基于GPRS的配电网馈线自动化故障定位技术.pdf
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1、控制理论与应用Control Theory and Applications自动化技术与应用2023 年第 42 卷第 8 期Techniques ofAutomation&Applications基于GPRS的配电网馈线自动化故障定位技术任庭昊,覃禹铭,毛 杰,代启璨(贵州电网有限责任公司遵义供电局,贵州 遵义 563000)摘要:以往馈线自动化技术中的监控终端,在判定故障线路时极易引发非故障线路断电,为此,引入GPRS(General packet radioservice,通用分组无线服务)技术研发出一种配电网馈线自动化故障定位技术。根据无方向性馈线故障定位算法,结合表征各单元间邻接关系
2、的单元邻接表,定位出馈线故障所属区段,采用GPRS通信模式实现信息传输与共享,基于GPRS通信模式与馈线监控终端的联邦式架构建立GPRS通信模块的协同故障防护策略,通过GPRS监控终端模块,实现故障定位自动化。以某县乡级配电网模拟故障发生,验证得出GPRS通信在实现自动化方面更具可行性,且该项技术有效性与适用性较强。关键词:GPRS;配电网;馈线自动化;故障定位;联络开关;APN虚拟专网中图分类号:TP206+.3文献标识码:A文章编号:1003-7241(2023)08-0042-04GPRS-based Feeder Automation Fault Location Technology
3、for Distribution NetworkREN Ting-hao,QIN Yu-ming,MAO Jie,DAI Qi-can(Zunyi Power Supply Bureau of Guizhou Power Grid Co.,Ltd.,Zunyi 563000 China)Abstract:In the past,the monitoring terminal in the feeder automation technology is very easy to cause the power failure of the non-faultyline when determin
4、ing the faulty line.For this reason,the GPRS technology is introduced to develop a feeder automation fault lo-cation technology for the distribution network.According to the non-directional feeder fault location algorithm,combined withthe unit adjacency table that characterizes the adjacency relatio
5、nship between the units,the section of the feeder fault is located,and the GPRS communication mode is used to realize information transmission and sharing,based on the federation of the GPRScommunication mode and the feeder monitoring terminal.The architecture establishes a collaborative fault prote
6、ction strategy forthe GPRS communication module,and realizes the automation of fault location through the GPRS monitoring terminal module.Using a county and township-level distribution network to simulate the occurrence of a fault,it is verified that GPRS communica-tion is more feasible in realizing
7、 automation,and the technology is more effective and applicable.Keywords:GPRS;distribution network;feeder automation;fault location;contact switch;APN virtual private network收稿日期:2021-06-07DOI:10.20033/j.1003-7241.(2023)08-0042-04.1引言随着电力需求越来越高,安全、平稳的供电质量1逐渐成为电力领域中的首要标准,这对以往的配电网故障处理技术与管控策略提出了巨大的挑战。若
8、想快速恢复供电,就必须尽快准确地找到电力故障,减少故障判定时长。而配电网分布较广,结构较为复杂2,在一定程度上限制了故障定位自动化的实践性。因此,为研究智能、实时发现影响供电的故障所在,国内外相关领域人员开展了深入而又广泛的探索,并取得了一定的成果。文献3根据DG配电网的故障判定模式,利用电流代数及其变化结果,制定出电流相角突变防护依据,通过构建分布式智能馈线自动化系统,完成故障定位与隔离;文献4依据配电网断线负序等效网络,得到负序电压、电流的相位关系,基于此提出不同形式馈线的自动化单相断线故障区段定位隔离策略。馈线作为配电网的主要组成部分,其故障定位效果对配电网安全可靠运行有较大影响5,因此
9、,本文基于文献方法的配电自动化理念,面向配电网馈线提出一种基于GPRS的自动化故障定位技术。编辑支线路单元号码形成映射各单元间邻接关系的单元邻接表,获取设备当下的真实状态;在模型 GPRS 组网中引入 APN(AccessPoint Name,接入点)虚拟专网接入技术,保持电力通信稳定、安全水平;建立GPRS通信模块的协同故障防护策略,确保模型顺利运行,避免故障发生时出现问题;选用西门子MC系列的39iGPRS模块,提升定位稳定性与数据传输速率。2配电网馈线故障定位算法设定散射供电区域的边界为常开状态的联络开关6,则该散射状态配电网范围是电源开关至联络开关。若此42自动化技术与应用2023 年
10、第 42 卷第 8 期控制理论与应用Control Theory and ApplicationsTechniques ofAutomation&Applications范围内有N个开关节点,按照配电网拓扑结构将其架构为式(1)所示的配电网表征矩阵D:(1)该矩阵的方阵阶数即开关节点个数,矩阵所含元素为dij,满足下列条件方程式:(2)即:当节点i、j间有馈线时,dij=dji=1;否则,dij=dji=0。其中,i,j=1,2,N。依据故障发生阶段产生的节点过流信息7,得到下列故障信息矩阵G:(3)该矩阵所含元素用gij表示,满足下列条件方程式:(4)即:当节点i的开关存在过流信息时,gij
11、=0;否则,gij=1;除主对角线,剩余元素均是0。故障判定矩阵P是配电网表征矩阵D与故障信息矩阵G的乘积,数学表达式如下所示,其元素是pij:(5)当P=0时,说明主干线路末端节点后的区段上有故障发生;当P=1时,采用pijpji异或运算8故障判定矩阵元素;当pij=pji=1时,说明馈线上节点i、j间区段内有故障发生。把故障指示器置放于所有的分支线路上,将主线路的分布式智能终端看作节点,通过该节点与故障指示器具体方位,明确主线路上故障指示器的所在区段,对主线路单元、支线路单元分类后,编辑支线路单元号码形成单元邻接表,用于映射各单元间的邻接关系。图1单元邻接表图1中,馈线是Xi,馈线上的智能
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