基于5G通信的配网自动化改进方法技术

本发明专利技术公开了基于5G通信的配网自动化改进方法，包括如下步骤：构建配网系统拓扑结构树，拓扑结构树的子节点作为分布式子站，根据距离主站的远近定义分布式子站的上下级关系；通过网络切片技术对5G通信终端进行切片，建立分布式子站之间的站内通信子切片网络；通过网络切片技术对5G通信终端进行切片，建立各分布式子站与主站之间的站外通信子切片网络；计算相邻分布式子站采样电流数据的相关性系数，根据相关性系数进行本级分段器闭锁或断开操作；同步的，根据相邻电流相关性系数确定故障区段，主站获取故障区段信息进行故障定位。方案能够自主快速地完成配网故障区段的定位、隔离、非故障区供电恢复，极大提高配网供电可靠性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
基于5G通信的配网自动化改进方法


[0001]本专利技术涉及配网自动化
，具体的，涉及基于5G通信的配网自动化改进方法。

技术介绍

[0002]配电网中大量的分布式电源因其间歇性、不确定性等特点对配电网安全可靠运行提出了新的挑战，并且其短路故障特征也与传统电源的相异。为了实现电力系统稳定运行，提高电网智能化，研究适应新时代配网结构的新型保护方法有其必要性。目前配电网保护仍采用分段电流保护、重合闸等较为简单的保护策略。部分地区采用了集中型馈线自动化来隔离故障，但集中型馈线自动化方式需要配网主站系统参与，保护动作时间较长且对主站可靠性要求较高。随着越来越多的分布式电源接入到10kV配电网中，配电网变成了具有双端或者多端电源的网络。这使得故障时线路潮流方向不确定，传统配电网保护将不再适用。随着通信技术，尤其是第五代通信技术的长足发展，在配电网中实现高速点对点通信成为可能。然而站内分布式子站数目众多，需要定期对于线路进行巡检，巡检的大量数据若都经过5G基站发送至主站进行故障研判，势必会导致网络拥塞和冗余现象的发生，因此，开发适合新型配电网的边缘运算网关系统是势在必行。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提出一种基于5G通信的配网自动化改进方法，采用5G通信技术，不依赖于主站，自主快速地完成配网故障区段的定位、隔离、非故障区供电恢复，从而达到缩小停电面积，降低停电时间，减少停电次数的目的，极大提高配网供电可靠性；仅仅需要将故障区段数据发送至主站进行故障定位，避免了将所有数据通过主站处理造成的数据冗余现象，采用网络切片技术实现专网专用，避免了网络拥塞现象。
[0004]为实现上述技术目的，本专利技术提供的一种技术方案是，基于5G通信的配网自动化改进方法，包括如下步骤：构建配网系统拓扑结构树，拓扑结构树的子节点作为分布式子站，根据距离主站的远近定义分布式子站的上下级关系；通过网络切片技术对5G通信终端进行切片，建立分布式子站之间的站内通信子切片网络；通过网络切片技术对5G通信终端进行切片，建立各分布式子站与主站之间的站外通信子切片网络；计算相邻分布式子站采样电流数据的相关性系数，根据相关性系数进行本级分段器闭锁或断开操作；同步的，根据相邻电流相关性系数确定故障区段，主站获取故障区段信息进行故障定位。
[0005]作为优选，所述主站包括有电力监控服务器、第一供应电源、第二供应电源以及受控于电力监控服务器的第一断路器、第二断路器和联络开关，所述第一供应电源与第二供
应电源互为主备，所述第一供应电源、第一断路器以及联络开关组成第一供应电路，所述第二供应电源、第二断路器以及联络开关组成第二供应电路。
[0006]作为优选，建立分布式子站之间的站内通信子切片网络包括如下步骤：根据上下级关系对站内分布式子站进行标签化，站内通信子切片网络根据站内所有分布式子站的个数分配相同数量的网关；首次连接时：分布式子站根据其线路导通顺序，依次向站内通信子切片网络发送网络连接请求信号，站内通信子切片网络根据其标签化信息分配网关地址并进行绑定，所有分布式子站与站内通信子切片网络依次连接完成后，根据标签与网关地址绑定关系获取巡检编码；当进行定期巡检时：根据巡检编码的网络连接顺序依次获取各级分布式子站的电流采样信息并进行交互和存储。
[0007]作为优选，建立各分布式子站与主站之间的站外通信子切片网络包括如下步骤：站外通信子切片网络根据巡检编码的编号分配表征相邻区段的私密网关编号；当分布式子站端根据相邻电流相关性系数确定故障区段后，通过故障区段对应的私密网关将故障信息发送至电力监控服务器，电力监控服务器根据故障区段定位到故障分布式子站。
[0008]作为优选，计算相邻分布式子站采样电流数据的相关性系数，根据相关性系数进行本级分段器闭锁或断开操作，包括如下步骤：获取各分布式子站的站内电流采样数据：其中，分布式子站i处的电流采样数据表示为：I
i,k
＝{I
i,1
,I
i,2
,
…
I
i,N
},i∈[1,M],k∈[1,N]；其中，I
i,k
为分布式子站i在时刻k采集的电流，k为时间标签，M表示配电网中分布式子站的数量，N表示采样点数量；分布式子站j处的电流采样数据为：I
j,k
＝{I
j，1
,I
j，2
,
…
I
j,N
},j∈[1,M],k∈[1,N]其中，I
j,k
为分布式子站j在时刻k采集的电流，k为时间标签，M表示配电网中分布式子站数量，N表示采样点数量；当前分布式主站收到相邻分布式子站发来的电流数据后，对电流数据进行相关性分析从而获取相关性系数，相关性分析为：其中，和分别为序列I
i,k
和I
j,k
的平均值，相关系数取值范围为
‑
1≤r≤1，当r＞0时两序列呈正相关，当r＜0时两序列呈负相关；若分布式子站i和分布式子站j间的相关系数r
i,j
为负相关时；则判定分布式子站i和分布式子站j间的线路发生故障；根据当前分布式子站的上下级关系确定本级分段器闭锁或断开；若分布式子站i为分布式子站j的上级，则分布式子站i端的分段器闭锁，分布式
子站j端的分段器断开。
[0009]作为优选，当故障区段隔离完成后，根据拓扑结构的层级关系由下及上的进行分段器闭锁操作，直至第一断路器进行闭锁，实现重新上电操作；当第一供应电源发生故障，联络开关受控于电力监控服务器实现开关切换，第二断路器受控于电力监控服务器实现闭锁，第二供应电源作为备用电源给配网线路供电。
[0010]作为优选，所述分布式子站包括有电流互感器、数据存储器、分段器、无线边缘网关以及终端控制器，所述无线源网关与5G通信终端通信连接，所述电流互感器采集各分布式子站的电流数据；所述数据存储器存储有各分布式子站和相邻分布式子站的电流采样数据；所述终端控制器用于对获取的电流数据进行相关性分析，所述分段器受控于终端控制器执行隔绝任务。
[0011]本专利技术的有益效果：一种基于5G通信的配网自动化改进方法，采用5G通信技术，不依赖于主站，自主快速地完成配网故障区段的定位、隔离、非故障区供电恢复，从而达到缩小停电面积，降低停电时间，减少停电次数的目的，极大提高配网供电可靠性；仅仅需要将故障区段数据发送至主站进行故障定位，避免了将所有数据通过主站处理造成的数据冗余现象，采用网络切片技术实现专网专用，避免了网络拥塞现象。
附图说明
[0012]图1为本专利技术的配网自动化线路拓扑结构图。
[0013]图2为本专利技术的配电网故障识别和故障隔绝示意图。
[0014]图中标记说明：电力监控服务器11、第一供应电源12、第二供应电源13、第一断路器14、第二断路器15、联络开关16、分布式子站2、站内通信子切片网络31、站外通信子切片网络32。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于5G通信的配网自动化改进方法，其特征在于，包括如下步骤：构建配网系统拓扑结构树，拓扑结构树的子节点作为分布式子站，根据距离主站的远近定义分布式子站的上下级关系；通过网络切片技术对5G通信终端进行切片，建立分布式子站之间的站内通信子切片网络；通过网络切片技术对5G通信终端进行切片，建立各分布式子站与主站之间的站外通信子切片网络；计算相邻分布式子站采样电流数据的相关性系数，根据相关性系数进行本级分段器闭锁或断开操作；同步的，根据相邻电流相关性系数确定故障区段，主站获取故障区段信息进行故障定位。2.根据权利要求1所述的基于5G通信的配网自动化改进方法，其特征在于，所述主站包括有电力监控服务器、第一供应电源、第二供应电源以及受控于电力监控服务器的第一断路器、第二断路器和联络开关，所述第一供应电源与第二供应电源互为主备，所述第一供应电源、第一断路器以及联络开关组成第一供应电路，所述第二供应电源、第二断路器以及联络开关组成第二供应电路。3.根据权利要求1所述的基于5G通信的配网自动化改进方法，其特征在于，建立分布式子站之间的站内通信子切片网络包括如下步骤：根据上下级关系对站内分布式子站进行标签化，站内通信子切片网络根据站内所有分布式子站的个数分配相同数量的网关；首次连接时：分布式子站根据其线路导通顺序，依次向站内通信子切片网络发送网络连接请求信号，站内通信子切片网络根据其标签化信息分配网关地址并进行绑定，所有分布式子站与站内通信子切片网络依次连接完成后，根据标签与网关地址绑定关系获取巡检编码；当进行定期巡检时：根据巡检编码的网络连接顺序依次获取各级分布式子站的电流采样信息并进行交互和存储。4.根据权利要求2所述的基于5G通信的配网自动化改进方法，其特征在于，建立各分布式子站与主站之间的站外通信子切片网络包括如下步骤：站外通信子切片网络根据巡检编码的编号分配表征相邻区段的私密网关编号；当分布式子站端根据相邻电流相关性系数确定故障区段后，通过故障区段对应的私密网关将故障信息发送至电力监控服务器，电力监控服务器根据故障区段定位到故障分布式子站。5.根据权利要求1所述的基于5G通信的配网自动化改进方法，其特征在于，计算相邻分布式子站采样电流数据的相关性系数，根据相关性系数进行本级分段器闭锁或断开操作，包括如下步骤：获取各分布式子站的站内电流采样数据：其中，分布式子站i处的电流采样数据表示为：I
i,k
＝{I

【专利技术属性】
技术研发人员：王申华，黄建平，张波，林军，王旭杰，杜浩良，徐峰，郑燃，吕品，方伟飞，陈迪忠，刘伟策，钟超，刘吉权，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司金华供电公司国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：