模拟故障的处理方法和装置与流程

本发明涉及电力系统领域，具体而言，涉及一种模拟故障的处理方法和装置。

背景技术：

从故障分布上来看，北京地区架空线路故障占比95.0％，电缆线路故障占比5.0％，其中永久性故障占比41.4％，永久性故障中单相故障52％。从全国来看，架空线路故障占比及单相接地故障占比高于北京。由于消弧线圈补偿、高电阻接地、短路时刻等影响因素，正确小电流接地系统单相接地故障较为困难。随着经济的快速发展，用户对供电可靠性的要求越来越高，实现小电流系统接地故障快速定位，隔离故障及非故障区域恢复供电对提升配电网供电可靠性具有非常重要的作用。

现有技术中，小电流接地系统发生单相接地故障时，故障相电压降低，同时有5ms左右丰富的暂态故障电流，通过比较零序电流与零序电压关系等，实现单相接地故障判断。新型单相接地故障判断基于暂态故障信息，与传统过流保护不同，为免定值自适应判断，采用传统的保护定值校验不能满足装置检测要求。

现有技术中，小电流接地故障模拟主要采用真实配电网系统模拟接地、动态模拟仿真等技术，往往模拟的故障场景有限、实验环境改变不灵活。RTDS价格昂贵，参数设置繁琐。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种模拟故障的处理方法和装置，以至少解决小电流接地故障模拟困难的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种模拟故障的处理方法，包括：获取波形数据，其中，所述波形数据用于记录故障特征，所述故障特征为通过故障模拟模型对所述配电网的故障进行仿真获得的故障特征；将所述故障数据进行波形回放，得到回放数据；利用所述回放数据验证所述被测设备是否能够正确动作。

进一步地，获取波形数据包括：获取所述配电网的线路参数；基于所述配电网的线路参数设置所述故障模拟模型；通过所述故障模拟模型对所述配电网的故障进行仿真，得到记录有所述故障特征的波形数据。

进一步地，利用所述回放数据验证所述被测设备是否能够正确动作包括：将所述记录有所述故障特征的波形数据加载到波形回放工具上，生成二次电气模拟量；将所述二次电气模拟量输入被测设备；检测所述被测设备是否正确执行故障保护动作，以验证所述被测设备是否能够正确动作。

进一步地，检测所述被测设备是否正确执行故障保护动作包括：若检测出所述被测设备执行了与所述故障特征所对应的故障保护动作，则确定检测出所述被测设备正确执行故障保护动作；若检测出所述被测设备未执行与所述故障特征所对应的故障保护动作，则确定检测出所述被测设备未正确执行故障保护动作。

进一步地，所述故障类型包括：不同系统接地方式故障、不同接地过渡电阻故障、弧光接地故障以及不同短路时刻组成的接地故障。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种模拟故障的处理装置，包括：第一获取单元，用于获取波形数据，其中，所述波形数据用于记录故障特征，所述故障特征为通过故障模拟模型对所述配电网的故障进行仿真获得的故障特征；检测模块，用于将所述故障数据进行波形回放，得到回放数据；验证模块，利用所述回放数据验证所述被测设备是否能够正确动作。

进一步地，所述获取模块包括：获取单元，用于获取所述配电网的线路参数；设置单元，用于基于所述配电网的线路参数设置所述故障模拟模型；仿真单元，用于通过所述故障模拟模型对所述配电网的故障进行仿真，得到记录有所述故障特征的波形数据。

进一步地，所述验证模块包括：生成单元，用于将所述记录有所述故障特征的波形数据加载到波形回放工具上，生成二次电气模拟量；输入单元，用于将所述二次电气模拟量输入被测设备；检测单元，用于检测所述被测设备是否正确执行故障保护动作，以验证所述被测设备是否能够正确动作。

进一步地，所述检测单元包括：若检测出所述被测设备执行了与所述故障特征所对应的故障保护动作，则确定检测出所述被测设备正确执行故障保护动作；若检测出所述被测设备未执行与所述故障特征所对应的故障保护动作，则确定检测出所述被测设备未正确执行故障保护动作。

进一步地，所述故障类型包括：不同系统接地方式故障、不同接地过渡电阻故障、弧光接地故障以及不同短路时刻组成的接地故障。

在本发明实施例中，在配电网运行的过程中，通过获取波形数据，其中，所述波形数据用于记录故障特征，其中所述故障特征为通过故障模拟模型对所述配电网的故障进行仿真获得的故障特征，然后将所述故障数据进行波形回放，得到回放数据，再利用所述回放数据验证所述被测设备是否能够正确动作。在该方案中，基于配电网的线路参数设置故障模拟模型，通过故障模拟模型对配电网的故障进行仿真，得到记录有故障特征的波形数据，然后将记录有故障特征的波形数据加载到波形回放工具上，生成历史故障波形，然后检测运行波形中是否存在与历史故障波形相匹配的波形片段，若检测出运行波形中存在与历史故障波形相匹配的波形片段，则确定运行波形中存在故障特征。在整个模拟故障的处理方法中，解决了现有技术中小电流接地故障模拟困难RTDS(Real Time Digital Simulator，即实时数字仿真仪)价格昂贵，参数设置繁琐的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种模拟故障的处理方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的一种可选的模拟故障的处理方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的一种可选的模拟故障的处理装置的示意图；

图4是根据本发明实施例的另一种可选的模拟故障的处理装置的示意图；

图5是根据本发明实施例的又一种可选的模拟故障的处理装置的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种配电网故障检测方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的模拟故障的处理方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取波形数据，其中，波形数据用于记录故障特征，故障特征为通过故障模拟模型对配电网的故障进行仿真获得的故障特征；

步骤S104，将故障数据进行波形回放，得到回放数据；

步骤S106，利用回放数据验证被测设备是否能够正确动作。

通过上述步骤，在配电网运行的过程中，获取波形数据，这些波形数据用于记录故障特征，故障特征为通过故障模拟模型对配电网的故障进行仿真获得的故障特征，然后将故障数据进行波形回放，得到回放数据，再利用回放数据验证被测设备是否能够正确动作。在该方案中，将记录有故障特征的波形数据加载到波形回放工具上，生成二次电气模拟量，然后将二次电气模拟量输入被测设备，再检测被测设备是否正确执行故障保护动作，以验证被测设备是否能够正确动作。通过这种方式解决小电流接地故障模拟困难的技术问题。

可选地，被测设备为配电网中的设备。

如图2所示的实施例中，提供了一种模拟故障的处理方法的流程图，该检测方法包括如下步骤：

步骤S202，获取配电网的线路参数；

步骤S204，基于配电网的线路参数设置故障模拟模型；

步骤S206，通过故障模拟模型对配电网的故障进行仿真，得到记录有故障特征的波形数据。

可选地，该模拟故障的处理方法所使用的配电网是基于ADPSS(Advanced Digital Power System Simulator，即电力系统全数字仿真装置/全数字实时仿真系统)仿真软件的配电网模型，并模拟单相接地故障。其特征在于通过分析现场配电网线路参数，设置模型，仿真出符合配电网接地故障特征的波形，可仿真不同接地方式、接地过渡电阻、弧光接地等类型故障。

可选地，通过将仿真系统数据加载到波形回放工具上，故障模拟装置按照仿真数据输出配电网二次电气模拟量，用于验证相关装置故障判断功能。

在另一个可选的实施例中，确定故障特征对应的故障类型包括：从数据库中读取故障特征对应的故障类型。

在又一个可选的实施例中，所述故障类型包括：不同系统接地方式故障、不同接地过渡电阻故障、弧光接地故障以及不同短路时刻组成的接地故障。

可选地，利用回放数据验证被测设备是否能够正确动作包括：将记录有故障特征的波形数据加载到波形回放工具上，生成二次电气模拟量；将二次电气模拟量输入被测设备；检测被测设备是否正确执行故障保护动作，以验证被测设备是否能够正确动作。

进一步地，检测被测设备是否正确执行故障保护动作包括：若检测出被测设备执行了与故障特征所对应的故障保护动作，则确定检测出被测设备正确执行故障保护动作；若检测出被测设备未执行与故障特征所对应的故障保护动作，则确定检测出被测设备未正确执行故障保护动作。

在本发明实施例中，在配电网运行的过程中，获取波形数据，这些波形数据用于记录故障特征，故障特征为通过故障模拟模型对配电网的故障进行仿真获得的故障特征，然后将故障数据进行波形回放，得到回放数据，再利用回放数据验证被测设备是否能够正确动作。在该方案中，将所述记录有所述故障特征的波形数据加载到波形回放工具上，生成二次电气模拟量，然后将二次电气模拟量输入被测设备，再检测所述被测设备是否正确执行故障保护动作，以验证所述被测设备是否能够正确动作。在整个模拟故障的处理方法中，解决了现有技术中小电流接地故障模拟困难RTDS(Real Time Digital Simulator，即实时数字仿真仪)价格昂贵，参数设置繁琐的问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种模拟故障的处理装置，该装置包括如图3所示的：获取模块301，用于获取波形数据，其中，波形数据用于记录故障特征，故障特征为通过故障模拟模型对配电网的故障进行仿真获得的故障特征；检测模块302，用于将故障数据进行波形回放，得到回放数据；验证模块303，利用回放数据验证被测设备是否能够正确动作。

可选地，该模拟故障的处理装置还包括如图4所示的：获取单元401，用于获取配电网的线路参数；设置单元403，用于在基于配电网的线路参数设置故障模拟模型；仿真单元405，用于通过故障模拟模型对配电网的故障进行仿真，得到记录有故障特征的波形数据。

在一个可选的实施例中，该检测模块包括如图5所示的：生成单元501，用于将记录有故障特征的波形数据加载到波形回放工具上，生成二次电气模拟量；输入单元503，用于将二次电气模拟量输入被测设备；检测单元505，用于检测被测设备是否正确执行故障保护动作，以验证被测设备是否能够正确动作。

在一个可选的实施例中，确定模块包括：从数据库中读取故障特征对应的故障类型。

在一个可选的实施例中，检测单元包括：若检测出被测设备执行了与故障特征所对应的故障保护动作，则确定检测出被测设备正确执行故障保护动作；若检测出被测设备未执行与故障特征所对应的故障保护动作，则确定检测出被测设备未正确执行故障保护动作。

在一个可选的实施例中，所述故障类型包括：不同系统接地方式故障、不同接地过渡电阻故障、弧光接地故障以及不同短路时刻组成的接地故障。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以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信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述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，在本发明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。

所述集成的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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。