用于分析电力传输网络的故障数据的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了用于分析电力传输网络中的故障数据的系统(400)和方法。响应于电力传输网络中的故障，聚合来自电力系统设备的干扰数据(402a，402b，402c)。基于电力系统设备的设备细节以及电力传输网络的相对应的一条或多条电力传输线路的拓扑，选择一种或多种故障定位技术(412)以用于定位故障。基于故障定位技术(412)、从一个或多个电力系统设备中的每个电力系统设备接收的干扰数据(402a，402b，402c)、电力传输网络的相对应段的系统参数(418)以及与电力传输网络相关联的地理信息(420)，估计故障的定位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于分析电力传输网络的故障数据的系统和方法
本专利技术总体上涉及电力传输，并且更具体地涉及分析电力传输网络中的故障数据。
技术介绍
随着时间的流逝，电力传输网络已经变得复杂。当今的电力传输网络具有分布在各个地区上的不同拓扑的线路。例如，网络可以具有架空线路、地下/海底电缆、多终端线路和多抽头线路等的不同组合。故障可能在电力传输网络中的任何地方发生。故障的性质和类型根据线路的拓扑而变化。例如，由于恶劣天气条件引起的干扰可能会影响架空线路并且导致瞬息故障，而电缆中的绝缘故障可能本质上是永久性的，从而导致服务中断。某些故障可以传播并且影响连接的线路和电力系统装备/设备。准确的故障定位对于采取适当的行动是至关重要的。在需要修理的情况下，准确估计有故障的定位有助于维护人员快速到达有故障的区段并且进行维修工作。基于可用的输入数量和线路的拓扑，可以使用多种故障定位技术(或用于定位故障的方法)。例如，基于相量的技术/基于阻抗的技术(或基于低采样率的方法)、基于行波的方法(或高采样率的方法)、基于时域的方法等可以用于估计故障定位。扩展该示例，根据数据的可用性，可以使用来自线路中的一个端部或多个端部/点的数据(例如，两端型或结点数据以及来自可用终端的数据，用于故障定位)。另外，根据网络配置，可以有变化，例如，可以将不同的方法(技术)应用于两终端或多终端或网状网络配置。当前，用于电力网络的故障定位技术(或方法)被部署在一个或多个电力系统设备上(例如，在现场的智能电子设备(IED)上)。在此，每个电力系统设备都通常被单独地配置为执行某些功能。例如，在架空线路处的IED可以监视电气参数以执行保护和自动重合闸功能。再举一个示例，相量测量单元(PMU)或合并单元(MU)从测量装备(例如，电流/电压互感器(CT/PT))获取电流/电压，将模拟值转换为数字值，并且将测量结果通过标准通信(例如，IEC61850)传输到控制器或IED。在当前电力系统网络中，仅某些类型的电力系统设备(例如，IED)可以应用故障定位技术(针对特定设备而设计的故障定位技术)。而且，依据可用数据和用于估计故障定位的技术，准确性也有所变化。借助可用的解决方案，没有借助从不同电力系统设备可获得的数据高效地定位故障的余地，并且无法改变故障定位的估计的准确性。为了改变现场电力系统设备的准确性，将需要部署特定于相对应设备的一种或多种更新的故障定位技术，从而在部署之后需要重新配置。这样的重新配置仅改变特定设备的性能，并且不使用来自其它电力系统设备的数据，或者甚至不影响其它电力系统设备的功能。因此，需要一种用于分析电力传输网络中的故障数据的系统和方法，所述系统和方法适用于不同类型的电力系统设备、电力系统数据(例如，测得的/处理后的数据、同步/未同步的数据等)、线路拓扑和网络配置。另外，这样的系统和方法应当使得能够跨网络无缝更新故障定位技术。
技术实现思路
本专利技术的各个方面涉及分析电力传输网络中的故障数据。电力传输网络(网络)具有分布在一个或多个区域上的多条电力传输线路(线路)。作为示例，电力传输网络可以用多个架空线路和电缆连接多个变电站/终端。根据本专利技术，网络的线路的拓扑可以是多终端线路、多抽头线路、混合电力传输线路、网状网络、架空线路、地下电缆、海底电缆、双回路线路和串联补偿线路之一，但不限于此。电力传输网络上分布有多个电力系统设备。例如，电力系统设备可以与电力传输网络的电力传输线路的端部相关联或与电力传输网络的电力传输线路的在架空线路与电缆之间(或在其它定位处)的结点相关联。一个或多个电力系统设备以相对应的一个或多个数据采样率对数据进行采样。因此，数据采样率可以在电力系统设备之间有所变化。电力系统设备可以执行测量、监视和保护功能中的一项或多项，但不限于此。电力系统设备的示例包括智能电子设备(IED)、合并单元(MU)、相量测量单元(PMU)、独立的干扰记录器(DR)、远程终端单元(RTU)等。在电力传输网络中存在不同类型的电力系统设备。每个电力系统设备都可以响应于电力传输网络的相对应段中的条件来执行测量数据以生成测得的数据和处理所测得的数据以生成处理后的数据中的一项或多项。例如，某些设备可以执行测量功能，而另一些设备也可以处理测得的数据以实现某些功能，例如监视和/或保护。在一个实施例中，第一电力系统设备和第二电力系统设备响应于电力传输网络的相对应段中的条件来测量数据。在此，第一设备可以在第一端部处并且以第一采样率对数据进行采样，而第二设备可以在第二端部处并且以第二采样率对数据进行采样，并且这些设备可以在相对应的端部处测量数据。根据该实施例，第二电力系统设备还处理测得的数据以生成处理后的数据。因此，故障数据或干扰数据可以具有从具有相同/不同采样率的不同电力系统设备接收的测得的数据和/或处理后的数据。这样的干扰数据可以被存储为干扰记录，以用于预测/诊断目的。在另一个实施例中，第一电力系统设备处理测得的数据。在此，第一电力系统设备可以以低采样率(例如，＜4KHz)对数据进行采样。可以执行在第一电力系统设备处的处理以估计故障区(即，其中预期已经发生故障的区(或线路的区域/长度/一部分(例如，几千米))。故障区信息可以用于借助从第二电力系统设备(其可以仅是以高采样率(例如，>1MHz)采样数据(即，不进行任何处理))接收的干扰数据来定位故障。根据本专利技术，每个电力系统设备都可以与远程设备通信。这样的通信通过电力系统设备的通信硬件、软件和/或固件来启用。例如，电力系统设备可以具有嵌入其中的通信模块，以用于通过有线/无线网络进行通信。再举一个示例，电力系统设备可以通过网关设备或控制器来与远程设备通信，其中网关设备或控制器具有这样的通信能力。在发生故障的情况下，网络的一个或多个电力系统设备(或干扰记录器)生成故障数据(干扰数据或干扰记录)。例如，只有一个电力系统设备可以发送干扰数据。在这种情况下，依据电力系统设备和线路拓扑，可以选择合适的故障定位技术来用于定位故障。考虑到电力系统设备是IED或MU，我们获得可以带时间戳的原始采样数据。就PMU而言，我们获得时间同步的相量的量。就RTU而言，我们获得不同步的量级的量。我们不能直接使用这些不同类型的数据。必须对这些不同类型的数据中的每个进行分析，以适当地修改这些数据来使它们一起工作。如果多个电力系统设备发送干扰数据，则故障定位技术选择将取决于接收到的输入。例如，两个电力系统设备可以发送以不同的采样率采样的干扰数据。此外，这种干扰数据还可以具有故障定位/区估计。在此，从不同的电力系统设备接收的输入可以一起用于估计故障定位。例如，借助以第一采样率(例如＜4KHz)采样的干扰数据估计的故障区可以用作输入来借助以第二采样率(例如＞1MHz)采样的干扰数据定位故障。本专利技术的一方面涉及一种用于分析电力传输网络中的故障数据的系统。该系统包括数据聚合器、数据分析器和故障定位器。数据聚合器响应于电力传输网络的相对应段中的故障而从一个或多个电力系统设备接收干扰数据。在此，从电力系统设备接收的干扰数据包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于分析具有多条电力传输线路的电力传输网络中的故障数据的系统，其中，所述电力传输网络上分布有多个电力系统设备，其中，每个电力系统设备都响应于所述电力传输网络的相对应段中的条件来执行测量数据以生成测得的数据和处理所测得的数据以生成处理后的数据中的一项或多项，所述系统包括：/n数据聚合器，所述数据聚合器用于响应于所述电力传输网络的相对应段中的故障而从一个或多个电力系统设备接收干扰数据，其中，从电力系统设备接收的所述干扰数据包括所述测得的数据和所述处理后的数据中的一个或多个，其中，所述一个或多个电力系统设备以相对应的一个或多个数据采样率对数据进行采样；/n数据分析器，所述数据分析器用于针对从所述一个或多个电力系统设备中的每个电力系统设备接收的所述干扰数据来选择故障定位技术，其中，所述故障定位技术根据所述电力系统设备的设备细节中的一个或多个以及所述电力传输网络的相对应的电力传输线路的拓扑来选择，其中，所述故障定位技术是基于相量的故障定位技术、基于时域的故障定位技术和基于行波的故障定位技术中的一种；以及/n故障定位器，所述故障定位器用于基于借助所述数据分析器选择的所述故障定位技术、从一个或多个电力系统设备接收的所述干扰数据、所述电力传输网络的所述相对应段的系统参数以及与所述电力传输网络相关联的地理信息来定位所述电力传输网络中的所述故障。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171031 IN 2017410387301.一种用于分析具有多条电力传输线路的电力传输网络中的故障数据的系统，其中，所述电力传输网络上分布有多个电力系统设备，其中，每个电力系统设备都响应于所述电力传输网络的相对应段中的条件来执行测量数据以生成测得的数据和处理所测得的数据以生成处理后的数据中的一项或多项，所述系统包括：
数据聚合器，所述数据聚合器用于响应于所述电力传输网络的相对应段中的故障而从一个或多个电力系统设备接收干扰数据，其中，从电力系统设备接收的所述干扰数据包括所述测得的数据和所述处理后的数据中的一个或多个，其中，所述一个或多个电力系统设备以相对应的一个或多个数据采样率对数据进行采样；
数据分析器，所述数据分析器用于针对从所述一个或多个电力系统设备中的每个电力系统设备接收的所述干扰数据来选择故障定位技术，其中，所述故障定位技术根据所述电力系统设备的设备细节中的一个或多个以及所述电力传输网络的相对应的电力传输线路的拓扑来选择，其中，所述故障定位技术是基于相量的故障定位技术、基于时域的故障定位技术和基于行波的故障定位技术中的一种；以及
故障定位器，所述故障定位器用于基于借助所述数据分析器选择的所述故障定位技术、从一个或多个电力系统设备接收的所述干扰数据、所述电力传输网络的所述相对应段的系统参数以及与所述电力传输网络相关联的地理信息来定位所述电力传输网络中的所述故障。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数据分析器根据相对应的电力系统设备的数据采样率以及所述相对应的电力传输线路的所述拓扑来选择所述故障定位技术。


3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述故障分析器根据从相对应的电力系统设备接收的所述干扰数据来选择所述故障定位技术，其中，针对测得的数据选择第一故障定位技术，并且针对处理后的数据选择第二故障定位技术。


4.根据权利要求1所述的系统，其中，从以第一采样率对数据采样的第一电力系统设备接收的故障区用于借助从以第二采样率对数据采样的第二电力系统设备接收的所述干扰数据定位所述故障。


5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数据聚合器在所述故障之前从一个或多个电力系统设备接收所述测得的数据，并且所述数据分析器分析所述测得的...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·D·奈杜，内图·乔治，南奇索尔·库巴尔，
申请(专利权)人：ABB电网瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH