基于行波电气量的配电网健康状态分析方法技术

本发明专利技术涉及基于行波电气量的配电网健康状态分析方法，包括：确定配电网监测区域范围，保证网络中主干馈线的出线均装有行波检测装置、工频信息检测装置和通信装置；实时采集配电线路上的行波电气量和工频电气量；根据行波电气量判断行波扰动是否发生在监测区域，并分析行波扰动是否由监测区域内的电力系统故障引起；若是，说明监测区域内的电力系统存在故障，处于非健康状态；若否，则分别借助DMS系统和电网气象信息系统与地理信息系统确定行波干扰源；根据行波干扰源分析电力系统性能状态，为设备管理策略和电网风险控制提供重要信息，最终获取配电网健康状态分析结果。在保障配电网安全可靠的基础上，提升配网运行效率，降低了运维费用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于配电网状态评估和故障检测
,具体涉及一种基于行波电气量的配电网健康状态分析方法。
技术介绍
近年来，智能电网的研究和建设一直是时下的热点话题。作为智能电网的重要组成部分，配电网的智能化已成为未来电网发展的新趋势，对于实现智能电网建设的整体目标有着举足轻重的作用。因此，构建一套科学、合理、全面、准确的配电网状态评估方法，实现对智能配电网状态的分析，为配电网的运行，维护，改造和管理提供指导和帮助。现代配电网的复杂性、离散性、动态性、非线性、多目标性和不确定性，给配电网状态分析带来了更高的挑战；同时，智能电网状态检测的应用范围不再局限于电网设备的监测和管理，状态检修和全寿命周期管理等，而会进一步扩展为基于风险的检修，并扩大到安全运行，优化调度，经济运营和优质服务等领域，将会给配电网的运行和综合管理等提供其他的应用支撑；未来智能电网的状态分析结果将会应用到更为广阔的领域，如区别于传统意义的资产管理，管理将更加科学化和智能化。然而，所有智能配电网技术的发展和新技术的应用都基于对现有配电网状态的感知和分析，特别是网络整体性能的了解和知识积累。因此，全面系统准确得掌握配电网的健康水平，是实现配电网安全运行和高效管理的重要出发点，不仅可以为设备管理策略和电网风险控制提供重要信息，而且能够保证配电网的可靠性和优化运行维护，从而降低运维费用，提升配网运行效率，为智能配电网的建设铺垫基础。目前，针对配电网状态评估的研究，主要是针对配电网不同环节构建分层的智能配电网评估指标体系，或者根据配网不同的性能要求，如可靠性、电能质量、安全性、经济性或者协调互动性和设备利用率等分别提出相应指标，然后通过相应的数学模型得到评价结果。诸如此类的评价方法中，指标的选取一般要遵循系统性、科学性、独立性、适应性和可比性的要求，使其过于专注建立指标体系，忽略了计算的评价方法的研究；同时所涉及指标有些难以计算获取，或者仅为研究所用；工程现场采集比较困难，以及对配电网相关环节的划分合理性也难以保证。所以现有对配电网健康状态评价方法的评价结果准确性难以衡量和应用价值并不明显，具体包括：现有的状态监测技术，因为监测目标过多，对一些已经投运的工程再安装监测工具比较困难，且优化过程比较复杂，评价结果准确性也值得商榷，迫切需要具备更加科学严密的方法来分析配电网的健康状态。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种基于行波电气量的配电网健康状态分析方法，在复杂配电网的运行状态中关注行波电气量和工频电气量，并结合系统运行方式和外部环境因素，共同得出配电网自身健康状况及其变化趋势；对已造成或者可能发生的异常病症尽早做出反应，保证配电网的安全稳定运行。本专利技术的目的是采用下述技术策略实现的：基于行波电气量的配电网健康状态分析方法，所述方法包括：1)确定配电网监测区域范围，保证网络中主干馈线的出线均装有行波检测装置、工频信息检测装置和通信装置；2)实时采集配电线路上的行波电气量和工频电气量；3)根据行波电气量，判断行波扰动是否发生在监测区域，并根据工频电气量分析行波扰动是否由监测区域内的电力系统自身故障引起；若是，说明所述电力系统存在故障并处于非健康状态，实施相应措施进行改善，若否，则分别借助DMS系统和电网气象信息系统与地理信息系统确定行波干扰源；4)根据行波干扰源分析电力系统性能状态，获取配电网健康状态分析结果。优选的，所述步骤2)中的行波电气量，包括电压行波、电流行波、模量行波和/或相量行波。优选的，所述步骤3)的判断方法包括：3-1、比较电压行波与电流行波之间的极性关系，若电压行波和电流行波极性相同，则判定监测区域内的电力系统外部存在行波扰动，返回并继续监控；3-2、若电压行波和电流行波极性相反，则判定其行波扰动发生于电力系统内部，进入步骤3-3；3-3、记录扰动发生时刻，并计算扰动距离，确定扰动区域。优选的，所述步骤3)中，所述根据工频电气量分析行波扰动是否由监测区域的电力系统自身故障引起包括：通过比较工频测量值与工频阈值进一步判断系统状态，如果区域的工频测量值大于预设工频阈值，则表示系统发生故障；如果小于预设工频阈值，则继续进行分析。优选的，所述步骤3)中，所述借助DMS系统确定行波干扰源具体包括：访问DMS系统，核实该系统在正常运行情况下，其运行方式是否发生改变；若系统内出现运行方式的改变，则确定此次行波干扰源由该电力系统内运行方式变化引起；若未出现运行方式的改变，则说明存在其他产生行波干扰原因。优选的，所述步骤3)中，所述借助电网气象信息系统与地理信息系统确定行波干扰源包括：根据电网气象信息系统和与地理信息系统查看电力系统运行的外部环境状态，检测其外部环境是否存在异常；若存在外部环境因素干扰，则此次行波干扰源由外部环境因素变化引起，并进一步结合干扰发生频率和时间判定；若不存在外部环境因素的干扰，则说明行波干扰源来自电力系统自身。优选的，所述步骤4)中，所述根据行波干扰源分析电力系统性能状态的方法包括：记录相同扰动距离的行波扰动源线路最近5次由监测区域内的电力系统自身性质恶化引起行波扰动的计算时间间隔；将计算时间间隔与整定时间间隔进行比较，判断计算时间间隔是否大于整定时间间隔；如果计算时间间隔大于整定时间间隔，则该电力系统内部处于正常状态，记录针对此次扰动的分析结果并继续对电力系统进行监控；如果小于整定时间间隔，则表示该电力系统处于非健康状态，重点监控并采取相应措施。与最接近的现有技术相比，本专利技术达到的有益效果是：该方法利用行波信息分析DMS系统和地理信息系统等获得的时间和空间信息结果，结合监测区域电力系统当前运行状态，对配电网健康状态进行分析；相对于传统的工频信息，行波能更快、直接地反应系统健康状态的变化；此外，与时下状态监测技术相比，行波监测手段更为简洁，能够有效的判定配电网健康水平。行波识别扰动源位置的能力是工频信息无法做到的，为发现扰动后消除扰动提供了便捷条件，可以直接反应系统故障状态。通过该方法的使用，有效降低了故障次数和故障损失，提高了网络动态健康水平的分析和供电可靠性，从而指导配电网运行、维护、改造和管理：为配电网改造更换提供依据，减少配电网投资成本；也为配电网状态检修提供理论依据，从而减少检修次数和检修成本，提高设备利用率。此外，实现了网络健康状况的量化分析，充分利用宏观和微观相结合管理的方式提供基础理论化和实用化技术手段，整合现有系统中采集监测到的所有信息，为进本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于行波电气量的配电网健康状态分析方法，其特征在于，所述方法包括：1)确定配电网监测区域范围，保证网络中主干馈线的出线均装有行波检测装置、工频信息检测装置和通信装置；2)实时采集配电线路上的行波电气量和工频电气量；3)根据行波电气量，判断行波扰动是否发生在监测区域，并根据工频电气量分析行波扰动是否由监测区域内的电力系统自身故障引起；若是，说明所述电力系统存在故障并处于非健康状态，实施相应措施进行改善，若否，则分别借助DMS系统和电网气象信息系统与地理信息系统确定行波干扰源；4)根据行波干扰源分析电力系统性能状态，获取配电网健康状态分析结果。

【技术特征摘要】
1.基于行波电气量的配电网健康状态分析方法，其特征在于，所述方法包括：
1)确定配电网监测区域范围，保证网络中主干馈线的出线均装有行波检测装置、工
频信息检测装置和通信装置；
2)实时采集配电线路上的行波电气量和工频电气量；
3)根据行波电气量，判断行波扰动是否发生在监测区域，并根据工频电气量分析行
波扰动是否由监测区域内的电力系统自身故障引起；若是，说明所述电力系统存在故障
并处于非健康状态，实施相应措施进行改善，若否，则分别借助DMS系统和电网气象信
息系统与地理信息系统确定行波干扰源；
4)根据行波干扰源分析电力系统性能状态，获取配电网健康状态分析结果。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中的行波电气量，包括电
压行波、电流行波、模量行波和/或相量行波。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)的判断方法包括：
3-1、比较电压行波与电流行波之间的极性关系，若电压行波和电流行波极性相同，
则判定监测区域内的电力系统外部存在行波扰动，返回并继续监控；
3-2、若电压行波和电流行波极性相反，则判定其行波扰动发生于电力系统内部，进
入步骤3-3；
3-3、记录扰动发生时刻，并计算扰动距离，确定扰动区域。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中，所述根据工频电气量
分析行波扰动是否由监测区域的电力系统自身故障引起包括：通过比较工频测量值与工
频阈值进一步判断系统状态，如果区域的工频测量值大于预设工频...

【专利技术属性】
技术研发人员：施慎行，董新洲，马钊，周莉梅，刘伟，盛万兴，苏剑，尚宇炜，吴国梁，许洪华，嵇文路，黄仁乐，王国纯，吴天奇，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京;11