[发明专利]利用电能质量监测数据进行电网故障源定位的方法及电力系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力系统故障源定位的方法及电力系统

背景技术

在电力系统运行中,输配电线路担负着电能输送分配的重任,很容易发生故障,而用人工查找故障点费时又困难，不利于快速恢复电网运行。故障定位技术可以根据线路故障时的故障特征迅速准确地进行故障定位,不仅有利于线路及时修复,保证可靠供电,大大减轻人工巡线的艰辛劳动,而且对电力系统的安全稳定和经济运行都有十分重要的作用。由于高压输电线路和中低压配电网本身线路网络结构的不同,所以,适应于各自的故障定位方法也有所区别。

1）高压输电线故障定位、输电线路故障定位按其工作原理分为阻抗法、行波法两种。

2）配电网故障定位技术一直是国内外研究的难点,到目前为止还没有很好的解决方法,只能靠人工寻线。少数配电系统安装馈线自动化装置的地区,在线路上安装有自动分段开关和检测装置,故障后利用自动分段开关的相互配合,确定故障区段并将故障区段隔离,但是这种方法只能确定故障区段,并不能确定故障位置,而且由于馈线自动化投资大、维护复杂,没有得到广泛应用。

3）电缆故障一般分为:开路故障、低阻故障和高阻故障三种类型。从测距原理上分析,阻抗法和行波法同样是电力电缆测距的基本方法。由于电力电缆自身故障的特点,高阻故障和闪络故障用阻抗法根本无法实现,而行波法在此处就显示出优越性。目前故障电缆的测距方法主要是基于C型行波测距法的脉冲电压法和脉冲电流法。

上述故障源定位方法多是在故障发生后，再向故障线路注入信号以进行故障定位。当前电网中已经普遍部署了电能质量监测仪器。当线路发生故障后，会引发相应的电能质量问题。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种无需额外投入的电网中的线路实现故障源定位方法。

为达到上述目的，本发明利用电能质量监测数据进行配电网电压暂降故障源定位的方法，其中，所述的配电网中部署有多个电能质量监测节点，各电能质量监测节点的时钟同步，所述的电能质量监测点产生的电能质量监测数据传输路径独立于电网网络，其特征在于：所述方法至少包括下述步骤：

依据采集到的故障线路两端的电压暂降信息，仿真分析从故障点引发线路两端电能质量监测仪实时波形变化的时间差；

依据时间差和故障在故障线路上的传播速度计算故障源距近电能质量监测节点的位置。

其中，所述方法具体包括：

a)对电网结构进行拓扑抽象，建立电能质量监测点与线路的对应关系，每条线路抽象为一条有确定长度的线段，电能质量监测节点抽象为线段两端的节点，而目标电网则抽象为一张加权网络；

b)采集故障线路两端的电压暂升或暂降信息到中心结点，并仿真分析从线路发生故障的点引发线路两端电能质量监测仪实时波形变化的时间差，

c)依据时间差和故障在故障线路上的传播速度计算出故障源距近电能质量监测节点的位置。

其中，计算故障源距近电能质量监测节点的位置的公式为：

m=(l–s*t)/2，

其中，l是线路长度，s为故障在线路中传播速度,t为两端时间差。

为达到上述目的，本发明电网故障源定位的电力系统，其中，所述的电网中部署有多个电能质量监测点，各电能质量监测点的时钟同步，所述的电能质量监测点产生的电能质量监测数据传输路径独立于电网网络，其特征在于：所述电力系统至少包括：

时间差计算装置，用以依据采集到的故障线路两端的电压暂降信息，仿真分析从故障点引发线路两端电能质量监测仪实时波形变化的时间差；

故障定位装置，依据时间差和故障在故障线路上的传播速度计算故障源距近电能质量监测节点的位置。

本发明不需要额外投入，仅利用现有电网中的电能质量监测装置即可实现，成本低。

附图说明

图1为基于电能质量监测进行故障源定位框图。

图2为故障监测原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

本发明能对以下情况的电网中的线路实现故障源定位：（1）电网中已经部署了多个电能质量监测点；（2）电能质量监测数据传输路径独立于电网网络；（3）进行故障源定位监测的线路的两端都有电能质量监测仪器。

在上每个电能质量监测节点上需要部署相应软件，使每个监测节点成为一个故障源定位的计算节点，每个监测节点要保证与相邻监测节点的通讯及数据传输能力。需要在区域上部署一台计算服务器作为中心计算节点，用于显示全局故障位置信息，并发出调度信号。