CN117767235A - 一种交直流混合配电网保护方法及相关装置 - Google Patents
一种交直流混合配电网保护方法及相关装置 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种交直流混合配电网保护方法及相关装置，包括：获取配电网的历史电流和电压数据并提取出交、直流分量；根据交、直流分量通过自适应学习算法，确定配电网的正常运行模式的交、直流分量，将实时电流和电压数据的交、直流分量与正常运行模式的进行比较，根据比较结果分析交直流混合配电网是否存在故障；当交直流混合配电网存在故障时，提取实时电流和电压数据的特征信息，根据特征信息通过识别算法确定故障类型，并对故障类型进行验证后，根据故障类型确定保护策略类型，从而对配电网保护进行保护，同时发送报警信号至工作人员。解决了现有技术无法快速的对配电网故障情况进行判断，导致无法快速的对故障进行解决的问题。
Description
技术领域
本申请涉及配电网保护技术领域，尤其涉及一种交直流混合配电网保护方法及相关装置。
背景技术
交直流混合配电网是指交流和直流混合在一起的配电网络。在交流配电网的基础上建设交直流混合配电网是未来配电网的发展趋势。然而，直流配电网中分布式电源、储能装置等新设备的引入也对能效产生了新的影响，当交直流混合配电网发生故障后，极大的影响了对用户的配电，但现有的保护方法无法快速的对交直流混合配电网故障情况进行判断，导致无法快速的对故障进行解决，隐藏了用户的用电情况。因此，需要实时的对交直流混合配电网进行保护处理。
发明内容
本申请提供了一种交直流混合配电网保护方法及相关装置，用于解决现有技术无法快速的对交直流混合配电网故障情况进行判断，导致无法快速的对故障进行解决，隐藏了用户的用电情况的问题。
有鉴于此，本申请第一方面提供了一种交直流混合配电网保护方法，所述方法包括：
获取交直流混合配电网的历史电流和电压数据，并提取出交流分量和直流分量；
根据所述交流分量和所述直流分量，通过自适应学习算法，确定交直流混合配电网的正常运行模式的交流分量和直流分量，将实时电流和电压数据的交流分量和直流分量与正常运行模式的交流分量和直流分量进行比较，根据比较结果分析交直流混合配电网是否存在故障；
当交直流混合配电网存在故障时，提取实时电流和电压数据的特征信息，根据特征信息通过识别算法确定故障类型，其中，所述识别算法为SVM、人工神经网络或决策树；
根据故障类型确定保护策略类型，根据所述保护策略类型对交直流混合配电网保护进行保护，同时发送报警信号至工作人员，使得工作人员对获取故障类型、以及监测对交直流混合配电网的保护情况。
可选地，所述根据特征信息通过识别算法确定故障类型，之后还包括：
获取故障类型对应的故障信息，对故障信息进行预处理后，基于机器学习模型算法将故障信息与故障库中历史故障数据进行比对，从而对故障类型进行验证，确定最终的故障类型。
可选地，所述提取实时电流和电压数据的特征信息，根据特征信息通过识别算法确定故障类型，具体包括：
采集实时电流和电压数据的波形数据，根据所述波形数据提取实时的的特征信息，包括：电流和电压数据的幅值、频率和相位，根据故障类型的特点选取特征信息，根据选取的特征信息通过识别算法确定故障类型。
可选地，所述根据故障类型确定保护策略类型，具体包括：
当故障类型为交流配电网的故障时，将电流保护策略或者距离保护策略，作为保护策略类型；
当故障类型为直流配电网的故障时，选择基于电压变化的保护策略或者基于电流变化的保护策略。
本申请第二方面提供一种交直流混合配电网保护系统，所述系统包括：
获取单元，用于获取交直流混合配电网的历史电流和电压数据，并提取出交流分量和直流分量；
分析单元，用于根据所述交流分量和所述直流分量，通过自适应学习算法，确定交直流混合配电网的正常运行模式的交流分量和直流分量，将实时电流和电压数据的交流分量和直流分量与正常运行模式的交流分量和直流分量进行比较，根据比较结果分析交直流混合配电网是否存在故障；
识别单元，用于当交直流混合配电网存在故障时，提取实时电流和电压数据的特征信息，根据特征信息通过识别算法确定故障类型，其中，所述识别算法为SVM、人工神经网络或决策树；
保护单元，用于根据故障类型确定保护策略类型，根据所述保护策略类型对交直流混合配电网保护进行保护，同时发送报警信号至工作人员，使得工作人员对获取故障类型、以及监测对交直流混合配电网的保护情况。
可选地，还包括：验证单元：
所述验证单元，用于获取故障类型对应的故障信息，对故障信息进行预处理后，基于机器学习模型算法将故障信息与故障库中历史故障数据进行比对，从而对故障类型进行验证，确定最终的故障类型。
可选地，所述提取实时电流和电压数据的特征信息，根据特征信息通过识别算法确定故障类型，具体包括：
采集实时电流和电压数据的波形数据，根据所述波形数据提取实时的的特征信息，包括：电流和电压数据的幅值、频率和相位，根据故障类型的特点选取特征信息，根据选取的特征信息通过识别算法确定故障类型。
可选地，所述根据故障类型确定保护策略类型，具体包括：
当故障类型为交流配电网的故障时，将电流保护策略或者距离保护策略，作为保护策略类型；
当故障类型为直流配电网的故障时，选择基于电压变化的保护策略或者基于电流变化的保护策略。
本申请第三方面提供一种交直流混合配电网保护设备，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述第一方面所述的交直流混合配电网保护方法的步骤。
本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述第一方面所述的交直流混合配电网保护方法。
从以上技术方案可以看出，本申请具有以下优点：
本申请提供了一种交直流混合配电网保护方法，可快速的对交直流混合配电网发生的故障进行判断，并且根据判断的故障进行修复处理，从而提高了对故障的修复效率，可快速的完成对用户的供电工作，并且可及时的对工作人员进行提醒工作，同时在对配电网进行保护时，能够根据不同类型的故障类型进行保护，且区分交流故障以及直流故障，从而提高了故障处理的效率，并且能够提高该配电网的可靠性和稳定性。进而解决了现有技术无法快速的对交直流混合配电网故障情况进行判断，导致无法快速的对故障进行解决，隐藏了用户的用电情况的问题。
附图说明
图1为本申请实施例中提供的一种交直流混合配电网保护方法的流程示意图；
图2为本申请实施例中提供的一种交直流混合配电网保护系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
请参阅图1，本申请实施例中提供的一种交直流混合配电网保护方法，包括：
步骤101、获取交直流混合配电网的历史电流和电压数据，并提取出交流分量和直流分量。
需要说明的是，首先获取交直流混合配电网的历史电流和电压数据，其中电流和电压数据包含交流分量和直流分量，然后通过数字信号处理技术提取其中的交流分量和直流分量。
步骤102、根据所述交流分量和所述直流分量，通过自适应学习算法，确定交直流混合配电网的正常运行模式的交流分量和直流分量，将实时电流和电压数据的交流分量和直流分量与正常运行模式的交流分量和直流分量进行比较，根据比较结果分析交直流混合配电网是否存在故障。
需要说明的是，通过自适应学习算法对提取出的交流分量和直流分量进行自适应学习统计得到一个正常的运行模式的交流分量和直流分量，随后根据后续提取的交流分量和直流分量与正常运行模式进行比较得到一个差异值，利用得到的差异值与设置的阈值进行比较，由于阈值为一个固定值或者一个具体的区间值，从而得到差异值与阈值的比较情况，根据比较情况判断是否存在故障。
步骤103、当交直流混合配电网存在故障时，提取实时电流和电压数据的特征信息，根据特征信息通过识别算法确定故障类型，其中，所述识别算法为SVM、人工神经网络或决策树。
需要说明的是，在检测到故障后，本实施例根据电流、电压波形和相位信息特征对故障类型进行识别，识别过程包括：首先采集电流以及电压的波形数据，从采集到的波形数据中提取特征信息，如：电流和电压的幅值、频率和相位差，由于不同的故障对应不同的特征，根据故障类型的特点，选择合适的特征进行故障识别，随后根据选定的特征信息，使用SVM、人工神经网络或者决策树进行故障类型判断。
步骤104、根据故障类型确定保护策略类型，根据所述保护策略类型对交直流混合配电网保护进行保护，同时发送报警信号至工作人员，使得工作人员对获取故障类型、以及监测对交直流混合配电网的保护情况。
需要说明的是，根据故障类型确定保护策略类型，包括：当故障类型为交流配电网的故障时，将电流保护策略或者距离保护策略，作为保护策略类型；当故障类型为直流配电网的故障时，选择基于电压变化的保护策略或者基于电流变化的保护策略，从而根据所述保护策略类型对交直流混合配电网保护进行保护。其中，保护动作包括跳闸、隔离故障区域或者切换负荷完成对交直流混合配电网的保护。在完成保护动作后，从而完成对故障区域进行修复和供电修复
同时，发送报警信号至工作人员，使得工作人员对获取故障类型、以及监测对交直流混合配电网的保护情况。其中，报警的方式包括但不限于发出报警的声音、通过短信进行提醒、通过电话的方式进行提醒以及通过邮箱进行提醒。
在一个实施例中，本申请的交直流混合配电网保护方法，在步骤103之后还包括：
获取故障类型对应的故障信息，对故障信息进行预处理后，基于机器学习模型算法将故障信息与故障库中历史故障数据进行比对，从而对故障类型进行验证，确定最终的故障类型。
需要说明的是，为了提高故障类型的识别准确性，当识别出故障类型后，再次对故障类型进行验证，具体的，获取故障类型对应的故障信息，进行数据预处理，预处理包括数据清洗以及格式标准化，随后故障验证模块使用机器学习模型算法与已有的故障库中的故障数据进行比对，从而判断故障，在故障判断后，故障验证模块通过模拟仿真进行故障验证，最后给出故障验证的结果。
进一步地，本领域技术人员还可以在配电网正常运行期间，对交直流混合配电网进行实时的监控和预测。以及实时的对交直流混合配电网的运行状态进行了解，并对故障的处理结果以及报警情况进行记录处理，便于后续的查阅。
本申请提供的一种交直流混合配电网保护方法，可快速的对交直流混合配电网发生的故障进行判断，并且根据判断的故障进行修复处理，从而提高了对故障的修复效率，可快速的完成对用户的供电工作，并且可及时的对工作人员进行提醒工作，同时在对配电网进行保护时，能够根据不同类型的故障类型进行保护，且区分交流故障以及直流故障，从而提高了故障处理的效率，并且能够提高该配电网的可靠性和稳定性。
以上为本申请实施例中提供的一种交直流混合配电网保护方法，以下为本申请实施例中提供的一种交直流混合配电网保护系统。
请参阅图2，本申请实施例中提供的一种交直流混合配电网保护系统，包括：
获取单元201，用于获取交直流混合配电网的历史电流和电压数据，并提取出交流分量和直流分量；
分析单元202，用于根据所述交流分量和所述直流分量，通过自适应学习算法，确定交直流混合配电网的正常运行模式的交流分量和直流分量，将实时电流和电压数据的交流分量和直流分量与正常运行模式的交流分量和直流分量进行比较，根据比较结果分析交直流混合配电网是否存在故障；
识别单元203，用于当交直流混合配电网存在故障时，提取实时电流和电压数据的特征信息，根据特征信息通过识别算法确定故障类型，其中，所述识别算法为SVM、人工神经网络或决策树；
保护单元204，用于根据故障类型确定保护策略类型，根据所述保护策略类型对交直流混合配电网保护进行保护，同时发送报警信号至工作人员，使得工作人员对获取故障类型、以及监测对交直流混合配电网的保护情况。
在一个实施例中，本申请的交直流混合配电网保护系统，还包括：验证单元：
所述验证单元，用于获取故障类型对应的故障信息，对故障信息进行预处理后，基于机器学习模型算法将故障信息与故障库中历史故障数据进行比对，从而对故障类型进行验证，确定最终的故障类型。
本申请提供的一种交直流混合配电网保护系统，可快速的对交直流混合配电网发生的故障进行判断，并且根据判断的故障进行修复处理，从而提高了对故障的修复效率，可快速的完成对用户的供电工作，并且可及时的对工作人员进行提醒工作，同时在对配电网进行保护时，能够根据不同类型的故障类型进行保护，且区分交流故障以及直流故障，从而提高了故障处理的效率，并且能够提高该配电网的可靠性和稳定性。
进一步地，本申请实施例中还提供了一种交直流混合配电网保护设备，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行如上述方法实施例所述的交直流混合配电网保护方法的步骤。
进一步地，本申请实施例中还提供了计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行上述方法实施例所述的交直流混合配电网保护方法。
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，上述描述的系统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。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
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，所述单元的划分，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。
所述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。
所述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)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(英文全称：Read-OnlyMemory，英文缩写：ROM)、随机存取存储器(英文全称：Random Access Memory，英文缩写：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种交直流混合配电网保护方法，其特征在于，包括：
获取交直流混合配电网的历史电流和电压数据，并提取出交流分量和直流分量；
根据所述交流分量和所述直流分量，通过自适应学习算法，确定交直流混合配电网的正常运行模式的交流分量和直流分量，将实时电流和电压数据的交流分量和直流分量与正常运行模式的交流分量和直流分量进行比较，根据比较结果分析交直流混合配电网是否存在故障；
当交直流混合配电网存在故障时，提取实时电流和电压数据的特征信息，根据特征信息通过识别算法确定故障类型，其中，所述识别算法为SVM、人工神经网络或决策树；
根据故障类型确定保护策略类型，根据所述保护策略类型对交直流混合配电网保护进行保护，同时发送报警信号至工作人员，使得工作人员对获取故障类型、以及监测对交直流混合配电网的保护情况。
2.根据权利要求1所述的交直流混合配电网保护方法，其特征在于，所述根据特征信息通过识别算法确定故障类型，之后还包括：
获取故障类型对应的故障信息，对故障信息进行预处理后，基于机器学习模型算法将故障信息与故障库中历史故障数据进行比对，从而对故障类型进行验证，确定最终的故障类型。
3.根据权利要求1所述的交直流混合配电网保护方法，其特征在于，所述提取实时电流和电压数据的特征信息，根据特征信息通过识别算法确定故障类型，具体包括：
采集实时电流和电压数据的波形数据，根据所述波形数据提取实时的的特征信息，包括：电流和电压数据的幅值、频率和相位，根据故障类型的特点选取特征信息，根据选取的特征信息通过识别算法确定故障类型。
4.根据权利要求1所述的交直流混合配电网保护方法，其特征在于，所述根据故障类型确定保护策略类型，具体包括：
当故障类型为交流配电网的故障时，将电流保护策略或者距离保护策略，作为保护策略类型；
当故障类型为直流配电网的故障时，选择基于电压变化的保护策略或者基于电流变化的保护策略。
5.一种交直流混合配电网保护系统，其特征在于，包括：
获取单元，用于获取交直流混合配电网的历史电流和电压数据，并提取出交流分量和直流分量；
分析单元，用于根据所述交流分量和所述直流分量，通过自适应学习算法，确定交直流混合配电网的正常运行模式的交流分量和直流分量，将实时电流和电压数据的交流分量和直流分量与正常运行模式的交流分量和直流分量进行比较，根据比较结果分析交直流混合配电网是否存在故障；
识别单元，用于当交直流混合配电网存在故障时，提取实时电流和电压数据的特征信息，根据特征信息通过识别算法确定故障类型，其中，所述识别算法为SVM、人工神经网络或决策树；
保护单元，用于根据故障类型确定保护策略类型，根据所述保护策略类型对交直流混合配电网保护进行保护，同时发送报警信号至工作人员，使得工作人员对获取故障类型、以及监测对交直流混合配电网的保护情况。
6.根据权利要求5所述的交直流混合配电网保护系统，其特征在于，还包括：验证单元：
所述验证单元，用于获取故障类型对应的故障信息，对故障信息进行预处理后，基于机器学习模型算法将故障信息与故障库中历史故障数据进行比对，从而对故障类型进行验证，确定最终的故障类型。
7.根据权利要求5所述的交直流混合配电网保护系统，其特征在于，所述提取实时电流和电压数据的特征信息，根据特征信息通过识别算法确定故障类型，具体包括：
采集实时电流和电压数据的波形数据，根据所述波形数据提取实时的的特征信息，包括：电流和电压数据的幅值、频率和相位，根据故障类型的特点选取特征信息，根据选取的特征信息通过识别算法确定故障类型。
8.根据权利要求5所述的交直流混合配电网保护系统，其特征在于，所述根据故障类型确定保护策略类型，具体包括：
当故障类型为交流配电网的故障时，将电流保护策略或者距离保护策略，作为保护策略类型；
当故障类型为直流配电网的故障时，选择基于电压变化的保护策略或者基于电流变化的保护策略。
9.一种交直流混合配电网保护设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1-4任一项所述的交直流混合配电网保护方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行权利要求1-4任一项所述的交直流混合配电网保护方法。
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| CN202311817068.4A CN117767235A (zh) | 2023-12-26 | 2023-12-26 | 一种交直流混合配电网保护方法及相关装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202311817068.4A CN117767235A (zh) | 2023-12-26 | 2023-12-26 | 一种交直流混合配电网保护方法及相关装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118214169A (zh) * | 2024-05-22 | 2024-06-18 | 上海红檀智能科技有限公司 | 交直流通用物联网断路器及运行状态分类方法 |
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2023
- 2023-12-26 CN CN202311817068.4A patent/CN117767235A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118214169A (zh) * | 2024-05-22 | 2024-06-18 | 上海红檀智能科技有限公司 | 交直流通用物联网断路器及运行状态分类方法 |
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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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