技术特征：
1.基于全数据采集和状态感知的低压配电网故障预警定位装置，安装在每个台区内，其特征在于，包括上行通信模块、下行通信模块、电源模块、故障定位模块、预警模块、管理模块、扩展模块；其中，所述上行通信模块用于提供所述管理模块与后台监控中心通信；所述下行通信模块用于提供所述管理模块与台区感知端通信；所述电源模块用于为所述上行通信模块、所述下行通信模块、所述故障定位模块、所述预警模块、所述管理模块、所述扩展模块供电；所述扩展模块用于根据各低压配电网故障预警定位装置所对应台区内接入设备类别，扩展若干监测数据处理模块，将各监测数据处理模块的状态分析结果均送至所述管理模块；所述管理模块用于接收所述扩展模块中各监测数据处理模块的状态分析结果，并通过所述上行通信模块将所述状态分析结果上传至后台监测中心；所述故障定位模块用于根据所述管理模块发送的状态分析结果进行分级预警，生成预警通知单；所述预警模块用于根据所述管理模块发送的状态分析结果及所述扩展模块中各监测数据处理模块的位置信息生成故障位置告知单；所述管理模块还用于接收所述故障定位模块发送的预警通知单及所述预警模块发送的故障位置告知单，并通过所述上行通信模块将所述预警通知单与所述故障位置告知单上传至后台监测中心；所述监测数据处理模块用于对台区感知端内设备发送的实时状态信息以及所对应的位置信息进行运行状态的综合分析。2.根据权利要求1所述的基于全数据采集和状态感知的低压配电网故障预警定位装置，其特征在于：所述监测数据处理模块包括储能装置监测数据处理模块、电动汽车/自行车充电站监测数据处理模块、分布式光伏监测数据处理模块、低压开关柜监测数据处理模块、低压分支箱监测数据处理模块、台区配电变压器监测数据处理模块、电能监测数据处理模块。3.根据权利要求2所述的基于全数据采集和状态感知的低压配电网故障预警定位装置，其特征在于：所述低压配电网故障预警定位装置通过下行通信模块接收储能装置内储能装置状态感知单元发送的各电池堆实时状态信息以及储能装置所对应位置信息，所述储能装置监测数据处理模块根据各电池堆实时状态信息以及储能装置所对应位置信息进行状态分析；所述低压配电网故障预警定位装置通过下行通信模块接收电动汽车/自行车充电站内电动汽车/自行车充电站状态感知单元发送的各电动汽车/自行车充电桩实时状态信息以及电动汽车/自行车充电站所对应位置信息，所述电动汽车/自行车充电站监测数据处理模块根据各电动汽车/自行车充电桩实时状态信息以及电动汽车/自行车充电站所对应位置信息进行运行状态的综合分析；所述低压配电网故障预警定位装置通过下行通信模块接收分布式光伏电站内分布式光伏状态感知单元发送的分布式光伏电站实时状态信息以及其所对应的位置信息，所述分布式光伏监测数据处理模块根据所述分布式光伏电站实时状态信息以及其所对应的位置
信息进行运行状态的综合分析；所述低压配电网故障预警定位装置通过下行通信模块接收低压开关柜内低压开关柜状态感知单元发送的低压开关柜实时状态信息以及其所对应的位置信息，所述低压开关柜监测数据处理模块根据低压开关柜实时状态信息以及其所对应的位置信息进行运行状态的综合分析；所述低压配电网故障预警定位装置通过下行通信模块接收低压分支箱内低压分支箱状态感知单元发送的低压分支箱实时状态信息以及其所对应的位置信息，所述低压分支箱监测数据处理模块根据低压分支箱实时状态信息以及其所对应的位置信息进行运行状态的综合分析；所述低压配电网故障预警定位装置通过下行通信模块接收台区配电变压器内台区配电变压器状态感知单元发送的台区配电变压器实时状态信息以及其所对应的位置信息，所述低压分支箱监测数据处理模块根据台区配电变压器实时状态信息以及其所对应的位置信息进行运行状态的综合分析。4.根据权利要求2所述的基于全数据采集和状态感知的低压配电网故障预警定位装置，其特征在于：所述低压配电网故障预警定位装置通过下行通信模块接收各智能电表发送的数据及智能电表所对应的位置信息，以及各智能电表进线侧的末端感知单元发送的智能电表实时进线侧电压、电流，所述电能监测数据处理模块利用智能电表发送的数据和末端感知单元发送的数据进行台区供电线路运行状态的综合分析。5.根据权利要求4所述的基于全数据采集和状态感知的低压配电网故障预警定位装置，其特征在于：所述电能监测数据处理模块接收到智能电表与末端感知单元上传的数据时，首先判断台区内安装的所有智能电表或末端感知单元是否都有数据上传，若台区内全部智能电表或全部末端感知单元均有数据上传，则判定该低压配电网故障预警定位装置所对应台区内供电线路无故障发生，此时通过各个智能电表及末端感知单元所上传的信息进一步验证用户是否存在窃电行为，若无窃电行为，则状态分析结果定义为正常，若有窃电行为，则状态分析结果定义为异常；否则判定该低压配电网故障预警定位装置所对应台区内供电线路有故障发生，状态分析结果定义为故障，并根据台区供电线路拓扑图，通过改进的量子免疫网络算法进行故障区段的定向检索，找到故障区段具体位置。6.根据权利要求5所述的基于全数据采集和状态感知的低压配电网故障预警定位装置，其特征在于，所述电能监测数据处理模块验证用户是否存在窃电行为包括：当用户智能电表在预设时间间隔内出现电量值下降或者与正常情况下的值的误差超过预设值时，首先将台区总智能电表的总消耗电量值与各用户的分消耗电量值进行对比，总消耗电量值高于分消耗电量值，且与分消耗电量值之差大于阈值，则判定存在窃电行为；若存在窃电行为，则将各用户智能电表数据与其进线侧所安装的末端感知单元进行数据比对，以电流、电压、功率因数三个方面作为窃电行为判别指标，通过失压异动监测、断流异动监测、反向电流异动监测、功率因素低异常监测判据，初步筛选出疑似窃电的用户，然后对疑似窃电用户智能电表中的用电数据进行预处理，经过预处理后，将数据作为输入，采用sdae堆栈去噪自编码器提取用电数据特征，通过递归小波神经网络获得最终的窃电行为诊断结果。7.根据权利要求1所述的基于全数据采集和状态感知的低压配电网故障预警定位装
置，其特征在于：所述下行通信模块选用hplc+rf通信方案，所述上行通信模块选用4g/5g通信方案；所述扩展模块以插入扩展槽的形式装设在模组化低压配电网故障预警定位装置外壳内。8.基于全数据采集和状态感知的低压配电网故障预警定位系统，其特征在于，包括：如权利要求1至7任一项所述的基于全数据采集和状态感知的低压配电网故障预警定位装置、后台监测中心、客户端、与台区感知端内设备对应的状态感知单元；其中，所述状态感知单元用于实时获取台区感知端内对应设备的状态信息，并将对应设备的实时状态信息以及所对应的位置信息上传至低压配电网故障预警定位装置后，进入对应的监测数据处理模块进行运行状态的综合分析；所述后台监测中心通过立体式、全方位展示台区内配电场所设备实时信息，并以报表形式提供给用户；所述客户端为用户提供终端应用界面，响应于用户需求查询台区状态数据，并及时根据推送的预警通知单与故障位置告知单安排后续检查工作。9.根据权利要求8所述的基于全数据采集和状态感知的低压配电网故障预警定位系统，其特征在于：所述状态感知单元包括储能装置状态感知单元、电动汽车/自行车充电站状态感知单元、分布式光伏状态感知单元、低压开关柜状态感知单元、低压分支箱状态感知单元、台区配电变压器状态感知单元、末端感知单元。10.根据权利要求9所述的基于全数据采集和状态感知的低压配电网故障预警定位系统，其特征在于：所述储能装置状态感知单元包含储能装置数据采集模块与第一通讯模块，所述第一通讯模块与下行通信模块进行数据传送，所述储能装置数据采集模块与储能装置的若干个电池堆连接，实时获取电池堆状态信息，各电池堆实时状态信息以及储能装置所对应位置信息通过所述第一通讯模块上传至低压配电网故障预警定位装置后，进入储能装置监测数据处理模块进行状态分析；所述电动汽车/自行车充电站状态感知单元包含电动汽车/自行车充电桩数据采集模块与第二通讯模块，所述第二通讯模块与下行通信模块进行数据传送，电动汽车/自行车充电站数据采集模块与若干电动汽车/自行车充电桩连接，实时获取电动汽车/自行车充电桩状态信息，各电动汽车/自行车充电桩实时状态信息以及电动汽车/自行车充电站所对应位置信息通过第二通讯模块上传至低压配电网故障预警定位装置后，进入电动汽车/自行车充电站监测数据处理模块进行运行状态的综合分析；所述分布式光伏状态感知单元包含分布式光伏数据采集模块与第三通讯模块，所述第三通讯模块与下行通信模块进行数据传送，所述分布式光伏数据采集模块与各光伏组件、逆变器连接，实时获取分布式光伏状态信息，分布式光伏电站实时状态信息以及其所对应的位置信息通过第三通讯模块上传至低压配电网故障预警定位装置后，进入分布式光伏监测数据处理模块进行运行状态的综合分析；所述低压开关柜状态感知单元包含低压开关柜数据采集模块与第四通讯模块，第四通讯模块与下行通信模块进行数据传送，所述低压开关柜数据采集模块与开关柜内母线室、断路器室、电缆室、继电器仪表室连接，实时获取低压开关柜内状态信息，低压开关柜实时状态信息以及其所对应的位置信息通过第四通讯模块上传至低压配电网故障预警定位装
置后，进入低压开关柜监测数据处理模块进行运行状态的综合分析；所述低压分支箱状态感知单元包含低压分支箱数据采集模块与第五通讯模块，所述第五通讯模块与下行通信模块进行数据传送，所述低压分支箱数据采集模块实时获取低压分支箱状态信息，低压分支箱实时状态信息以及其所对应的位置信息通过第五通讯模块上传至低压配电网故障预警定位装置后，进入低压分支箱监测数据处理模块进行运行状态的综合分析；所述台区配电变压器状态感知单元包含台区配电变压器数据采集模块与第六通讯模块，第六通讯模块与下行通信模块进行数据传送，所述台区配电变压器数据采集模块实时获取台区配电变压器状态信息，台区配电变压器实时状态信息以及其所对应的位置信息通过第六通讯模块上传至低压配电网故障预警定位装置后，进入低压分支箱监测数据处理模块进行运行状态的综合分析；所述末端感知单元包含电表侧数据采集模块与第七通讯模块，所述第七通讯模块与下行通信模块进行数据传送，实时获取的智能电表进线侧电压、电流通过第七通讯模块上传至低压配电网故障预警定位装置后，进入电能监测数据处理模块进行运行状态的综合分析。
技术总结
本发明涉及基于全数据采集和状态感知的低压配电网故障预警定位装置及系统，该装置包括：上行通信模块、下行通信模块、电源模块、故障定位模块、预警模块、管理模块、扩展模块；其中，扩展模块用于根据各低压配电网故障预警定位装置所对应台区内接入设备类别，扩展若干监测数据处理模块；监测数据处理模块用于对台区感知端内设备发送的实时状态信息以及所对应的位置信息进行运行状态的综合分析。本发明利用物联网技术所具备的故障信息采集、故障数据分析处理和无线通信的功能，实现就地的故障特征综合分析，提升故障预警精准度，迅速地分析判断出故障发生的位置，以提高低压配电网的状态监测水平和运维管理水平。态监测水平和运维管理水平。态监测水平和运维管理水平。
技术研发人员：胡桂荣 吴毅 孟亚宏 王凯 张怡
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司盐城供电分公司
技术研发日：2022.07.27
技术公布日：2022/11/25