物联网技术在配电网在线故障定位系统中的应用研究

摘要

电网的各个环节的重要运行参数的实时信息采集和在线监控是实现智能电网的重要基础，基于物联网等技术实现的智能信息感知，是推动智能电网发展主要动力之一。而智能配电网或者配网自动化的实现是智能电网实现的重要组成部分。在我国单相接地故障是主要的故障形式，若考虑大量的瞬时单相接地故障比重占的更多。综上所述，研究基于物联网技术的适用于配网自动化的小电流故障定位方法，对智能配电网的发展具有重要的理论意思和实践意义。
　　 文章首先分析了非有效接地系统的小电流故障特征，确定了不接地系统和谐振接地系统的适应未来发展要求的定位判据，并给出了基于广域相量同步测量技术的小电流区段定位的概念和方案。然后在点出了物联网技术应用于电力系统中面临的问题的基础上，探讨了区段定位系统应用无线传感器网络的几个具体问题，设计并给出了系统的架构及方案。再然后基于文章提出的分级同步采集方案的设计思想研究并设计了适用于配网小电流同步采集的无线传感器网络时钟同步算法。最后基于CC2430+TinyOS的环境部分实现了时钟同步算法并作了点对点的时钟同步实验，实验结果表明了设计的时钟同步算法在区段定位系统中应用的高效性;基于STM32设计并实现了一个精简的区段定位系统，并在10Kv物理模型上作了小电流接地故障的物理模拟实验，实验结果表明了定位装置和区段定位算法的精确性和有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景和意义

1．2 物联网技术在配电网故障定位的国内外研究动态

1．2．1 国内研究情况

1．2．2 国外研究情况

1．3 本文主要研究内容

1．4 论文的构架

第2章 非有效接地系统单相接地故障定位判据

2．1 中性点不接地系统单相接地故障特征信息

2．1．1 中性点不接地系统单相接地故障分析

2．1．2 零序电流特征总结

2．1．3 中性点不接地系统小电流故障定位判据

2．2 谐振接地系统小电流故障定位特征信息

2．2．1 谐振接地系统单相接地故障分析

2．2．2 谐振接地系统单相接地故障定位判据

2．3 基于配网广域相量测量的单相接地故障区段定位

2．4 本章小结

第3章 故障区段定位系统的几个关键问题

3．1 定位系统架构

3．2 区段定位系统同步采集方案

3．3 区段定位系统故障区段定位算法

3．3．1 故障区段定位算法

3．3．2 区段定位法适应性分析

3．3．3 区段定位法的扩展

3．4 本章小结

第4章 无线传感器网络的时钟同步

4．1 WSN时钟同步概述

4．1．1 时钟不同步原因

4．1．2 典型WSN时钟同步算法

4．2 区段定位系统时钟同步算法

4．2．1 信号的特殊性与时钟同步

4．2．2 时钟同步算法

4．3 时钟同步与区段定位系统控制调度

4．4 本章小结

第5章 区段定位系统实验数据

5．1 区段定位系统WSN时钟同步算法实现及实验

5．1．1 时钟同步算法实现

5．1．2 时钟同步算法同步测量实验

5．2 区段定位系统区段定位算法实现与实验

5．2．1 区段定位系统算法实现

5．2．2 10kv单相接地物理模拟实验

5．2．3 挂网测试

5．3 本章总结

第6章 结论与展望

6．1 本文结论

6．2 未来展望

参考文献

在学期间发表的学术论文和参加科研情况

致谢