中等电位连接，但安装距离较远的断路器处的智能设备，实现保护测控电压电流数据的同步处理，同时通过各个保护测控装置之间的同步动作，提高了故障识别的准确性，可应用于网络拓扑运行状态具有较大不确定性的配电网应用场景中。
但是，现有技术中，还存在以下问题：
在现有技术中未考虑配电网中布置测控装置所产生的数据量异常庞大，对数据处理造成了较大的负荷，未考虑调整数据获取间隔的形式在保证可靠性的前提下减少系统运算载荷，提高对配电网异常判定的数据处理效率。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种电气微电网的就地测控保护一体化装置，其包括：
数据检测模块，其包括设置于配电网中若干节点的电流传感器以及功率传感器，以检测各所述节点处的实际电流数据以及实际功率数据；
样本存储模块，其用以存储若干预设置的故障样本数据，所述故障样本数据包括所述配电网中的节点出现异常时测量所得的实际电流数据以及实际功率数据；
数据处理模块，其包括均与所述数据检测模块以及数据存储模块连接的数据解析单元、数据匹配单元、第一运算单元以及第二运算单元，
所述数据解析单元用以获取所述数据检测模块所检测的节点的实际电流数据以及实际功率数据，并基于所述实际电流数据以及实际功率数据在预设时间段内的平均变化量解析获取所述实际电流数据以及实际功率数据的变化趋势；
所述数据匹配单元用以基于所述平均变化量确定数据请求间隔，并以已确定的数据请求间隔向所述节点的电流传感器以及功率传感器发出数据请求，并获取基于所述数据请求返回的实际电流数据以及实际功率数据，并将所述实际电流数据以及实际功率数据与样本存储模块中的故障样本数据进行匹配，以判定所述配电网中是否出现异常；
所述第一运算单元用以在所述数据解析单元解析获取第一变化趋势下，基于所述平均变化量对已确定的所述数据请求间隔进行调整，以使所述数据匹配单元以调整后的数据请求间隔向所述电流传感器以及功率传感器发出数据请求；
所述第二运算单元用以在所述数据解析单元解析获取第二变化趋势下，基于所述实际电流数据以及实际功率数据构建变化波动曲线，基于所述变化波动曲线的平均斜率对已确定的所述数据请求间隔进行调整，以使所述数据匹配单元以调整后的数据请求间隔向所述电流传感器以及功率传感器发出数据请求；
异常保护模块，其与所述数据处理模块连接，包括若干设置于所述配电网的节点处的断路保护器，用以在所述数据匹配单元判定配电网中出现异常时，控制配电网中对应节点的断路保护器动作。
进一步地，所述数据解析单元按照公式（1）计算所述实际电流数据I在预设时间段t0内的电流平均变化量△I，
，
公式（1）中，Ii+1表示所述数据检测模块所检测的第i+1时刻的实际电流数据，Ii表示所述数据检测模块所检测的第i时刻的实际电流数据，i为大于0的整数；
且，所述数据解析单元按照公式（2）计算所述实际功率数据P在预设时间段t0内的功率平均变化量△P，
，
公式（2）中，Pi+1表示所述数据检测模块所检测的第i+1时刻的实际功率数据，Pi表示所述数据检测模块所检测的第i时刻的实际功率数据。
进一步地，所述数据解析单元将所述电流平均变化量△I与预设的第一电流变化量对比阈值△I1进行对比，以及，将所述功率平均变化量△P与预设的第一功率变化量对比阈值△P1进行对比，并根据对比结果解析获取所述实际电流数据以及实际功率数据的变化趋势，其中，
在第一对比结果下，所述数据解析单元解析获取所述实际电流数据以及实际功率数据为第一变化趋势；
在第二对比结果下，所述数据解析单元解析获取所述实际电流数据以及实际功率数据为第二变化趋势；
其中，所述第一对比结果为△I＜△I1且△P＜△P1，所述第二对比结果为△I≥△I1或/和△P≥△P1。
进一步地，所述数据匹配单元根据所述电流平均变化量△I以及功率平均变化量△P确定数据请求间隔，其中，
在所述第一对比结果下，所述数据匹配单元确定所述数据请求间隔为第一数据请求间隔T1；
在所述第二对比结果下，所述数据匹配单元确定所述数据请求间隔为第二数据请求间隔T2；
其中，T1＞T2。
进一步地，所述数据匹配单元将所述实际电流数据以及实际功率数据与样本存储模块中的故障样本数据进行匹配，判定所述配电网中是否出现异常，其中，
若匹配结果满足预设条件，所述数据匹配单元判定所述配电网出现异常；
其中，所述预设条件为所述样本存储模块中存在故障样本数据与所述实际电流数据以及实际功率数据相同。
进一步地，所述第一运算单元将所述电流平均变化量△I与预设的第二电流变化量对比阈值△I2以及第三电流变化量对比阈值△I3进行对比，△I2＜△I3＜△I1，以及，将所述功率平均变化量△P与预设的第二功率变化量对比阈值△P2以及第三功率变化量对比阈值△P3进行对比，△P2＜△P3＜△P1，并根据对比结果判定对已确定的所述数据请求间隔进行调整时的间隔调整方式，其中，
所述第一运算单元将所述电流平均变化量△I与预设的第二电流变化量对比阈值△I2以及第三电流变化量对比阈值△I3进行对比，△I2＜△I3＜△I1，以及，将所述功率平均变化量△P与预设的第二功率变化量对比阈值△P2以及第三功率变化量对比阈值△P3进行对比，△P2＜△P3＜△P1，并根据对比结果判定对已确定的所述数据请求间隔进行调整时的间隔调整方式，其中，
第一间隔调整方式为所述第一运算单元将所述第一数据请求间隔T1调整至第一间隔值；
第二间隔调整方式为所述第一运算单元将所述第一数据请求间隔T1调整至第二间隔值；
第三间隔调整方式为所述第一运算单元将所述第一数据请求间隔T1调整至第三间隔值；
其中，所述第一间隔调整方式需满足△I≥△I3或/和△P≥△P3，所述第二间隔调整方式需满足△I2≤△I＜△I3或/和△P2≤△P＜△P3，所述第三间隔调整方式需满足△I＜△I2或/和△P＜△P2，所述第三间隔值大于所述第二间隔值，所述第二间隔值大于所述第一间隔值。
进一步地，所述第二运算单元以时间为X轴，以实际电流数据为Y轴建立第一直角坐标系，在所述第一直角坐标系中构建电流变化波动曲线，以及，以时间为X轴，以实际功率数据为Y轴建立第二直角坐标系，在所述第二直角坐标系中构建功率变化波动曲线。
进一步地，所述第二运算单元在所述第一直角坐标系以及第二直角坐标系中构建若干平行于Y轴方向且间距相同的直线将所述电流变化波动曲线以及功率变化波动曲线划分为若干曲线段，按照公式（3）计算所述电流变化波动曲线的平均斜率Kd，
，
公式（3）中，k1i表示所述电流变化波动曲线中第i个曲线段中点的斜率，n1表示所述电流变化波动曲线中曲线段的数量；
以及，所述第二运算单元按照公式（4）计算所述功率变化波动曲线的平均斜率Kg，
，
公式（4）中，k2i表示所述功率变化波动曲线中第i个曲线段中点的斜率，n2表示所述功率变化波动曲线中曲线段的数量。
进一步地，所述第二运算单元将所述电流变化波动曲线的平均斜率Kd以及功率变化波动曲线的平均斜率Kg与预设的第一斜率对比阈值K1以及第二斜率对比阈值K2进行对比，0＜K1＜K2，并根据对比结果对已确定的所述数据请求间隔进行调整，其中，
在第一斜率对比条件下，所述第二运算单元将所述第二数据请求间隔T2调整至第四间隔值；
在第二斜率对比条件下，所述第二运算单元将所述第二数据请求间隔T2调整至第五间隔值；
在第三斜率对比条件下，所述第二运算单元将所述第二数据请求间隔T2调整至第六间隔值；
其中，所述第一斜率对比条件为Kd≥K2或/和Kg≥K2，所述第二斜率对比条件为K1≤Kd＜K2或/和K1≤Kg＜K2，所述第三斜率对比条件为Kd＜K1或/和Kg＜K1，所述第四间隔值大于所述第五间隔值，所述第五间隔值大于所述第六间隔值。
进一步地，所述数据匹配单元还与外接的报警装置连接，以使所述报警装置在所述数据匹配单元判定所述配电网出现异常时发出警示。
与现有技术相比，本发明通过设置数据检测模块、样本存储模块以及数据处理模块，数据处理模块基于实际电流数据与实际功率数据在预设时间段内的平均变化量获取实际电流数据与实际功率数据的变化趋势，并基于平均变化量确定的数据请求间隔向节点的传感器发出数据请求，并将获取的实际数据与样本存储模块中的数据进行匹配以判定配电网中是否出现异常，并在第一变化趋势下，基于平均变化量对已确定的数据请求间隔进行调整，在第二变化趋势下，基于实际电流数据以及实际功率数据构建的变化波动曲线的平均斜率对已确定的数据请求间隔进行调整，以提高配电网异常判定的数据处理效率。
尤其，本发明中，数据解析单元基于获取的节点的实际电流数据以及实际功率数据在预设时间段内的平均变化量解析获取实际电流数据以及实际功率数据的变化趋势，在实际情况中，当该节点实际电流数据以及实际功率数据在预设时间段内的平均变化量都小于预设值时，说明实际电流数据以及实际功率数据的变化情况都较稳定，当实际电流数据或/和实际功率数据在预设时间段内的平均变化量大于等于预设值时，说明实际电流数据或/和实际功率数据的变化情况不稳定，将实际电流数据以及实际功率数据分为两种不同的变化趋势，便于后续针对不同的变化趋势做出对应的处理，在保证可靠性的前提下减少系统运算载荷，提高对配电网异常判定的数据处理效率。
尤其，本发明中，数据匹配单元基于电流平均变化量以及功率平均变化量确定数据请求间隔，在实际情况中，当配电网中节点的电流平均变化量以及功率平均变化量都小于预设值时，说明数据的变化情况都较为稳定，该节点出现异常的可能性较小，对这类节点可以通过以较大的数据请求间隔获取数据进行异常判定，在保证配电网异常判定的效果的基础上减小了数据匹配单元的数据处理量，提高对配电网异常判定的数据处理效率。
尤其，本发明中，第一运算单元在第一变化趋势下，基于平均变化量对已确定的数据请求间隔进行调整，在实际情况中，在实际电流数据以及实际功率数据的变化情况都较稳定的第一变化趋势下，此时实际电流数据以及实际功率数据随时间的变化波动曲线趋于一条平行于X轴的直线，该变化波动曲线的平均斜率趋于固定值0，因此以变化波动曲线的平均斜率为依据无法对数据请求间隔进行调整，因此，在第一变化趋势下，以实际电流数据以及实际功率数据的平均变化量的大小为依据可靠的对数据请求间隔进行调整，当电流平均变化量或/和功率平均变化量越大，对应的数据请求间隔越小，保证了对配电网异常判定的数据处理效率与效果。
尤其，本发明中，第二运算单元在第二变化趋势下，基于实际电流数据以及实际功率数据构建变化波动曲线，基于变化波动曲线的平均斜率对已确定的数据请求间隔进行调整，在实际情况中，在实际电流数据或/和实际功率数据的变化情况不稳定的第二变化趋势下，此时实际电流数据以及实际功率数据随时间的变化波动曲线呈现上升或者下降趋势，该变化波动曲线的平均斜率越大，说明变化波动曲线的波动越大，即实际电流数据或/和实际功率数据的变化情况存在向不稳定过渡的趋势，应对应越小的数据请求间隔，进而提高数据检测敏感度，保证对配电网异常判定的数据处理效率与效果。
附图说明
图1为发明实施例的电气微电网的就地测控保护一体化装置结构示意图；
图2为发明实施例的数据处理模块结构简图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1以及图2所示，其为本发明实施例的电气微电网的就地测控保护一体化装置结构示意图以及数据处理模块结构简图，本发明的电气微电网的就地测控保护一体化装置包括：
数据检测模块，其包括设置于配电网中若干节点的电流传感器以及功率传感器，以检测各所述节点处的实际电流数据以及实际功率数据；
样本存储模块，其用以存储若干预设置的故障样本数据，所述故障样本数据包括所述配电网中的节点出现异常时测量所得的实际电流数据以及实际功率数据；
数据处理模块，其包括均与所述数据检测模块以及数据存储模块连接的数据解析单元、数据匹配单元、第一运算单元以及第二运算单元，
所述数据解析单元用以获取所述数据检测模块所检测的节点的实际电流数据以及实际功率数据，并基于所述实际电流数据以及实际功率数据在预设时间段内的平均变化量解析获取所述实际电流数据以及实际功率数据的变化趋势；
所述数据匹配单元用以基于所述平均变化量确定数据请求间隔，并以已确定的数据请求间隔向所述节点的电流传感器以及功率传感器发出数据请求，并获取基于所述数据请求返回的实际电流数据以及实际功率数据，并将所述实际电流数据以及实际功率数据与样本存储模块中的故障样本数据进行匹配，以判定所述配电网中是否出现异常；
所述第一运算单元用以在所述数据解析单元解析获取第一变化趋势下，基于所述平均变化量对已确定的所述数据请求间隔进行调整，以使所述数据匹配单元以调整后的数据请求间隔向所述电流传感器以及功率传感器发出数据请求；
所述第二运算单元用以在所述数据解析单元解析获取第二变化趋势下，基于所述实际电流数据以及实际功率数据构建变化波动曲线，基于所述变化波动曲线的平均斜率对已确定的所述数据请求间隔进行调整，以使所述数据匹配单元以调整后的数据请求间隔向所述电流传感器以及功率传感器发出数据请求；
异常保护模块，其与所述数据处理模块连接，包括若干设置于所述配电网的节点处的断路保护器，用以在所述数据匹配单元判定配电网中出现异常时，控制配电网中对应节点的断路保护器动作。
具体而言，本发明对样本存储模块的具体形式不做限定，其只需能完成储存数据的功能即可，其为现有成熟技术，此处不再赘述。
具体而言，本发明对数据处理模块的具体形式不做限定，其可以为一外接计算机，其中的各单元为计算机中的功能程序，其只需能完成数据交换以及数据处理的功能即可，其为现有技术，此处不再赘述。
具体而言，本发明对断路保护器的具体结构不做限定，其只需能实现断路保护功能即可，其为现有技术，此处不再赘述。
具体而言，本发明对电流传感器以及功率传感器的具体结构不做限定，其只需能完成检测配电网的节点的电流以及功率即可，当然，较优的，可以采用传感器与数据交互模组的组合结构，以使得数据处理模块能够通过数据交互模组获取传感器所检测的数据，此为现有技术，此处不再赘述。
具体而言，本发明中对于样本数据库中的故障样本数据，可以并不局限于实际电流数据以及实际功率数据的数值，也可以是两者的比例关系等，只需能表征出异常即可，本领域技术人员可以根据具体情况对故障样本数据进行更新或替换，此处不再赘述。
具体而言，所述数据解析单元按照公式（1）计算所述实际电流数据I在预设时间段t0内的电流平均变化量△I，
，
公式（1）中，Ii+1表示所述数据检测模块所检测的第i+1时刻的实际电流数据，Ii表示所述数据检测模块所检测的第i时刻的实际电流数据，i为大于0的整数；
且，所述数据解析单元按照公式（2）计算所述实际功率数据P在预设时间段t0内的功率平均变化量△P，
，
公式（2）中，Pi+1表示所述数据检测模块所检测的第i+1时刻的实际功率数据，Pi表示所述数据检测模块所检测的第i时刻的实际功率数据。
具体而言，所述数据解析单元将所述电流平均变化量△I与预设的第一电流变化量对比阈值△I1进行对比，△I1＞0，以及，将所述功率平均变化量△P与预设的第一功率变化量对比阈值△P1进行对比，△P1＞0，并根据对比结果解析获取所述实际电流数据以及实际功率数据的变化趋势，其中，
在第一对比结果下，所述数据解析单元解析获取所述实际电流数据以及实际功率数据为第一变化趋势；
在第二对比结果下，所述数据解析单元解析获取所述实际电流数据以及实际功率数据为第二变化趋势；
其中，所述第一对比结果为△I＜△I1且△P＜△P1，所述第二对比结果为△I≥△I1或/和△P≥△P1。
具体而言，所述预设时间段t0的取值范围为1min~10min，预设时间段不宜过短，以使得预设时间段内的实际功率数据以及实际电流数据具有表征性，本领域技术人员可根据具体需要进行设定。
具体而言，所述第一电流变化量对比阈值△I1以及所述第一功率变化量对比阈值△P1为预先测量所得，通过数据解析单元计算三十天内电流平均变化量以及功率平均变化量，将三十天内电流平均变化量作为所述第一电流变化量对比阈值△I1，将三十天内功率平均变化量作为第一功率变化量对比阈值△P1。
具体而言，本发明中，数据解析单元基于获取的节点的实际电流数据以及实际功率数据在预设时间段内的平均变化量解析获取实际电流数据以及实际功率数据的变化趋势，在实际情况中，当该节点实际电流数据以及实际功率数据在预设时间段内的平均变化量都小于预设值时，说明实际电流数据以及实际功率数据的变化情况都较稳定，当实际电流数据或/和实际功率数据在预设时间段内的平均变化量大于等于预设值时，说明实际电流数据或/和实际功率数据的变化情况不稳定，将实际电流数据以及实际功率数据分为两种不同的变化趋势，便于后续针对不同的变化趋势做出对应的处理，在保证可靠性的前提下减少系统运算载荷，提高对配电网异常判定的数据处理效率。
具体而言，所述数据匹配单元根据所述电流平均变化量△I以及功率平均变化量△P确定数据请求间隔，其中，
在所述第一对比结果下，所述数据匹配单元确定所述数据请求间隔为第一数据请求间隔T1；
在所述第二对比结果下，所述数据匹配单元确定所述数据请求间隔为第二数据请求间隔T2；
其中，1s＞T1＞T2。
具体而言，第一数据请求间隔以及第二数据请求间隔的取值区间为[500，1000],区间单位为微秒，本领域技术人员可在该取值区间内设定第一数据请求间隔以及第二数据请求间隔，以在减少数据处理量的前提下，尽可能降低发现异常的延迟。
具体而言，本发明中，数据匹配单元基于电流平均变化量以及功率平均变化量确定数据请求间隔，在实际情况中，当配电网中节点的电流平均变化量以及功率平均变化量都小于预设值时，说明数据的变化情况都较为稳定，该节点出现异常的可能性较小，对这类节点可以通过以较大的数据请求间隔获取数据进行异常判定，在保证配电网异常判定的效果的基础上减小了数据匹配单元的数据处理量，提高对配电网异常判定的数据处理效率。
具体而言，所述数据匹配单元将所述实际电流数据以及实际功率数据与样本存储模块中的故障样本数据进行匹配，判定所述配电网中是否出现异常，其中，
若匹配结果满足预设条件，所述数据匹配单元判定所述配电网出现异常；
其中，所述预设条件为所述样本存储模块中存在故障样本数据与所述实际电流数据以及实际功率数据相同。
具体而言，所述第一运算单元将所述电流平均变化量△I与预设的第二电流变化量对比阈值△I2以及第三电流变化量对比阈值△I3进行对比，0＜△I2＜△I3＜△I1，以及，将所述功率平均变化量△P与预设的第二功率变化量对比阈值△P2以及第三功率变化量对比阈值△P3进行对比，0＜△P2＜△P3＜△P1，并根据对比结果判定对已确定的所述数据请求间隔进行调整时的间隔调整方式，其中，
第一间隔调整方式为所述第一运算单元将所述第一数据请求间隔T1调整至第一间隔值T11，设定T11=T1+t1；
第二间隔调整方式为所述第一运算单元将所述第一数据请求间隔T1调整至第二间隔值T12，设定T12=T1+t2；
第三间隔调整方式为所述第一运算单元将所述第一数据请求间隔T1调整至第三间隔值T13，设定T13=T1+t3；
其中，所述第一间隔调整方式需满足△I≥△I3或/和△P≥△P3，所述第二间隔调整方式需满足△I2≤△I＜△I3或/和△P2≤△P＜△P3，所述第三间隔调整方式需满足△I＜△I2或/和△P＜△P2，T13＞T12＞T11，t1表示第一间隔调整参量，t2表示第二间隔调整参量，t3表示第三间隔调整参量，t3＞t2＞t1；
在本发明中多个间隔调整参量的设定区间应当在[0，500ms]，本领域技术人员应当明白，调整数据请求间隔时应当在减少数据处理量的前提下，尽可能降低发现异常的延迟，因此，在[0，500ms]处于较为合理的区间，满足上述要求。
具体而言，第二电流变化量对比阈值△I2以及第三电流变化量对比阈值△I3确定时，基于第一电流变化量对比阈值△I1进行确定，本领域技术人员应当明白第一电流变化量对比阈值△I1以及第二电流变化量对比阈值△I2的目的在于表征电流变化的变化量，因此，设定△I3=1.3△I1，设定△I3=1.6△I1。
具体而言，本发明中，第一运算单元在第一变化趋势下，基于平均变化量对已确定的数据请求间隔进行调整，在实际情况中，在实际电流数据以及实际功率数据的变化情况都较稳定的第一变化趋势下，此时实际电流数据以及实际功率数据随时间的变化波动曲线趋于一条平行于X轴的直线，该变化波动曲线的平均斜率趋于固定值0，因此以变化波动曲线的平均斜率为依据无法对数据请求间隔进行调整，因此，在第一变化趋势下，以实际电流数据以及实际功率数据的平均变化量的大小为依据可靠的对数据请求间隔进行调整，当电流平均变化量或/和功率平均变化量越大，对应的数据请求间隔越小，保证了对配电网异常判定的数据处理效率与效果。
具体而言，所述第二运算单元以时间为X轴，以实际电流数据为Y轴建立第一直角坐标系，在所述第一直角坐标系中构建电流变化波动曲线，以及，以时间为X轴，以实际功率数据为Y轴建立第二直角坐标系，在所述第二直角坐标系中构建功率变化波动曲线。
具体而言，所述第二运算单元在所述第一直角坐标系以及第二直角坐标系中构建若干平行于Y轴方向且间距相同的直线将所述电流变化波动曲线以及功率变化波动曲线划分为若干曲线段，按照公式（3）计算所述电流变化波动曲线的平均斜率Kd，
，
公式（3）中，k1i表示所述电流变化波动曲线中第i个曲线段中点的斜率，n1表示所述电流变化波动曲线中曲线段的数量；
以及，所述第二运算单元按照公式（4）计算所述功率变化波动曲线的平均斜率Kg，
，
公式（4）中，k2i表示所述功率变化波动曲线中第i个曲线段中点的斜率，n2表示所述功率变化波动曲线中曲线段的数量。
具体而言，所述第二运算单元将所述电流变化波动曲线的平均斜率Kd以及功率变化波动曲线的平均斜率Kg与预设的第一斜率对比阈值K1以及第二斜率对比阈值K2进行对比，0＜K1＜K2，并根据对比结果对已确定的所述数据请求间隔进行调整，其中，
在第一斜率对比条件下，所述第二运算单元将所述第二数据请求间隔T2调整至第四间隔值T21，设定T21=T2-t4；
在第二斜率对比条件下，所述第二运算单元将所述第二数据请求间隔T2调整至第五间隔值T22，设定T22=T2-t5；
在第三斜率对比条件下，所述第二运算单元将所述第二数据请求间隔T2调整至第六间隔值T23，设定T23=T2-t6；
其中，所述第一斜率对比条件为Kd≥K2或/和Kg≥K2，所述第二斜率对比条件为K1≤Kd＜K2或/和K1≤Kg＜K2，所述第三斜率对比条件为Kd＜K1或/和Kg＜K1，t4表示第四间隔调整参量，t5表示第五间隔调整参量，t6表示第六间隔调整参量，t6＞t5＞t4，T21＞T22＞T23。
具体而言，所述第一斜率对比阈值K1以及第二斜率对比阈值K2确定时，通过第二运算单元计算三十天内功率变化波动曲线的平均斜率K0，以表征平稳运行状态时功率变化波动曲线的平均斜率，基于三十天内功率变化波动曲线的平均斜率K0确定第一斜率对比阈值K1以及第二斜率对比阈值K2，设定K1=1.3K0，K2=1.6K0。
具体而言，本发明中，第二运算单元在第二变化趋势下，基于实际电流数据以及实际功率数据构建变化波动曲线，基于变化波动曲线的平均斜率对已确定的数据请求间隔进行调整，在实际情况中，在实际电流数据或/和实际功率数据的变化情况不稳定的第二变化趋势下，此时实际电流数据以及实际功率数据随时间的变化波动曲线呈现上升或者下降趋势，该变化波动曲线的平均斜率越大，说明变化波动曲线的波动越大，即实际电流数据或/和实际功率数据的变化情况存在向不稳定过渡的趋势，应对应越小的数据请求间隔，进而提高数据检测敏感度，保证对配电网异常判定的数据处理效率与效果。
具体而言，所述数据匹配单元还与外接的报警装置连接，以使所述报警装置在所述数据匹配单元判定所述配电网出现异常时发出警示。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电气微电网的就地测控保护一体化装置，其特征在于，包括：
数据检测模块，其包括设置于配电网中若干节点的电流传感器以及功率传感器，以检测各所述节点处的实际电流数据以及实际功率数据；
样本存储模块，其用以存储若干预设置的故障样本数据，所述故障样本数据包括所述配电网中的节点出现异常时测量所得的实际电流数据以及实际功率数据；
数据处理模块，其包括均与所述数据检测模块以及数据存储模块连接的数据解析单元、数据匹配单元、第一运算单元以及第二运算单元，
所述数据解析单元用以获取所述数据检测模块所检测的节点的实际电流数据以及实际功率数据，并基于所述实际电流数据以及实际功率数据在预设时间段内的平均变化量解析获取所述实际电流数据以及实际功率数据的变化趋势；
所述数据匹配单元用以基于所述平均变化量确定数据请求间隔，并以已确定的数据请求间隔向所述节点的电流传感器以及功率传感器发出数据请求，并获取基于所述数据请求返回的实际电流数据以及实际功率数据，并将所述实际电流数据以及实际功率数据与样本存储模块中的故障样本数据进行匹配，以判定所述配电网中是否出现异常；
所述第一运算单元用以在所述数据解析单元解析获取第一变化趋势下，基于所述平均变化量对已确定的所述数据请求间隔进行调整，以使所述数据匹配单元以调整后的数据请求间隔向所述电流传感器以及功率传感器发出数据请求；
所述第二运算单元用以在所述数据解析单元解析获取第二变化趋势下，基于所述实际电流数据以及实际功率数据构建变化波动曲线，基于所述变化波动曲线的平均斜率对已确定的所述数据请求间隔进行调整，以使所述数据匹配单元以调整后的数据请求间隔向所述电流传感器以及功率传感器发出数据请求；
异常保护模块，其与所述数据处理模块连接，包括若干设置于所述配电网的节点处的断路保护器，用以在所述数据匹配单元判定配电网中出现异常时，控制配电网中对应节点的断路保护器动作。
2.根据权利要求1所述的电气微电网的就地测控保护一体化装置，其特征在于，所述数据解析单元按照公式（1）计算所述实际电流数据I在预设时间段t0内的电流平均变化量△I，
，
公式（1）中，Ii+1表示所述数据检测模块所检测的第i+1时刻的实际电流数据，Ii表示所述数据检测模块所检测的第i时刻的实际电流数据，i为大于0的整数；
且，所述数据解析单元按照公式（2）计算所述实际功率数据P在预设时间段t0内的功率平均变化量△P，
，
公式（2）中，Pi+1表示所述数据检测模块所检测的第i+1时刻的实际功率数据，Pi表示所述数据检测模块所检测的第i时刻的实际功率数据。
3.根据权利要求2所述的电气微电网的就地测控保护一体化装置，其特征在于，所述数据解析单元将所述电流平均变化量△I与预设的第一电流变化量对比阈值△I1进行对比，以及，将所述功率平均变化量△P与预设的第一功率变化量对比阈值△P1进行对比，并根据对比结果解析获取所述实际电流数据以及实际功率数据的变化趋势，其中，
在第一对比结果下，所述数据解析单元解析获取所述实际电流数据以及实际功率数据为第一变化趋势；
在第二对比结果下，所述数据解析单元解析获取所述实际电流数据以及实际功率数据为第二变化趋势；
其中，所述第一对比结果为△I＜△I1且△P＜△P1，所述第二对比结果为△I≥△I1或/和△P≥△P1。
4.根据权利要求3所述的电气微电网的就地测控保护一体化装置，其特征在于，所述数据匹配单元根据所述电流平均变化量△I以及功率平均变化量△P确定数据请求间隔，其中，
在所述第一对比结果下，所述数据匹配单元确定所述数据请求间隔为第一数据请求间隔T1；
在所述第二对比结果下，所述数据匹配单元确定所述数据请求间隔为第二数据请求间隔T2；
其中，T1＞T2。
5.根据权利要求4所述的电气微电网的就地测控保护一体化装置，其特征在于，所述数据匹配单元将所述实际电流数据以及实际功率数据与样本存储模块中的故障样本数据进行匹配，判定所述配电网中是否出现异常，其中，
若匹配结果满足预设条件，所述数据匹配单元判定所述配电网出现异常；
其中，所述预设条件为所述样本存储模块中存在故障样本数据与所述实际电流数据以及实际功率数据相同。
6.根据权利要求4所述的电气微电网的就地测控保护一体化装置，其特征在于，所述第一运算单元将所述电流平均变化量△I与预设的第二电流变化量对比阈值△I2以及第三电流变化量对比阈值△I3进行对比，△I2＜△I3＜△I1，以及，将所述功率平均变化量△P与预设的第二功率变化量对比阈值△P2以及第三功率变化量对比阈值△P3进行对比，△P2＜△P3＜△P1，并根据对比结果判定对已确定的所述数据请求间隔进行调整时的间隔调整方式，其中，
第一间隔调整方式为所述第一运算单元将所述第一数据请求间隔T1调整至第一间隔值；
第二间隔调整方式为所述第一运算单元将所述第一数据请求间隔T1调整至第二间隔值；
第三间隔调整方式为所述第一运算单元将所述第一数据请求间隔T1调整至第三间隔值；
其中，所述第一间隔调整方式需满足△I≥△I3或/和△P≥△P3，所述第二间隔调整方式需满足△I2≤△I＜△I3或/和△P2≤△P＜△P3，所述第三间隔调整方式需满足△I＜△I2或/和△P＜△P2，所述第三间隔值大于所述第二间隔值，所述第二间隔值大于所述第一间隔值。
7.根据权利要求4所述的电气微电网的就地测控保护一体化装置，其特征在于，所述第二运算单元以时间为X轴，以实际电流数据为Y轴建立第一直角坐标系，在所述第一直角坐标系中构建电流变化波动曲线，以及，以时间为X轴，以实际功率数据为Y轴建立第二直角坐标系，在所述第二直角坐标系中构建功率变化波动曲线。
8.根据权利要求7所述的电气微电网的就地测控保护一体化装置，其特征在于，所述第二运算单元在所述第一直角坐标系以及第二直角坐标系中构建若干平行于Y轴方向且间距相同的直线将所述电流变化波动曲线以及功率变化波动曲线划分为若干曲线段，按照公式（3）计算所述电流变化波动曲线的平均斜率Kd，
，
公式（3）中，k1i表示所述电流变化波动曲线中第i个曲线段中点的斜率，n1表示所述电流变化波动曲线中曲线段的数量；
以及，所述第二运算单元按照公式（4）计算所述功率变化波动曲线的平均斜率Kg，
，
公式（4）中，k2i表示所述功率变化波动曲线中第i个曲线段中点的斜率，n2表示所述功率变化波动曲线中曲线段的数量。
9.根据权利要求8所述的电气微电网的就地测控保护一体化装置，其特征在于，所述第二运算单元将所述电流变化波动曲线的平均斜率Kd以及功率变化波动曲线的平均斜率Kg与预设的第一斜率对比阈值K1以及第二斜率对比阈值K2进行对比，0＜K1＜K2，并根据对比结果对已确定的所述数据请求间隔进行调整，其中，
在第一斜率对比条件下，所述第二运算单元将所述第二数据请求间隔T2调整至第四间隔值；
在第二斜率对比条件下，所述第二运算单元将所述第二数据请求间隔T2调整至第五间隔值；
在第三斜率对比条件下，所述第二运算单元将所述第二数据请求间隔T2调整至第六间隔值；
其中，所述第一斜率对比条件为Kd≥K2或/和Kg≥K2，所述第二斜率对比条件为K1≤Kd＜K2或/和K1≤Kg＜K2，所述第三斜率对比条件为Kd＜K1或/和Kg＜K1，所述第四间隔值大于所述第五间隔值，所述第五间隔值大于所述第六间隔值。
10.根据权利要求1所述的电气微电网的就地测控保护一体化装置，其特征在于，所述数据匹配单元还与外接的报警装置连接，以使所述报警装置在所述数据匹配单元判定所述配电网出现异常时发出警示。
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