[发明专利]一种基于边缘计算的配电网单相接地故障定位装置及方法

权利要求书

1.一种基于边缘计算的配电网单相接地故障定位装置，包括：设置在配电网自动化主站的定位计算模块和全网分布式设置的多个测点，各个测点设置有测量装置，测量装置包括安装在输电线上的三相采集模块和安装在电线杆上的汇聚模块，根据配电网拓扑结构，将全网的测量装置划分为多个测量装置组，其特征在于：

三相采集模块通过北斗/GPS授时实现各个测点同步，实时同步采集配电网各个测点输电线每相的电流波形，将录波数据存储在三相采集模块本地，单相接地故障发生时，在三相采集模块本地执行边缘计算处理故障波形，查找故障点波形的波头，并将故障前后多个周波的电流波形及其时间信息传输至汇聚模块；

汇聚模块汇总三相采集模块的故障信息数据，对多个三相采集模块的故障信息数据进行横向处理校验，即汇聚模块判断三相采集模块回传的故障信息数据在时间尺度上是否存在偏差，如果存在偏差则需要查漏补缺，召回相应的波头文件，校验通过后，将故障信息数据无线传输至配电网自动化主站的定位计算模块；

定位计算模块以多个测量装置组计算得出的行波波速按照权重融合计算融合行波波速，并采用双端行波测距算法以故障信息数据计算得出故障点位置，其中，以如下公式计算融合行波波速，

式中：

i为用于计算行波波速的测量装置组的编号，即，i∈{1,…,n}；

n为用于配电网单相接地故障定位计算的测量装置组的数量；

γ_i为第i测量装置组当前的权重值；

v_i为第i测量装置组计算得出的行波波速；

v_fn为n个测量装置组计算得出的融合行波波速。

2.根据权利要求1所述的配电网单相接地故障定位装置，其特征在于，

三相采集模块包括：采样单元、存储单元、时间同步单元和数据处理单元。

3.根据权利要求2所述的配电网单相接地故障定位装置，其特征在于，

所述采样单元包括：罗氏线圈、SAR差分ADC和FIFO，罗氏线圈用于采集输电线路电流，SAR差分ADC与罗氏线圈相连接，时钟发生芯片产生采样时钟信号，用于控制SAR差分ADC的采样频率，以设定的采样频率对电流波形进行采样，进行三相采集模块本地化录波。

4.根据权利要求3所述的配电网单相接地故障定位装置，其特征在于，

所述设定的采样频率不低于1MHz。

5.根据权利要求2至4任一项所述的配电网单相接地故障定位装置，其特征在于，

所述存储单元包括：配置信息存储部件和波形数据存储部件，波形数据存储部件设置在各个测点的三相采集模块内部，实时同步存储配电网各个测点的电流波形，其包括设定容量的SSD或eMMC存储器。

6.根据权利要求5所述的配电网单相接地故障定位装置，其特征在于，

采用eMMC存储器时，采用2块eMMC存储器构成乒乓缓存，在写入一块缓存信息的同时，另一块持续缓冲采集信息码流。

7.根据权利要求2至4中任一项所述的配电网单相接地故障定位装置，其特征在于，

存储单元采用流媒体格式或标准录波器文件格式存储电流波形数据。

8.根据权利要求2至4中任一项所述的配电网单相接地故障定位装置，其特征在于，

所述时间同步单元用于为配电网全网所有测点提供授时信号，实现同步采样，其包括：北斗/GPS双模授时部件；该北斗/GPS双模授时部件通过数据处理单元的RX接口向其发送北斗/GPS时间戳，该北斗/GPS双模授时部件的秒脉冲信号通过逻辑电路分发至各个FIFO芯片数据线和处理单元的一个GPIO接口上，实现SAR差分ADC数据的时间戳标记。