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CN107390089B - 分布式系统中实现暂态零序电流信号同步方法及装置 - Google Patents

分布式系统中实现暂态零序电流信号同步方法及装置 Download PDF

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CN107390089B CN201710588534.4A CN201710588534A CN107390089B CN 107390089 B CN107390089 B CN 107390089B CN 201710588534 A CN201710588534 A CN 201710588534A CN 107390089 B CN107390089 B CN 107390089B
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Electric Power Research Institute of State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
State Grid Fujian Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种分布式系统中实现暂态零序电流信号同步方法及装置。采集相邻馈线终端反馈的暂态零序电流；分别计算两路暂态零序电流的暂态零序电流幅值，找到各自的暂态零序电流幅值最大点；根据所述暂态零序电流幅值最大点计算暂态零序电流波形相似系数；将相似系数最大时对应的时刻，确定为故障信息同步的时刻。本发明方法解决了相邻馈线终端彼此交换故障信息产生的延时，为分布式智能小电流接地故障定位奠定了基础，解决了困扰电力部门的一大难题；该方法只利用暂态电流信号，适用范围广，方法简单且易实现。

Description

分布式系统中实现暂态零序电流信号同步方法及装置
技术领域
本发明涉及分布式智能故障定位中馈线终端彼此交换的故障录波信息，并利用交换故障信息中的暂态零序电流幅值实现数据信号同步的方法，属于电气自动化领域，具体涉及一种分布式系统中实现暂态零序电流信号同步方法及装置。
背景技术
传统配电网具有结构复杂，负载比较分散的特点，输电线路发生故障的概率很高，尤其是小电流系统的单相接地故障。为确定小电流接地故障的位置，可采用波形相似法，波形相似法需要信息同步，若是故障信息不同步，将会造成波形相似系数产生误差，导致定位不准确。由此可见，确定馈线终端交换的故障信息同步的时刻，对暂态零序电流相似系数的计算、保证分布式智能小电流接地故障定位的顺利实施都具有重要的意义。
本发明要解决的技术问题是：分布式系统中实现暂态零序电流信号同步方法，特别是在分布式智能小电流接地故障定位方法中的应用。在分布式智能小电流接地故障定位中，相邻馈线终端(Federal Terminal Unit,FTU)交换彼此检测到的暂态零序电流信息，在交换过程中存在一定的延时，造成故障信息不同步。
发明内容
本发明的目的在于提供一种分布式系统中实现暂态零序电流信号同步方法及装置，该方法解决了相邻馈线终端彼此交换故障信息产生的延时，为分布式智能小电流接地故障定位奠定了基础，解决了困扰电力部门的一大难题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种分布式系统中实现暂态零序电流信号同步方法，采集相邻馈线终端反馈的暂态零序电流；分别计算两路暂态零序电流的暂态零序电流幅值，找到各自的暂态零序电流幅值最大点；根据所述暂态零序电流幅值最大点计算暂态零序电流波形相似系数；将相似系数最大时对应的时刻，确定为故障信息同步的时刻。
在本发明一实施例中，所述暂态零序电流幅值的计算是在线路发生故障后，馈线终端交换彼此的暂态零序电流信息之时。
在本发明一实施例中，所述暂态零序电流幅值的计算公式如下：
Figure DEST_PATH_GDA0001380112710000011
式中，T0为线路发生故障后的一时间间隔，i(t)是暂态零序电流的瞬时值。
在本发明一实施例中，所述T0取值为2ms。
在本发明一实施例中，所述以暂态零序电流幅值最大点寻找最终基准点具体过程为：首先，以暂态零序电流幅值最大点作为初始基准点，前后滑动1/4工频周波，每滑动一个点，计算一次暂态零序电流波形相似系数，寻找暂态零序电流波形相似系数绝对值最大的位置，即作为最终基准点。
在本发明一实施例中，所述工频周波为5ms。
在本发明一实施例中，所述暂态零序电流波形相似系数的计算公式如下：
Figure DEST_PATH_GDA0001380112710000021
式中，ik(t)和ik+1(t)分别为相邻馈线终端检测到的暂态零序电流；t为采样序列；N为数据总长度；τ是暂态零序电流平移的点数；由于相邻馈线终端传输暂态电流信息需要延时几毫秒，故一般根据现场相邻馈线终端对时的精度，设置所述τ的范围取1～2ms。
本发明还提供了一种分布式系统中实现暂态零序电流信号同步装置，包括，
采集单元，用于采集相邻馈线终端反馈的暂态零序电流；
第一计算单元，用于分别计算两路暂态零序电流的暂态零序电流幅值，找到各自的暂态零序电流幅值最大点；
第二计算单元，用于根据所述暂态零序电流幅值最大点计算暂态零序电流波形相似系数；
确定单元，用于将相似系数最大时对应的时刻，确定为故障信息同步的时刻。
在本发明一实施例中，所述所述暂态零序电流幅值的计算公式如下：
Figure DEST_PATH_GDA0001380112710000022
式中，T0为线路发生故障后的一时间间隔，i(t)是暂态零序电流的瞬时值；
所述暂态零序电流波形相似系数的计算公式如下：
Figure DEST_PATH_GDA0001380112710000031
式中，ik(t)和ik+1(t)分别为相邻馈线终端检测到的暂态零序电流；t为采样序列；N为数据总长度；τ是暂态零序电流平移的点数。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明利用暂态零序电流幅值来实现数据信号的同步，特别是在分布式智能小电流接地故障定位方法中的应用；在分布式智能小电流接地故障定位中，相邻馈线终端(Federal Terminal Unit,FTU)交换彼此检测到的暂态零序电流信息，在交换过程中存在一定的延时，造成故障信息不同步；本发明方法通过计算暂态零序电流幅值，找到暂态零序电流幅值最大的点；幅值最大点的暂态零序电流相似系数也最大，起始时刻相差的也就越小，此时就认为数据信号达到了同步；该方法解决了相邻馈线终端彼此交换故障信息产生的延时，为分布式智能小电流接地故障定位奠定了基础，解决了困扰电力部门的一大难题；该方法只利用暂态电流信号，适用范围广，方法简单且易实现。
附图说明
图1本发明的分布式智能故障定位示意图。
图2本发明的暂态零序电流波形分布规律示意图。
图3本发明方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
本发明的一种分布式系统中实现暂态零序电流信号同步方法，采集相邻馈线终端反馈的暂态零序电流；分别计算两路暂态零序电流的暂态零序电流幅值，找到各自的暂态零序电流幅值最大点；根据所述暂态零序电流幅值最大点计算暂态零序电流波形相似系数；将相似系数最大时对应的时刻，确定为故障信息同步的时刻。
所述暂态零序电流幅值的计算是在线路发生故障后，馈线终端交换彼此的暂态零序电流信息之时。所述暂态零序电流幅值的计算公式如下：
Figure DEST_PATH_GDA0001380112710000041
式中，T0为线路发生故障后的一时间间隔，i(t)是暂态零序电流的瞬时值。所述T0取值为 2ms。
所述以暂态零序电流幅值最大点寻找最终基准点具体过程为：首先，以暂态零序电流幅值最大点作为初始基准点，前后滑动1/4工频周波，每滑动一个点，计算一次暂态零序电流波形相似系数，寻找暂态零序电流波形相似系数绝对值最大的位置，即作为最终基准点。所述工频周波为5ms。
所述暂态零序电流波形相似系数的计算公式如下：
Figure DEST_PATH_GDA0001380112710000042
式中，ik(t)和ik+1(t)分别为相邻馈线终端检测到的暂态零序电流；t为采样序列；N为数据总长度；τ是暂态零序电流平移的点数；由于相邻馈线终端传输暂态电流信息需要延时几毫秒，故一般根据现场相邻馈线终端对时的精度，设置τ的范围取1～2ms。
本发明还提供了一种分布式系统中实现暂态零序电流信号同步装置，包括，
采集单元，用于采集相邻馈线终端反馈的暂态零序电流；
第一计算单元，用于分别计算两路暂态零序电流的暂态零序电流幅值，找到各自的暂态零序电流幅值最大点；
第二计算单元，用于根据所述暂态零序电流幅值最大点计算暂态零序电流波形相似系数；
确定单元，用于将相似系数最大时对应的时刻，确定为故障信息同步的时刻。
以下为本发明的具体实现过程。
如图1所示：
线路发生故障后，线路中的馈线终端启动并与相邻馈线终端交换彼此检测到的故障信息。
如图2所示：
线路发生故障，故障点上、下游及正常线路暂态零序电流幅值的变化情况；若是馈线终端的交换彼此的故障信息，需要找到数据同步的时刻。首先计算两波形的暂态零序电流幅值，找到暂态零序电流幅值最大点；再计算暂态零序电流波形相似系数。幅值最大的点也是波形相似系数最大的点，此时起始误差最小，近似认为数据信号同步。
如图3所示，具体步骤如下:
步骤1，逻辑流程开始；
步骤2，对暂态零序电流幅值进行计算：
线路发生故障后，馈线终端交换彼此的暂态零序电流信息，通过计算和比较馈线终端的检测到的暂态零序电流幅值，找到暂态零序电流幅值最大点。线路发生故障后，一定时间T0内的暂态零序电流幅值计算公式为：
Figure DEST_PATH_GDA0001380112710000051
式中：T0取2ms；i(t)是暂态零序电流的瞬时值。
步骤3，确定暂态信号的同步标志
采集馈线终端检测到的暂态零序电流，并计算暂态零序电流幅值，暂态零序电流幅值的计算公式(1)；通过暂态零序电流幅值的计算找到暂态零序电流幅值最大点，确定暂态零序信号的同步标志，将两个波形的暂态零序电流幅值最大点对齐作为基准点，计算馈线终端检测到的暂态零序电流波形相似系数。
步骤4，计算暂态零序电流波形相似系数：
暂态零序电流波形相似系数的计算公式如下：
Figure DEST_PATH_GDA0001380112710000061
式中，ik(t)和ik+1(t)分别为相邻馈线终端检测到的暂态零序电流；t为采样序列；N为数据总长度；τ是暂态零序电流平移的点数；由于相邻馈线终端传输暂态电流信息需要延时几毫秒，故一般根据现场相邻馈线终端对时的精度，设置τ的长度为1～2ms。
步骤5，以暂态零序电流幅值最大点作为初始基准点，前后滑动1/4工频周波(5ms)，每滑动一个点，计算一次暂态零序电流波形相似系数，寻找相似系数绝对值最大的位置，作为最终基准点。并将此时的相似系数记录为最终的相似系数。通过计算比较可知，暂态零序电流幅值最大点暂态零序电流波形相似系数也最大，两波形的起始时刻相差的也就最小，此时就认为信号达到了同步。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质 (包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其
他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种分布式系统中实现暂态零序电流信号同步方法，其特征在于：采集相邻馈线终端反馈的暂态零序电流；分别计算两路暂态零序电流的暂态零序电流幅值，找到各自的暂态零序电流幅值最大点；根据所述暂态零序电流幅值最大点计算暂态零序电流波形相似系数；将相似系数最大时对应的时刻，确定为故障信息同步的时刻；
所述暂态零序电流幅值的计算公式如下：
Figure FDA0002531879740000011
式中，T0为线路发生故障后的一时间间隔，i(t)是暂态零序电流的瞬时值；
所述暂态零序电流波形相似系数的计算公式如下：
Figure FDA0002531879740000012
式中，ik(t)和ik+1(t)分别为相邻馈线终端检测到的暂态零序电流；t为采样序列；N为数据总长度；τ是暂态零序电流平移的点数；
寻找相似系数最大时对应的时刻的具体过程为：以暂态零序电流幅值最大点作为初始基准点，前后滑动1/4工频周波，每滑动一个点，计算一次暂态零序电流波形相似系数，寻找暂态零序电流波形相似系数绝对值最大的位置，即作为最终基准点。
2.根据权利要求1所述的分布式系统中实现暂态零序电流信号同步方法，其特征在于：所述暂态零序电流幅值的计算是在线路发生故障后，馈线终端交换彼此的暂态零序电流信息之时。
3.根据权利要求1所述的分布式系统中实现暂态零序电流信号同步方法，其特征在于：所述T0取值为2ms。
4.根据权利要求1所述的分布式系统中实现暂态零序电流信号同步方法，其特征在于：所述工频周波为5ms。
5.根据权利要求1所述的分布式系统中实现暂态零序电流信号同步方法，其特征在于：所述τ的范围取1～2ms。
6.一种分布式系统中实现暂态零序电流信号同步装置，其特征在于：包括，
采集单元，用于采集相邻馈线终端反馈的暂态零序电流；
第一计算单元，用于分别计算两路暂态零序电流的暂态零序电流幅值，找到各自的暂态零序电流幅值最大点；
第二计算单元，用于根据所述暂态零序电流幅值最大点计算暂态零序电流波形相似系数；
确定单元，用于将相似系数最大时对应的时刻，确定为故障信息同步的时刻；
所述暂态零序电流幅值的计算公式如下：
Figure FDA0002531879740000021
式中，T0为线路发生故障后的一时间间隔，i(t)是暂态零序电流的瞬时值；
所述暂态零序电流波形相似系数的计算公式如下：
Figure FDA0002531879740000022
式中，ik(t)和ik+1(t)分别为相邻馈线终端检测到的暂态零序电流；t为采样序列；N为数据总长度；τ是暂态零序电流平移的点数。
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