本发明专利技术公开了一种适用于5G通信的新能源接入配电网相间故障区段定位方法，该方法首先以具备短路电流切断能力的断路器为边界划分区域，以是否需要安装功率方向元件将区域分为I类区域和II类区域，并利用电流信息和功率信息构建节点电流信息编码，结合三相信息实现区域定位；进一步根据I类区域和II类区域节点电流差异，设计节点与区段编码，开关函数，提出区段定位判据，实现故障区段快速搜索；最后提出了uRLLC切片+mMTC切片承载I类区域信息和mMTC切片承载II类区域信息的区段定位通信架构，本专利方法新颖，分区域，分策略实现区段定位有利于减少系统通信，实现快速定位。实现快速定位。实现快速定位。
【技术实现步骤摘要】
适用于5G通信的新能源接入配电网相间故障区段定位方法
[0001]本专利技术涉及一种区段定位方法的
，更具体地说是涉及相间故障区段定位方法的
技术介绍
[0002]非故障段快速恢复供电，需精确的区段定位。基于就地信息的区段定位方法，难以应用于高比例DG接入的配网。采用多源信息的主站集中式智能区段定位算法因考虑DG接入量和接入位置的影响，导致开关函数越来越复杂，而且10kV配网缺乏低延时高可靠通信网络支撑，信息传输速度慢，信息易丢失，最终导致该方法定位速度慢、可靠性低。而5G网络广连接、低延时高可靠特性有望解决区段定位通信约束问题，区域划分有望解决DG接入导致的开关函数复杂的问题。
[0003]目前，故障区段定位技术主要采用矩阵法和人工智能法。矩阵法根据开关与区段、分布式电源等的连接关系构建网络描述矩阵，依据功率方向信息、电流启动信息等构建故障信息矩阵，由上述两个矩阵推导出故障判断矩阵以确定故障区段。目前基于矩阵的故障区段定位算法均以上世纪末提出的矩阵算法为基础提升运算效率和容错能力。智能算法以描述故障发生位置的描述函数和确实故障位置的目标函数为基础，借助智能算法获取最优解，最优解即为所求故障区段。矩阵法直观、易于计算，但应对信息误报、漏报、畸变的能力不足；人工智能算法是未来发展方向，但需要多源信息，单一信息下的区段定位精度较差。
[0004]配网呈现多分支结构，某些区段故障不会对整个配网造成影响，将所有节点信息统一传输至集中处理中心易造成网络拥塞，大量无效信息会加大集中处理中心工作负担，配网分区实现故障定位策略可有效解决此问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术为了解决上述技术问题而提出一种适用于5G通信的新能源接入配电网相间故障区段定位方法，本方法新颖，分区域，分策略实现区段定位有利于减少系统通信，实现快速定位；应用在新能源接入配电网系统能够加速系统故障的快速识别与恢复。
[0006]本专利技术为了解决上述技术问题所采用的技术解决方案如下：
[0007]适用于5G通信的新能源接入配电网相间故障区段定位方法，该方法包括区域划分原则与分类方法、区域故障判据、区段故障定位判据和5G通信架构与实现技术。具体步骤如下：
[0008]步骤1：结合配网拓扑，结合断路器配置，提出分区域故障定位下区域划分原则与分类方法；
[0009]步骤2：充分利用分相电流信息，设计主断路器、辅断路器电流信息编码，并基于多端信息构建区域故障判据；
[0010]步骤3：考虑区段开关节点，设计节点编码、区段编码，并结合I类区域、II类区域差异，建立DG接入系统下的开关函数，进一步基于实测值与期望值构建区段定位目标函数，并
引入BPSO算法实现区段定位；
[0011]步骤4：基于超高可靠和低延时通信业务和区段定位网络切片技术，设计基于5G的区段定位通信架构。
[0012]本专利技术采用上述技术解决方案所能达到的有益效果如下：
[0013](1)将复杂配网分区域实现故障定位，大幅降低系统间通信，有利于基于多源信息的区段定位工程实现。
[0014](2)根据分相电流信息和功率信息，构建故障定位目标函数模型，不仅丰富有效信息量，也适用于新能源接入配电网系统。
[0015](3)基于5G通信多切片技术，实现不同技术要求下信息传输，在区段定位构成上具有明显优势。
附图说明
[0016]图1为本专利技术中断路器配置与分区示意图；
[0017]图2为本专利技术中故障区段定位流程图；
[0018]图3为本专利技术中I类区域区段定位通信架构；
[0019]图4为本专利技术中II类区域区段定位通信架构；
[0020]图5为本专利技术中断路器配置与分区示意图；
[0021]图6为本专利技术中区域n8区段编号示意图；
[0022]图7为本专利技术中AB相间短路下区域n1区域故障判据分析；
[0023]图8为本专利技术中AB相间短路下区域n8区域故障判据分析；
[0024]图9为本专利技术中收敛对比图。
具体实施方式
[0025]本专利技术所提供的一种适用于5G通信的新能源接入配电网相间故障区段定位方法，具体包括以下步骤：
[0026]步骤1：区域划分原则与分类方法
[0027](1)配网断路器一般配置原则
[0028]为了将故障限制在较小范围内，提升供电可靠性，配网断路器一般配置原则为：
①
主干线路配置原则：长度小于30km的线路宜装设两台断路器实现三分段，长度大于30km的线路宜装设三台断路器实现四分段，并按照用户数量确定安装位置。
②
分支线路配置原则：分支线路首端均应安装断路器，长度超过10km时要根据用户数量装设一台断路器实现两分段。
[0029](2)面向区段定位分区原则及分类方法
[0030]1)分区原则：配网一次设备中只有断路器具备切断短路电流能力，且配网中一般设有联络开关，便于转供，故以断路器和联络开关为边界划分区域。
[0031]2)区域分类方法：
①
I类区域：DG全部投入运行时，区域上游有系统电源，区域下游有等效电源，区域中部存在T型接入的DG，该类型区域需要获取节点短路电流方向信息才能确定故障区段，称为I类区域。
②
II类区域：DG全部投入运行时，区域上游有系统电源，区域下游只有负荷，区域中部没有DG接入，该类型区域仅需获取节点过流信息就能确定故障区
段，称为II类区域。
[0032](3)面向区段定位的断路器分类方法
[0033]以区域边界断路器连接内容为依据进行分类，具体分类方法以图1区域n1为例进行说明。
[0034]①
主断路器：连接系统电源的断路器称为主断路器，每个区域仅有一个主断路器。节点1与系统电源连接，则节点1处的断路器称为主断路器。
②
辅断路器：除主断路器外的所有断路器称为辅断路器，节点5、9、12处的断路器称为辅断路器。
[0035]步骤2：区域故障判据
[0036]电流方向规定：以系统电源作为供电起点，负荷端、DG、联络开关作为供电终点，电流正方向为供电起点指向供电终点。
[0037]线路发生故障后，节点各相短路电流三种可能情况，按式(1)对节点各相电流信息编码
[0038][0039]式(1)中，表示节点j的i相短路电流信息编码；表示节点j的i相测量电流；表示节点j的i相III段电流整定值；表示节点j短路电流方向与规定正方向一致；表示节点j短路电流方向与规定正方向相反。
[0040]配网中，相邻的两个区域仅有一个断路器连接，断路器节点短路电流信息仅能直接应用一个区域，另一个区域需应用变换后的信息。
[0041]区域内部发生故障时，短路电流经主断路器节点流向区域内部，主断路器节点短路电流方向与规定的一致，即
[0042][0043]式(4)中，M
i...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.适用于5G通信的新能源接入配电网相间故障区段定位方法，其特征在于：该方法包括区域划分原则与分类方法、区域故障判据、区段故障定位判据、5G通信架构与实现技术。2.根据权利要求1所述的适用于5G通信的新能源接入配电网相间故障区段定位方法，其特征在于，所述区域划分原则与分类方法具体如下：步骤1：分域划区原则：配网一次设备中只有断路器具备切断短路电流能力，且配网中一般设有联络开关，便于转供，提出以断路器和联络开关为边界划分区域；步骤2：区域分类方法：
①
I类区域：分布式电源全部投入运行时，区域上游有系统电源，区域下游有等效电源，区域中部存在T型接入的分布式电源，该类型区域需要获取节点短路电流方向信息才能确定故障区段，称为I类区域；
②
II类区域：DG全部投入运行时，区域上游有系统电源，区域下游只有负荷，区域中部没有分布式电源接入，该类型区域仅需获取节点过流信息就能确定故障区段，称为II类区域；步骤3：断路器分类方法：连接系统电源的断路器称为主断路器，每个区域仅有一个主断路器，除主断路器外的所有断路器称为辅断路器。3.根据权利要求1所述的适用于5G通信的新能源接入配电网相间故障区段定位方法，其特征在于，所述区域故障判据具体如下：步骤1：电流方向规定，以系统电源作为供电起点，负荷端、DG、联络开关作为供电终点，电流正方向为供电起点指向供电终点；步骤2：电流信息编码，如式(1)所示式(1)中，表示节点j的i相短路电流信息编码；表示节点j的i相测量电流；表示节点j的i相III段电流整定值；表示节点j短路电流方向与规定正方向一致；表示节点j短路电流方向与规定正方向相反；步骤3：断路器节点电流信息，区域内部发生故障时，主断路器节点短路电流方向与规定的一致，其断路器节点电流信息如式(2)所示，辅断路器节点短路电流反向或者无短路电流，其断路器节点电流信息如式(3)所示流，其断路器节点电流信息如式(3)所示式(2)中，M
i
表示主断路器节点i相短路电流编码；表示变换后的辅断路器节点j的i相短路电流编码；步骤4：故障区域判据，各相区域故障判据如式(4)所示，故障区域判据如式(5)所示
式中，符号“∩”表示逻辑与运算，符号“∪”表示逻辑或运算，p表示区域辅断路器个数，E＝1表示区域内有故障，E＝0表示区域内没有故障。4.根据权利要求1所述的适用于5G通信的新能源接入配电网相间故障区段定位方法，其特征在于，所述区段故障定位判据具体如下：步骤1：节点与区段...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏晓荣，王攀，胡鹏飞，皮志勇，李振兴，姚琦，王秋杰，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：
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