一種電能質(zhì)量擾動源定位系統(tǒng)及定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電能質(zhì)量污染源在線監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種電網(wǎng)中電能質(zhì)量擾動源 的定位系統(tǒng)及定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展，電力負荷增長迅猛，用電負荷日趨復(fù)雜化和多樣化， 越來越多的非線性、沖擊性、不平衡和諧波豐富的應(yīng)用設(shè)備相繼接入電網(wǎng)，都會不同程度地 影響到供電電網(wǎng)的電能質(zhì)量。加之監(jiān)控手段不完善及運行操作、外來干擾和各種故障等原 因，電能質(zhì)量問題日益突出。
[0003] 當(dāng)前，電力系統(tǒng)中與電能質(zhì)量相關(guān)的研宄熱點主要集中在以下幾個方面：電能質(zhì) 量信號的辨識處理、電能質(zhì)量評價指標(biāo)、電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、電能質(zhì)量控 制等。然而，電能質(zhì)量事件發(fā)生后擾動源的定位技術(shù)也十分重要，不僅有助于電力部門與用 戶之間的責(zé)任判定和糾紛的合理解決，而且對電力部門制定電能質(zhì)量緩和和控制策略具有 重要指導(dǎo)作用。因此，有必要建立一套電能質(zhì)量的遠程、集中監(jiān)測與分析系統(tǒng)，對影響電能 質(zhì)量的污染源如電壓或電流的暫升、暫降和短時中斷等指標(biāo)進行分析，及時找出影響電能 質(zhì)量污染源的原因，保證電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟運行。
[0004] 目前配電網(wǎng)中電能質(zhì)量擾動源的定位方法主要有以下兩類方法：
[0005] 1、基于擾動方向關(guān)系表格的判定方法。根據(jù)系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和電能質(zhì)量在線監(jiān)測 裝置（PQMD)的布置情況，預(yù)先列寫出系統(tǒng)中擾動源位置和各個電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置之 間的擾動方向關(guān)系表。當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生實際擾動事件時，根據(jù)各監(jiān)測點的測量數(shù)據(jù)進行擾動 方向的判斷，并與該關(guān)系表格進行比對，來實現(xiàn)定位功能。該方法的缺點是：必須依靠人工 的比較才能進行擾動源的定位，工作效率低。目前雖然可以通過計算機編程進行自動分析 來實現(xiàn)擾動源的自動定位，但有些情況下（例如其它線路上的擾動源對電能質(zhì)量在線監(jiān)測 裝置的影響，即不能充分利用所有支路信息進行定位判斷）存在模糊目標(biāo)擾動源時，不能 實現(xiàn)精確定位，定位準(zhǔn)確性和容錯能力較差。
[0006] 2、基于單測點或多測點的擾動源方向判定的符號型定位方法。根據(jù)電力系統(tǒng)中布 置的單個或多個電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，研宄各種事件類型對應(yīng)的擾動源方向判定算法。 例如，當(dāng)電力系統(tǒng)中發(fā)生電壓暫降事件或諧波事件時，采用基于擾動功率和擾動能量、基于 等效阻抗實部符號等方法，可實現(xiàn)擾動事件發(fā)生在監(jiān)測點前向或后向的判定。目前也有學(xué) 者在此基礎(chǔ)上提出基于遺傳算法的電能質(zhì)量擾動源定位方法，該方法通過對擾動信號高頻 分量產(chǎn)生機理的分析，利用小波變換提取高頻分量，將高頻擾動能量的極性作為擾動方向 判別的依據(jù)，并根據(jù)系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)及監(jiān)測點布置情況，建立了擾動源定位優(yōu)化模型，將擾 動源定位問題轉(zhuǎn)化成為0-1整數(shù)規(guī)劃問題，采用遺傳算法進行求解。該方法的缺點是：只能 判定出擾動源相對于該監(jiān)測點的前、后方向，在電力網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生電能質(zhì)量事件時，并不能真 正實現(xiàn)擾動源的精確定位（如定位到具體某條線路），建立擾動源定位優(yōu)化模型、采用遺傳 算法進一步增大了電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置的計算量和存儲量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能實現(xiàn)擾動源準(zhǔn)確自動定位和自動消除擾 動源模糊項、效率高、結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、易于實現(xiàn)和部署的電能質(zhì)量擾動源的定位系統(tǒng) 及定位方法。
[0008] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是提供一種電能質(zhì)量擾動源的定位系統(tǒng)，包括電能質(zhì) 量管理主站以及在輻射型配電系統(tǒng)的輸電線路的每個監(jiān)測點設(shè)置的一臺電能質(zhì)量在線監(jiān) 測裝置，各個電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置之間通過以太網(wǎng)連接，各電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置與電 能質(zhì)量管理主站之間通過以太網(wǎng)連接；當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生實際擾動事件時，電能質(zhì)量在線監(jiān)測 裝置檢測到擾動事件后會記錄下擾動源發(fā)生的時刻并通過以太網(wǎng)以廣播的方式通知網(wǎng)絡(luò) 中其它的電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置以該時刻為基準(zhǔn)啟動擾動錄波系統(tǒng)，記錄下該時刻之前N 個周波和之后N個周波的采樣數(shù)據(jù)，N多1，并實時的發(fā)送到電能質(zhì)量管理主站；電能質(zhì)量管 理主站存儲著各個電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置的設(shè)備號以及所在監(jiān)測點的地址。
[0009] 進一步的，所述一種電能質(zhì)量擾動源的定位系統(tǒng)還包括支持IEEE1588協(xié)議的 以太網(wǎng)交換機，電能質(zhì)量管理主站支持IEEE1588協(xié)議，電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置設(shè)有支持 IEEE1588協(xié)議的以太網(wǎng)接口，電能質(zhì)量管理主站之間與各個電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置均 通過專用的屏蔽網(wǎng)絡(luò)連接線按照國際通用標(biāo)準(zhǔn)接入以太網(wǎng)交換機后組網(wǎng)，整個系統(tǒng)采用 IEEE1588對時協(xié)議進行時鐘校準(zhǔn)。
[0010] 上述的一種電能質(zhì)量擾動源的定位系統(tǒng)的定位方法，包括如下幾個步驟：
[0011] ①根據(jù)已知的配電系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)，構(gòu)建有根數(shù)結(jié)構(gòu)圖，并且標(biāo)識出整個系統(tǒng)中各 個電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置布置點的位置信息；
[0012] ②建立整個系統(tǒng)覆蓋矩陣，根據(jù)系統(tǒng)中有根數(shù)各節(jié)點與電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置的 相關(guān)位置關(guān)系，可定義系統(tǒng)的覆蓋矩陣Aum，Aum可在系統(tǒng)初始化時完成：
【主權(quán)項】
1. 一種電能質(zhì)量擾動源的定位系統(tǒng)，其特征在于：包括電能質(zhì)量管理主站以及在輻射 型配電系統(tǒng)的輸電線路的每個監(jiān)測點設(shè)置的一臺電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置，各個電能質(zhì)量在 線監(jiān)測裝置之間通過以太網(wǎng)連接，各電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置與電能質(zhì)量管理主站之間通過 以太網(wǎng)連接；當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生實際擾動事件時，電能質(zhì)量在線監(jiān)測裝置檢測到擾動事件后會 記錄下擾動源發(fā)生的時刻并通過以太網(wǎng)以廣播的方式通知網(wǎng)絡(luò)中其它的電能質(zhì)量在線監(jiān) 測裝置以該時刻為基準(zhǔn)啟動擾動錄波系統(tǒng)，記錄下該時刻之前N個周波和之后N個周波的 采樣數(shù)據(jù)，N多1，并實時的發(fā)送到電能質(zhì)量管理主站；電能質(zhì)量管理主站存儲著各個電能 質(zhì)量在線監(jiān)測裝置的設(shè)備號以及所在監(jiān)測點的地址。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種電能質(zhì)量擾動源的定位系統(tǒng)，其特征在于：還包括支持 IEEE1588協(xié)議的以太網(wǎng)交換機，電能質(zhì)量管理主站支持IEEE1588協(xié)議，電能質(zhì)量在線監(jiān)測 裝置設(shè)有支持IEEE1588協(xié)議的以太網(wǎng)接口，電能質(zhì)量管理主站之間與各個電能質(zhì)量在