[发明专利]一种配电网同步数据故障定位系统

权利要求书

1.一种配电网同步数据系统的故障定位方法，该配电网同步数据系统：包括传统PUM网络大规模输电网，所述传统PUM网络大规模输电网连接有μPMU网络配电网，所述μPMU网络配电网连接有云计算端；

所述μPMU网络配电网由电压电流光纤变送器、卫星授时模块、μPMU装置和NB-IOT通信模块组成；

所述云计算端由互联网、客户端高级应用软件组成；

所述光纤变送器将高电压、大电流电能变换为低电压、小电流的采样信号；

所述μPMU将采样信号实时转换为数字测量值，所述卫星授时模块对测量值进行标记高精度时间标识；

所述NB-IOT通信模块把μPMU实时数据上传到互联网；

该配电网同步数据系统的故障定位方法：其特征在于：具体包括以下步骤：

第一：基于配电网特征和功能需求，提出基于物联网的云计算架构：

1)：对比分析国家电网公司使用的主要配网自动化系统的功能和水平，研究适用于配电网的最佳通信模式，确定μPMU的物联网通信协议和方式；

2)：通过μPMU量测数据的虚拟化抽象和组合，基于百度云监控系统，提出配电网分析系统云计算架构；

第二：构建复杂配电网拓扑结构分析模型，提出支路化简方法：

1)：修剪馈线分支；配电网馈线上通常有很多分支，其负荷一般较小，如果负荷比小，可以将负荷集中在分支与馈线的节点上，从而消除分支；

2)：简化馈线；为了保证拓扑结构可观性，模型中必须包含分支节点、始末节点、大负荷节点和安装μPMU等测量装置的节点；然后，计算各节点之间的负荷，除去负荷小的线路，尽量将负荷集中在终端节点上；

第三：基于μPMU的复杂配电网故障定位技术：

1)：基于单端μPMU量测数据的故障距离计算方法

系统发生单相接地故障，已知相量，根据欧姆定律，存在关系式

其中D为故障距离(单位千米)，为故障电流，R_f为过渡电阻，Z_aa为三相线路每千米单位阻抗；长度为L的线路，故障距离D可使用如下方法计算得出：首先，故障电流估计值可表示为为故障前的相电流；然后，求解含D和R_f未知量的平衡方程式式包含实部和虚部两个实数方程，方程可解；最后，根据故障距离，计算故障点的电压相量算法中，故障距离用N表示，单位千米；

2)：双端配电网主网络故障节点的确定方法

环网、双端配电网主网络可以等值为双端网络，双端网络可由等效电源G和H供电，故障点距离G为m单位，则距离H为(1-m)单位，满足平衡方程

式中，故障点电压为电源G的端电压，为电源H的端电压，为电源G的电流，为电源H的电流，Z为配电线路每千米的阻抗，两式相减，得

求解式可求得故障距离m；然后，将m乘以主接线的总距离，得出实际距离M；

3)：分支线路故障距离的计算方法

分支线路故障距离的计算步骤与第一步中的方法相同，不同点在于此处的距离为主网络母线到故障点的分支实际距离；基于第一步的方法，故障距离为D，单位千米，通过判断N、M和D的阈值关系，可判断故障点位置，其方法为：若M＝N，则故障在主线路中，故障距离可以给定为M(km)；若M≠N，则故障在分支线路中，故障距离为(M+D)km。

2.根据权利要求1所述的一种配电网同步数据故障定位系统，其特征是：所述百度云监控系统为依托于百度云的监控产品，包括了云服务监控、站点监控、自定义监控、报警管理、开放API、监控采集客户端高级应用软件等主要功能，为用户提供全面、可靠、及时的监控服务。