[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

说明书

本发明提供了一种基于边缘计算的配电网单相接地故障定位装置和方法，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，三相采集模块通过北斗/GPS授时实现各个测点同步，实时同步采集电流波形，将录波数据存储在本地，单相接地故障发生时，在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，计算获得融合行波波速，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。

技术领域

本发明涉及配电网故障定位技术领域，特别是涉及一种配电网单相接地故障定位装置及方法。

背景技术

现有技术文件1(衡思坤,韦海荣,朱立位,李德众,杨浩.一种配电网单相接地故障定位方法[P].CN103454561A,2013-12-18.)公开了一种配电网单相接地故障定位方法，以电线杆或分支线为节点安装故障指示器，通过故障指示器的翻牌结果作为指示，其效率低，定位精度差。

现有技术2(孙忠耀,徐飞,汤盛润,王亮,赖晓明.一种故障录波器[P].CN203519741U,2014-04-02.)公开了一种故障录波器，然而该故障录波器体积较大，能耗高且不能进行野外部署，只能用在变电站侧进行关口数据录波，对各个分支线的情况不能准确的进行数据描述，存在一定的盲区。

由于瞬态数据采集信息量大，且未来采集速率进一步提升后信息量更大，如果采用集中存储录波信号，将导致网络负载巨大，且网络的稳定性难以满足需求。另外由于架空输电线的电磁辐射环境复杂，对故障定位装置的通信存在一定的干扰。

因此需要一种快速精确定位并能解决片上资源的系统及方法，并且从物理结构、通信机制进行设计抵抗电磁辐射的干扰，提高装置的可靠性和稳定性。

发明内容

解决配电网故障定位装置中高精度定位与有限资源之间的矛盾，基于边缘计算的方法，本地化快速查找故障波形的波头，同时利用高精度时间同步机制，精确定位单相接地故障点。

本发明采用了如下的技术方案：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，三相采集模块通过北斗/GPS授时实现各个测点同步，实时同步采集输电线路各个测点每相的电流波形，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。