多電源供電系統(tǒng)及基于gps與電流波形的故障定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配電網(wǎng)領(lǐng)域，尤其涉及一種多電源供電系統(tǒng)及基于GPS與電流波形的故障定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前大部分配電網(wǎng)本質(zhì)上都是單電源輻射狀網(wǎng)絡(luò)，發(fā)生故障時故障電流會沿著唯一途徑從電源點流向故障點，當前配網(wǎng)系統(tǒng)的集中式FA和智能分布式FA采用的故障隔離方法也均以此為理論依據(jù)，在故障時刻檢測出某段線路一端有故障，另一端無故障，則說明故障點就在該段線路。
[0003]近年來隨著能源變革和智能電網(wǎng)的快速發(fā)展，大量分布式電源接入配電網(wǎng)絡(luò)，配電系統(tǒng)由單電源輻射狀網(wǎng)絡(luò)變成了多電源供電的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)。正常運行時網(wǎng)絡(luò)中的潮流分布以及故障時短路電流的大小、流向和分布均發(fā)生變化。當系統(tǒng)電源和分布式電源中間發(fā)生故障時，假設(shè)分布式電源容量足夠大，系統(tǒng)電源和分布式電源都會提供短路電流，故障電流的流向不再具有唯一性，無法根據(jù)傳統(tǒng)的故障隔離判斷方法進行判斷。
[0004]目前對于多電源供電系統(tǒng)的故障隔離方法大都是保護中引入功率方向元件，通過比較線路兩側(cè)的功率方向判斷故障點，但是由于配電系統(tǒng)中大部分不安裝電壓互感器，因此采用功率方向元件進行故障隔離的方法并不實用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何在不引入功率方向元件的基礎(chǔ)上實現(xiàn)故障定位。
[0006]為了解決這一技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于GPS與電流波形的的故障定位方法，所述多電源供電系統(tǒng)包括至少兩個電源端，所述電源端間通過若干配電終端連接，每兩個電源端之間通過配電終端形成唯一通路連接，該方法包括如下步驟:
[0007]對各配電終端的電流進行AD采樣；
[0008]針對每個配網(wǎng)節(jié)點:
[0009]將相鄰的m個配電終端采樣電流的波形進行兩兩對比，判斷是否存在波形斜率符號相反的兩個配電終端，若存在，則判斷故障點位于該相鄰的m個配電終端之間，其中，m不小于2 ;
[0010]每個所述配電終端均配置有GPS模塊，且通過所述GPS模塊實現(xiàn)對時，從而保證各配電終端AD采樣的電流是同時刻的。
[0011]可選的，將相鄰的m個配電終端采樣電流的波形進行兩兩對比，判斷是否存在波形符號相反不同的兩個配電終端的過程進一步為:
[0012]選取電流采樣波形中tl、t2、t3三個時刻相鄰m個配電終端的AD采樣值，以及tl+n、t2+n、t3+n三個時刻相鄰m個配電終端的AD采樣值；
[0013]針對每個所述配電終端，將tl+n、t2+n、t3+n三個時刻的AD采樣值分別減去tl、t2、t3三個時刻的AD采樣值，得到一組斜率值ktl、kt2、kt3 ；
[0014]將相鄰的m個配電終端中每兩個所述配電終端的兩組斜率值進行比較，若存在一組斜率值ktl、kt2、kt3中至少有兩個斜率值的符號與另一組中相應(yīng)的斜率值相反，則判斷故障點位于該相鄰的m個配電終端之間。
[0015]可選的，其中之一配網(wǎng)節(jié)點中，相鄰的配電終端的數(shù)量m為2。
[0016]可選的，其中之一配網(wǎng)節(jié)點中，相鄰的配電終端的數(shù)量m為3。
[0017]可選的，通過所述GPS模塊進行對時的過程進一步包括所述GPS模塊每次收到GPS秒脈沖時，對配電終端的AD采樣和時鐘芯片進行時鐘校準。
[0018]可選的，所述配電終端的AD采樣的頻率為每500 μ s采樣一次。
[0019]本發(fā)明還提供了一種與基于GPS與電流波形的故障定位方法對應(yīng)的多電源供電系統(tǒng)，包括檢測主機和至少兩個電源端，所述電源端間通過若干配電終端連接，每兩個電源端之間通過配電終端形成唯一通路連接；
[0020]每個所述配電終端均配置有AD采樣和時鐘芯片，以及GPS模塊；
[0021]所述AD采樣和時鐘芯片用以對各配電終端的電流進行AD采樣；并通過所述GPS模塊實現(xiàn)對時；
[0022]所述檢測主機用以:
[0023]針對每個配網(wǎng)節(jié)點:
[0024]將相鄰的m個配電終端采樣電流的波形進行兩兩對比，判斷是否存在波形斜率符號相反的兩個配電終端，若存在，則判斷故障點位于該相鄰的m個配電終端之間，其中，m不小于2。
[0025]可選的，所述檢測主機進一步用以:
[0026]選取電流采樣波形中h、t2、t3三個時刻相鄰m個配電終端的AD采樣值，以及t Jn、t2+n、t3+n三個時刻相鄰m個配電終端的AD采樣值；
[0027]針對每個所述配電終端，將tJnA+nA+n三個時刻的AD采樣值分別減去Ht3三個時刻的AD采樣值，得到一組斜率值k tl、kt2、kt3;
[0028]將相鄰的m個配電終端中每兩個所述配電終端的兩組斜率值進行比較，若存在一組斜率值ktl、kt2、kt3中至少有兩個斜率值的符號與另一組中相應(yīng)的斜率值相反，則判斷故障點位于該相鄰的m個配電終端之間。
[0029]可選的，通過所述GPS模塊進行對時的過程進一步包括所述GPS模塊每次收到GPS秒脈沖時，對配電終端的AD采樣和時鐘芯片進行時鐘校準。
[0030]可選的，所述AD采樣和時鐘芯片的AD采樣的頻率為每500 μ s采樣一次。
[0031]針對多電源同時產(chǎn)生故障電流的情況，本發(fā)明公開了一種僅通過電流判斷的故障隔離方法，采用GPS精確對時采樣，當發(fā)生故障時通過比較同時刻線路兩端的電流波形來判斷線路故障點，而且該方法不需要考慮分布式電源接入的容量、類型、位置等因素。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明一實施例中多電源供電系統(tǒng)的示意圖；
[0033]圖2是圖1中四個配電終端Al、A2、A3、A4的采樣波形示意圖；
[0034]圖3是本發(fā)明一實施例中多電源供電系統(tǒng)的示意圖；
[0035]圖4是圖3中六個配電終端4132、八3、4435、46的采樣波形示意圖。
【具體實施方式】
[0036]以下將結(jié)合圖1至圖4對本發(fā)明提供的多電源供電系統(tǒng)及基于GPS與電流波形的故障定位方法進行詳細的介紹，其為本發(fā)明可選的實施例，可以認為，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不改變本發(fā)明精神和內(nèi)容的范圍內(nèi)，能夠?qū)ζ溥M行修改和潤色。
[0037]本發(fā)明提供了一種基于GPS與電流波形的故障定位方法，所述多電源供電系統(tǒng)包括至少兩個電源端，所述電源端間通過若干配電終端連接，每兩個電源端之間通過配電終端形成唯一通路連接，該方法包括如下步驟:
[0038]對各配電終端的電流進行AD采樣；
[0039]針對每個配網(wǎng)節(jié)點:
[0040]將相鄰的m個配電終端采樣電流的波形進行兩兩對比，判斷是否存在波形斜率符號相反的兩個配電終端，若存在，則判斷故障點位于該相鄰的m個配電終端之間，其中，m不小于2 ;
[0041]每個所述配電終端均配置有GPS模塊，且通過所述GPS模塊實現(xiàn)對時，從而保證各配電終端AD采樣的電流是同時刻的。
[0042]本發(fā)明可選的實施例中，將相鄰的m個配電終端采樣電流的波形進行兩兩對比，判斷是否存在波形斜率符號相反的兩個配電終端的過程進一步為:
[0043]選取電流采樣波形中h、t2、t3三個時刻相鄰m個配電終端的AD采樣值，以及t Jn、t2+n、t3+n三個時刻相鄰m個配電終端的AD采樣值；
[0044]針對每個所述配電終端，將L+nA+nA+n三個時刻的AD采樣值分別減去Vt2、t3三個時刻的AD采樣值，得到一組斜率值k tl、kt2、kt3;
[0045]將相鄰的m個配電終端中每兩個所述配電終端的兩組斜率值進行比較，若存在一組斜率值ktl、kt2、kt3中至少有兩個斜率值的符號與另一組中相應(yīng)的斜率值相反，則判斷故障點位于該相鄰的m個配電終端之間。
[0046]在圖1示意的實施例中，其中之一配網(wǎng)節(jié)點中，相鄰的配電終端的數(shù)量m為2。在圖1所示的典型雙電源供電系統(tǒng)中，每個配電終端都需要外接GPS模塊對時，通過GPS模塊規(guī)約實現(xiàn)秒級對時，GPS模塊的秒脈沖實現(xiàn)毫秒級對時，以此保證配電終端的采樣波形在同一時刻保持一致。
[0047]如圖2所示在配電終端A3和A4之間發(fā)生故障:配電終端Al?A4均檢測到故障，通過仿真得到的配電終端Al、A2、A3、A4的故障電流波形如圖2所示，配電終端A3和A4在同一時刻的波形斜率方向是完全相反的，而配電終端A1、A2和A3在同一時刻的波形斜率的方向是相同的。由波形圖圖2可知，例如在tl時刻，A1，A2，A3的波形斜率K3方向為負，A4的波形斜率K4方向為正。在雙電源供電系統(tǒng)中，配網(wǎng)終端在同時刻采樣的波形斜率方向是相反的，非故障點兩端的配網(wǎng)終端在同時刻采樣的波形斜率方向是相同的。
[0048]在雙電源閉環(huán)供電系統(tǒng)中，當發(fā)生故障時，配電終端檢測到故障，如果線路一端有故障一端無故障，可采用傳統(tǒng)形故障定位方法；如果線路兩端都有故障，則需要比較線路兩端配電終端的故障電流采樣波形，該采樣波形必須確保是同時刻的，分別從故障電流采樣波形中任意取三次時刻t2, t3的AD值，