【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于配电网保护，特别涉及一种用于有源配电网短路故障检测的pmu触发启动方法。
技术介绍
1、配电网直接连接用户，是保证供电质量的中心环节。我国配电网线路拓扑结构复杂，途径环境条件恶劣，电力用户遭受停电的时间有95％以上是配电网造成的。随着新型电力系统建设加速，不确定性强、波动性大的分布式电源快速增加，相间短路故障频发，严重影响供电可靠性。
2、同步相量测量装置(phasor measurement unit，pmu)在世界范围内快速发展，pmu已开始在配电网中部署应用。pmu具有高精度时钟同步功能和远程通信功能，能够实现系统动态的精准观测，特别适用于分支多、瞬变多的有源配电网的状态估计、故障检测等，因此基于pmu的配电网短路故障处理技术是新型配电系统继电保护技术的重要发展方向。
3、目前，基于pmu系统的有源配电网短路故障检测功能的实际运行效果不佳，其主要问题在于：当前pmu装置采用主站召唤和就地触发上传波形的通信策略，数据上传方式为定时长上传而非触发型上传。对于主站召唤上传，每次上传数据为固定的60s长波形，对于故障检测而言绝大部分为无效波形，数据处理速度慢，长期运行过程中，占用了过多的主站通信、存储与计算资源；对于就地触发上传，配电网电磁环境恶劣，来自线路和环境的突发型强干扰频发，瞬时干扰强度可达到或超过线路故障造成的电气量突变，极易导致pmu装置误触发，进一步加剧对主站资源的占用程度；接入的分布式电源会提供部分短路电流，故障线路部分节点电流可能达不到短路保护动作阈值，造成故障区段两端的pm
4、如公告号为“cn112782528b”的中国专利技术专利公开了一种利用pmu的配电网故障区段定位方法。该方法采用就地触发上传，首先进行故障相判定：发生故障时，采用发电机出线母线处三相的电流幅值分别对故障前三相均相等的单相电流幅值做差，通过差值结果的绝对值判断故障相；其次，进行幅值比较初步判定：将配电馈线上各区段首末端pmu监测的三相电流幅值分别做差，进而初步判定故障区段；再次，进行相位比较初步判定：对各pmu监测点的两个故障相电流分别进行集合经验模态分解，得到特征模态分量，进而计算各区段的余弦相似度，通过余弦相似度数值大小初步判定故障区段；最后，当两个初步判定结果一致时，输出最终的故障区段判别结果，当结果不一致，则返回重新计算。
5、为进一步提升有源配电网继电保护水平、推动pmu技术实用化，需要新的pmu数据上传机制，提高数据传输的有效性和时效性，加快故障检测速度，降低对主站的通信、存储和计算资源占用。最可行的方案之一，是将pmu上传数据从60s长波形数据改为故障发生前后几个或十几个工频周期的短波形数据，这要求pmu自身需具备由故障精确、快速触发启动数据上传的功能，同时不能因配电网瞬时干扰产生大量误启动以及占用过多的pmu硬件资源。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种用于有源配电网短路故障检测的pmu触发启动方法，旨在解决现有技术采用主站召唤上传pmu数据导致对主站的通信、存储和计算资源过度占用，采用就地触发上传pmu数据导致的pmu装置误触发，以及配电网中接入分布式电流导致的弱馈等问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提出的pmu触发启动方法包括以下步骤：
3、一pmu持续记录对应出线的电流波形数据，并监测触发启动消息、处理本机数据，当监测到触发启动消息或本机数据异常时启动数据上传流程；
4、所述处理本机数据具体为：一pmu在一个完整的监测时窗中，每接收到一个电流采样值，则计算一次所有监测时窗内电流幅值绝对值的平均值；将每次计算得到的电流幅值绝对值的平均值与预设的阈值进行比较，若存在一电流过零时刻t0后的一个监测时窗中电流幅值绝对值的平均值超过阈值，则判定为存在短路故障，向主站及其他pmu发送带有本机时标t0的触发启动消息并启动数据上传流程，将预设长度的电流波形数据上传至主站；
5、所述数据上传流程具体为：接收到触发启动消息或判定存在短路故障的pmu保留存储单元中已存储的t0时刻之前共n1个工频周期的电流波形数据，继续存储t0时刻之后n2个工频周期的电流波形数据；将t0时刻之前n1个工频周期的电流波形数据及t0时刻之后n2个工频周期的电流波形数据上传至主站。
6、优选地，所述监测时窗为两个相邻的电流过零时刻之间的时窗，作为一个监测时窗。
7、优选地，所述阈值整定不低于保护线路的额定电流有效值的2倍。
8、优选地，所述触发启动消息包括其他pmu发送的触发启动消息及主站发送的触发启动消息。
9、优选地，所述n1取值为5，所述n2取值为15。
10、相应地，本专利技术还提出一种用于有源配电网短路故障检测的pmu触发启动系统，所述系统用于执行上述的pmu触发启动方法，包括：
11、主站，用于接收pmu发送的触发启动消息并转发至其他pmu，还接收、存储及处理pmu发送的电流波形数据；
12、部署于配电网出线上设定位置的若干pmu，用于持续监测触发启动消息、本机电流数据及相应出线的电流波形数据，并根据本机电流数据进行故障判定；判定产生故障时向主站发送触发启动消息，并向主站上传设定长度的电流波形数据；
13、所述主站与所有pmu通过通信链路进行通信。
14、优选地，部署于同一出线的pmu之间通过通信链路进行通信，一pmu判定产生故障时，通过通信链路向部署于同一出线的其他pmu发送触发启动消息。
15、优选地，所述通信链路为以太网。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：
17、1.本专利技术提出的pmu触发启动方法采用故障触发式的pmu波形数据上传机制，仅上传故障时刻前后几十至几百毫秒的电流波形数据，pmu与主站、pmu与pmu之间的传输数据量小、速度快，对通信资源和主站算力资源、存储资源占用低。
18、2.本专利技术提出的pmu触发启动方法在实时监测环节只采用简单运算计算电流平均值，不涉及傅里叶变换、小波变换等高级算法，对pmu的计算资源占用低，可降低pmu的系统复杂度，并提供更快的实时监测和响应，实现电力系统的实时控制和故障检测。
19、3.本专利技术提出的pmu触发启动方法通过采集电流过零后电流幅值绝对值的平均值，将平均值与预设的阈值进行对比，以超过阈值作为故障判据，对突发性的瞬时干扰不敏感，可有效降低pmu的误触发率。
20、4.本专利技术提出的pmu触发启动系统利用pmu的通信功能，确保分布式电源接入导致弱馈问题时，故障区段相关pmu均能启动，同时利用pmu的高精度同步时钟，确保所有上传波形在时间上对齐，提高数据有效性并便于后续计算分析。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于有源配电网短路故障检测的PMU触发启动方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于有源配电网短路故障检测的PMU触发启动方法，其特征在于，所述监测时窗为两个相邻的电流过零时刻之间的时窗，作为一个监测时窗。
3.根据权利要求1所述的一种用于有源配电网短路故障检测的PMU触发启动方法，其特征在于，所述阈值整定不低于保护线路的额定电流有效值的2倍。
4.根据权利要求1所述的一种用于有源配电网短路故障检测的PMU触发启动方法，其特征在于，所述触发启动消息包括其他PMU发送的触发启动消息及主站发送的触发启动消息。
5.根据权利要求1所述的一种用于有源配电网短路故障检测的PMU触发启动方法，其特征在于，所述n1取值为5，所述n2取值为15。
6.一种用于有源配电网短路故障检测的PMU触发启动系统，其特征在于，所述系统用于执行如权利要求1-5任一项所述的PMU触发启动方法，包括：
7.根据权利要求6所述的一种用于有源配电网短路故障检测的PMU触发启动系统，其特征在于，部署于同一出线的PMU
8.根据权利要求6或7所述的一种用于有源配电网短路故障检测的PMU触发启动系统，其特征在于，所述通信链路为以太网。
...【技术特征摘要】
1.一种用于有源配电网短路故障检测的pmu触发启动方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于有源配电网短路故障检测的pmu触发启动方法，其特征在于，所述监测时窗为两个相邻的电流过零时刻之间的时窗，作为一个监测时窗。
3.根据权利要求1所述的一种用于有源配电网短路故障检测的pmu触发启动方法，其特征在于，所述阈值整定不低于保护线路的额定电流有效值的2倍。
4.根据权利要求1所述的一种用于有源配电网短路故障检测的pmu触发启动方法，其特征在于，所述触发启动消息包括其他pmu发送的触发启动消息及主站发送的触发启动消息。
5.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：柳劲松，刘舒，陈冉，方陈，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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