基于光伏电站的配电网故障位置确定方法及终端设备

摘要

本发明适用于光伏配电网技术领域，提供了基于光伏电站的配电网故障位置确定方法及终端设备，其中，基于光伏电站的配电网故障位置确定方法，包括：对于目标光伏配电网线路，获取目标光伏配电网线路的中间位置作为零点位置；基于零点位置，根据目标光伏配电网线路的各个位置分别对应的电流值构建电流故障监测曲线；基于零点位置，根据目标光伏配电网线路的各个位置分别对应的电压值构建电压故障监测曲线；根据电流故障监测曲线和电压故障监测曲线确定目标光伏配电网线路在发生单相接地故障时的故障位置。本发明可以快速、准确地定位故障位置，可以提高基于光伏电站的配电网运行的效率。

说明书

技术领域

本发明属于光伏配电网技术领域，尤其涉及基于光伏电站的基于光伏电站的配电网故障位置确定方法及终端设备。

背景技术

太阳能作为一种绿色的可再生能源，具有充分的清洁性、极高的安全性、极大的广泛性，受到越来越多的青睐。光伏电站是一种利用太阳能、采用特殊材料如晶硅板、逆变器等电子元件组成的光伏发电体系。光伏电站具有无枯竭危险、无污染和能源质量高的优点，应用广泛。

基于光伏电站的配电网大多采用中性点不接地的方式，结构简单，运行方便。在基于光伏电站的配电网发生单相接地故障后，准确定位故障位置，对快速排除故障、保证配电网安全运行尤其重要。现有大多采用行波法确定故障位置，行波法确定故障位置需要在配电网发发生故障，且经过人工确认故障线路后，再向故障线路注入行波信号确认故障位置。然而，人工确认故障线路耗时较长，不仅人工确认可能存在安全问题，且影响配电网的运行效率。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了基于光伏电站的基于光伏电站的配电网故障位置确定方法及终端设备，以解决现有技术中人工确认故障线路耗时较长的问题。

本发明实施例的第一方面提供了一种基于光伏电站的配电网故障位置确定方法，包括：对于目标光伏配电网线路，获取目标光伏配电网线路的中间位置作为零点位置；其中，目标光伏配电网线路为基于光伏电站的配电网中的线路；

基于零点位置，根据目标光伏配电网线路的各个位置分别对应的电流值构建电流故障监测曲线；

基于零点位置，根据目标光伏配电网线路的各个位置分别对应的电压值构建电压故障监测曲线；

根据电流故障监测曲线和电压故障监测曲线确定目标光伏配电网线路在发生单相接地故障时的故障位置。

本发明实施例的第二方面提供了一种配电网故障位置确定装置，包括获取模块、电流构建模块、电压构建模块和位置确认模块；

获取模块，用于对于目标光伏配电网线路，获取目标光伏配电网线路的中间位置作为零点位置；其中，目标光伏配电网线路为基于光伏电站的配电网中的线路；

电流构建模块，用于基于零点位置，根据目标光伏配电网线路的各个位置分别对应的电流值构建电流故障监测曲线；

电压构建模块，用于基于零点位置，根据目标光伏配电网线路的各个位置分别对应的电压值构建电压故障监测曲线；

位置确认模块，用于根据电流故障监测曲线和电压故障监测曲线确定目标光伏配电网线路在发生单相接地故障时的故障位置。

本发明实施例的第三方面提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如上第一方面的基于光伏电站的配电网故障位置确定方法的步骤。

本发明实施例的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上第一方面的基于光伏电站的配电网故障位置确定方法的步骤。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：

本发明实施例通过对于目标光伏配电网线路，获取目标光伏配电网线路的中间位置作为零点位置；其中，目标光伏配电网线路为基于光伏电站的配电网中的线路；基于零点位置，根据目标光伏配电网线路的各个位置分别对应的电流值构建电流故障监测曲线；基于零点位置，根据目标光伏配电网线路的各个位置分别对应的电压值构建电压故障监测曲线；根据电流故障监测曲线和电压故障监测曲线确定目标光伏配电网线路在发生单相接地故障时的故障位置。通过构建电压故障监测曲线和电流故障监测曲线可以快速、准确地定位故障位置，去除人工确认步骤，提高配电网的运行效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的基于光伏电站的配电网故障位置确定方法的实现流程示意图；

图2是本发明实施例提供的配电网故障位置确定装置的示意图；

图3是本发明实施例提供的终端设备的示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。

为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

参见图1，其示出了本发明实施例提供的基于光伏电站的配电网故障位置确定方法的实现流程示意图。如图1所示，一种基于光伏电站的配电网故障位置确定方法，可以包括：

S101，对于目标光伏配电网线路，获取目标光伏配电网线路的中间位置作为零点位置；其中，目标光伏配电网线路为基于光伏电站的配电网中的线路。

可选的，配电网包括多个配电网线路，对于每条配电网线路，每间隔第三预设距离的位置，设置一个电压互感器和一个电流互感器。设置的多个电压互感器用于向电控主平台发送对应位置的电压值，设置的多个电流互感器用于向电控主平台发送对应位置的电流值。

S102，基于零点位置，根据目标光伏配电网线路的各个位置分别对应的电流值构建电流故障监测曲线。

可选的，电流故障监测曲线可以为二维平面曲线，可以获取一定时长内各个位置分别对应的多个电流值，然后将多个电流值取平均作为该时长内各个位置的电流值。

S103，基于零点位置，根据目标光伏配电网线路的各个位置分别对应的电压值构建电压故障监测曲线。

可选的，电压故障监测曲线可以为二维平面曲线，可以获取一定时长内各个位置分别对应的多个电压值，然后将多个电压值取平均作为该时长内各个位置的电压值。

S104，根据电流故障监测曲线和电压故障监测曲线确定目标光伏配电网线路在发生单相接地故障时的故障位置。

具体的，若目标光伏配电网线路发生单相接地故障，则该位置处的电压和电流会产生较大的波动，通过监测目标光伏配电网线路各个位置的电压的变化和电流的变化可以及时、准确的得到故障位置。

本发明实施例通过对于目标光伏配电网线路，获取目标光伏配电网线路的中间位置作为零点位置；其中，目标光伏配电网线路为配电网中的线路；基于零点位置，根据目标光伏配电网线路的各个位置分别对应的电流值构建电流故障监测曲线；基于零点位置，根据目标光伏配电网线路的各个位置分别对应的电压值构建电压故障监测曲线；根据电流故障监测曲线和电压故障监测曲线确定目标光伏配电网线路在发生单相接地故障时的故障位置。通过构建电压故障监测曲线和电流故障监测曲线可以快速、准确地定位故障位置，去除人工确认步骤，提高配电网的运行效率。

在本发明的一些实施例中，上述S102“基于零点位置，根据目标光伏配电网线路的各个位置分别对应的电流值构建电流故障监测曲线”，可以包括：

以目标配电线路的各个位置作为横轴坐标，以各个位置对应的电流值作为纵轴坐标构建电流故障监测曲线；

其中，将零点位置作为电流故障监测曲线的横轴零点坐标，目标光伏配电网线路的其他位置间隔第一预设距离设置在零点位置的两侧。

可选的，根据目标配电线路的实际长度，等比例缩小实际长度作为电流故障监测曲线的横轴。以零点位置为基准，将其他位置间隔第一预设距离设置在零点位置的两侧。其中，第一预设距离和第三预设距离成比例，即在电流故障监测曲线中可以对横轴坐标通过比例换算对应得到实际目标配电线路的对应位置，有利于快速故障定位。

在本发明的一些实施例中，上述S103中“基于零点位置，根据目标光伏配电网线路的位置和对应位置的电压值构建电压故障监测曲线”，可以包括：

以目标配电线路的各个位置作为横轴坐标，以各个位置对应的电压值作为纵轴坐标构建电流故障监测曲线；

其中，将零点位置作为电压故障监测曲线的横轴零点坐标，目标光伏配电网线路的其他位置间隔第二预设距离设置在零点位置的两侧。

可选的，根据目标配电线路的实际长度，等比例缩小实际长度作为电压故障监测曲线的横轴。以零点位置为基准，将其他位置间隔第二预设距离设置在零点位置的两侧。其中，第二预设距离和第三预设距离成比例，即在电压故障监测曲线中可以对横轴坐标通过比例换算对应得到实际目标配电线路的对应位置，有利于快速故障定位。

在本发明的一些实施例中，上述S104中“根据电流故障监测曲线和电压故障监测曲线确定目标光伏配电网线路在发生单相接地故障时的故障位置”，可以包括：

根据电流故障监测曲线确认多个相邻位置的电流斜率；

根据电压故障监测曲线确认多个相邻位置的电压斜率；

根据多个相邻位置的电流斜率和多个相邻位置的电压斜率确定目标光伏配电网线路在发生单相接地故障时的故障位置。

示例性的，第一位置和第二位置为目标光伏配电网线路的两个相邻位置。

在电流故障监测曲线中，计算第一位置和第二位置的电流斜率的公式可以表示为：

其中，I

在电压故障监测曲线中，计算第一位置和第二位置的电压斜率的公式可以表示为：

其中，V

在本发明的一些实施例中，根据多个相邻位置的电流斜率和多个相邻位置的电压斜率确定目标光伏配电网线路在发生单相接地故障时的故障位置，包括：

对于每两个相邻位置的电压斜率和电流斜率，若在第一预设时长内，该两个相邻位置的电压斜率和预先确认的该两个相邻位置的历史电压斜率差值的绝对值大于第一预设差值，且，该两个相邻位置的电流斜率和预先确认的该两个相邻位置的历史电流斜率差值的绝对值大于第二预设差值，则确定目标光伏配电网线路在发生单相接地故障时的故障位置在该两个相邻位置之间。

可选的，历史电压斜率可以根据历史电压故障监测曲线确认，历史电压故障监测曲线可以采用与确认电压故障监测曲线一样的方式得到曲线。历史电压故障监测曲线也可以由多个已确认的电压故障监测曲线求平均得到，求平均得到的电压故障曲线即为基准电压故障曲线。

历史电流斜率可以根据历史电流故障监测曲线确认，历史电流故障监测曲线可以采用与确认电流故障监测曲线一样的方式得到曲线。历史电流故障监测曲线也可以由多个已确认的电流故障监测曲线求平均得到，求平均得到的电流故障曲线即为基准电流故障曲线。

第一预设时长、第一预设差值和第二预设差值可以根据实际需要进行设置。

在本发明的一些实施例中，对于每两个相邻位置的电压斜率和电流斜率，若在第一预设时长内，该两个相邻位置的电压斜率和预先确认的该两个相邻位置的历史电压斜率差值的绝对值不大于第一预设差值，和/或，该两个相邻位置的电流斜率和预先确认的该两个相邻位置的历史电流斜率差值的绝对值不大于第二预设差值，则确定目标光伏配电网线路在发生单相接地故障时的故障位置不在该两个相邻位置之间。

本发明实施例通过构建电压故障监测曲线和电流故障监测曲线可以实时判断配电网的线路是否发生单相接地故障，同时可以准确地确定故障发生的位置，可以缩减故障定位的时间，有利于提高配电网的运行效率。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

对应于上述基于光伏电站的配电网故障位置确定方法，本发明实施例还提供了一种汽轮机调节系统参与的低频振荡控制装置，和基于光伏电站的配电网故障位置确定方法具有同样的有益效果。

参见图2，示出了本发明实施例提供的一种配电网故障位置确定装置的示意图，如图2所示，一种配电网故障位置确定装置20，可以包括获取模块201、电流构建模块202、电压构建模块203和位置确认模块204；

获取模块201，用于对于目标光伏配电网线路，获取目标光伏配电网线路的中间位置作为零点位置；其中，目标光伏配电网线路为基于光伏电站的配电网中的线路；

电流构建模块202，用于基于零点位置，根据目标光伏配电网线路的各个位置分别对应的电流值构建电流故障监测曲线；

电压构建模块203，用于基于零点位置，根据目标光伏配电网线路的各个位置分别对应的电压值构建电压故障监测曲线；

位置确认模块204，用于根据电流故障监测曲线和电压故障监测曲线确定目标光伏配电网线路在发生单相接地故障时的故障位置。

在本发明的一些实施例中，电流构建模块202可以包括电流构建单元；

电流构建单元，用于以目标配电线路的各个位置作为横轴坐标，以各个位置对应的电流值作为纵轴坐标构建电流故障监测曲线；其中，将零点位置作为电流故障监测曲线的横轴零点坐标，目标光伏配电网线路的其他位置间隔第一预设距离设置在零点位置的两侧。

在本发明的一些实施例中，电压构建模块203包括电压构建单元；

电压构建单元，用于以目标配电线路的各个位置作为横轴坐标，以各个位置对应的电压值作为纵轴坐标构建电流故障监测曲线；其中，将零点位置作为电压故障监测曲线的横轴零点坐标，目标光伏配电网线路的其他位置间隔第二预设距离设置在零点位置的两侧。

在本发明的一些实施例中，位置确认模块204可以包括第一计算单元、第二计算单元和位置确认单元；

第一计算单元，用于根据电流故障监测曲线确认多个相邻位置的电流斜率；

第二计算单元，用于根据电压故障监测曲线确认多个相邻位置的电压斜率；

位置确认单元，用于根据多个相邻位置的电流斜率和多个相邻位置的电压斜率确定目标光伏配电网线路在发生单相接地故障时的故障位置。

在本发明的一些实施例中，位置确认单元可以包括位置确认子单元；

位置确认子单元，用于对于每两个相邻位置的电压斜率和电流斜率，若在第一预设时长内，该两个相邻位置的电压斜率和预先确认的该两个相邻位置的历史电压斜率差值的绝对值大于第一预设差值，且，该两个相邻位置的电流斜率和预先确认的该两个相邻位置的历史电流斜率差值的绝对值大于第二预设差值，则确定目标光伏配电网线路在发生单相接地故障时的故障位置在该两个相邻位置之间。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将终端设备的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述装置中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

图3是本发明一实施例提供的终端设备的示意框图。如图3所示，该实施例的终端设备30包括：一个或多个处理器300、存储器301以及存储在存储器301中并可在处理器300上运行的计算机程序302。处理器300执行计算机程序302时实现上述各个基于光伏电站的配电网故障位置确定方法实施例中的步骤，例如图1所示的S101至S104。或者，处理器300执行计算机程序302时实现上述配电网故障位置确定装置实施例中各模块/单元的功能，例如图2所示模块201至204的功能。

示例性地，计算机程序302可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器301中，并由处理器300执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序302在终端设备30中的执行过程。例如，计算机程序302可以被分割成获取模块201、电流构建模块202、电压构建模块203和位置确认模块204。

获取模块201，用于对于目标光伏配电网线路，获取目标光伏配电网线路的中间位置作为零点位置；其中，目标光伏配电网线路为基于光伏电站的配电网中的线路；

电流构建模块202，用于基于零点位置，根据目标光伏配电网线路的各个位置分别对应的电流值构建电流故障监测曲线；

电压构建模块203，用于基于零点位置，根据目标光伏配电网线路的各个位置分别对应的电压值构建电压故障监测曲线；

位置确认模块204，用于根据电流故障监测曲线和电压故障监测曲线确定目标光伏配电网线路在发生单相接地故障时的故障位置。

其它模块或者单元可参照图3所示的实施例中的描述，在此不再赘述。

终端设备30包括但不仅限于处理器300、存储器301。本领域技术人员可以理解，图3仅仅是终端设备的一个示例，并不构成对终端设备30的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备30还可以包括输入设备、输出设备、网络接入设备、总线等。

处理器300可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器301可以是终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。存储器301也可以是终端设备的外部存储设备，例如终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器301还可以既包括终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器301用于存储计算机程序302以及终端设备所需的其他程序和数据。存储器301还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。