阅读说明：本技术 基于行波定位区域网络中故障点的方法与装置 (Method and device for positioning fault point in regional network based on traveling wave ) 是由 李新东 杜希霞 胡克 于 2018-03-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及基于行波定位区域网络中故障点的方法与装置,区域网络包括多个变电站,两个相邻的变电站之间通过一个电力线连接,方法包括：若识别出电力线出现一个故障点,则获取一个时间点集合,时间点集合中包括故障点对应的一个行波到达各变电站的时间点；获取一个位置集合,位置信息集合包括各变电站的位置信息；从区域网络中确定一个变电站作为初始的目标点；从余下的变电站中确定多个变电站作为与目标点对应的参考点,至少两个参考点与目标点之间的电力线需经过故障点；根据时间点集合、位置集合和参考点确定故障点与目标点的第一间距；根据第一间距确定故障点的位置。根据本发明,能够实现对故障点的精确定位。(The invention relates to a method and a device for positioning fault points in a regional network based on traveling waves, wherein the regional network comprises a plurality of substations, two adjacent substations are connected through a power line, and the method comprises the following steps: if a fault point of the power line is identified, acquiring a time point set, wherein the time point set comprises time points when a traveling wave corresponding to the fault point reaches each transformer substation; acquiring a position set, wherein the position information set comprises position information of each transformer substation; determining a transformer substation from the area network as an initial target point; determining a plurality of substations from the rest substations as reference points corresponding to the target points, wherein power lines between at least two reference points and the target points need to pass through fault points; determining a first distance between the fault point and the target point according to the time point set, the position set and the reference point; and determining the position of the fault point according to the first distance. According to the invention, the fault point can be accurately positioned.)

基于行波定位区域网络中故障点的方法与装置

技术领域

本发明涉及电力领域，特别是一种基于行波定位区域网络中故障点的方法与装置。

背景技术

电力是国民经济的基础，是重要的支柱产业，因此，电力系统必须是安全可靠的。电力系统一般由发电机、变压器、母线、电力线及用电设备组成。各电气元件及系统通常处于正常运行状态，但也可能出现故障或异常运行状态。

随着电力系统的规模越来越大，结构越来越复杂，故障产生不可避免。尤其是电力线，由于其分布范围广，常面临各种复杂地理环境和气候环境的影响，当不利环境条件导致电力线运行故障时，就会直接影响电力线的安全可靠运行，严重时甚至会造成大面积停电事故。这样，当电力线出现故障时，要迅速地确定故障点，以便及时维修。

因此，如何准确地确定故障点的位置成为亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种基于行波定位区域网络中故障点的方法与装置，以实现对故障点的精确定位。

本发明一方面提供一种基于行波定位区域网络中故障点的方法，所述区域网络包括多个变电站，两个相邻的变电站之间通过一个电力线连接，包括：

若识别出所述电力线出现一个故障点，则获取一个时间点集合，所述时间点集合中包括所述故障点对应的一个行波到达各变电站的时间点；

获取一个位置集合，所述位置信息集合包括所述各变电站的位置信息；

从所述区域网络中确定一个变电站作为初始的目标点；

从余下的所述变电站中确定多个变电站作为与所述目标点对应的参考点，且至少两个所述参考点与所述目标点之间的电力线需经过所述故障点；

根据所述时间点集合、所述位置集合和所述参考点确定所述故障点与所述目标点的第一间距；

根据所述第一间距确定所述故障点的位置。

在识别出有电力线存在故障点后，获取一个行波到达多个变电站的时间，并确定出一个初始的目标点以及多个参考点，通过结合同一个区域网络多个变电站接收到的行波时间、多个变电站的位置集合以及多个参考点来确定故障点的位置，这样能够使故障点的位置确定得更加精确。此外，本实施例的方法并没有通过确定行波的波速来确定故障点的位置，这样就避免了由于波速可能出现的变化而导致最终定位结果不准确的情况。

根据前述的方法，可选地，根据所述时间点集合、所述位置集合和所述参考点确定所述故障点与所述目标点的第一间距包括：

根据所述时间点集合确定所述行波到达所述目标点与到达各所述参考点之间的时间差；

根据所述位置集合确定所述目标点与各所述参考点之间的第二间距；

根据各所述时间差和各所述第二间距确定所述故障点与所述目标点之间的第一间距。

根据前述的方法，可选地，从所述区域网络中确定一个变电站作为初始的目标点包括：确定所述故障点所在的电力线两端的变电站中的一个作为初始的目标点。

由于行波会发生衰减，故障点所在电力线的两端的变电站接收到的行波相对来说较强，因此行波的检测结果较为准确，进而会使得故障点的最终定位相对较为准确。

根据前述的方法，可选地，在根据各所述时间差和各所述第二间距确定所述故障点与所述目标点之间的第一间距之后，且在根据所述第一间距确定所述故障点的位置之前，还包括：

从所述区域网络中确定另一个变电站作为更新后的目标点，并返回执行从余下的所述变电站中确定多个参考点的操作，直至确定所述故障点与更新后的所述目标点之间的另一个第一间距；

根据如下公式修正所述故障点与所述初始的目标点之间的第一间距b/2：

b/2＝(所述第一间距+所述故障点所在的电力线两端的两个变电站之间的第三间距-所述另一个第一间距)/2。

由于修正后的第一间距同时考虑了与两个目标点之间的间距，因此能够对故障点的定位更加准确。

根据前述的方法，可选地，所述初始的目标点为所述故障点所在的电力线两端的变电站中的一个，所述更新后的目标点为所述故障点所在的电力线两端的变电站中的另一个。

由于行波会发生衰减，故障点所在电力线的两端的变电站接收到的行波相对来说较强，因此行波的检测结果较为准确，进而会使得故障点的最终定位相对较为准确。

根据前述的方法，可选地，所述根据各所述时间差和各所述第二间距确定所述故障点与所述目标点之间的第一间距包括：

根据如下公式确定所述故障点与所述目标点之间的第一间距b/2：

其中，X_i表示所述行波到达第i个所述参考点与所述行波到达所述目标点之间的时间差，Y_i表示第i个所述参考点与所述目标点之间的第二间距，n代表所述参考点的个数，i和n均为正整数，a表示所述行波的波速的负数，b为所述故障点与所述目标点的第一间距的两倍。

根据前述的方法，可选地，所述行波为电流行波。电流行波比较容易被检测，对实现定位的装置的要求较低，因此成本也较低。

根据前述的方法，可选地，所述行波到达各变电站的时间点为所述行波的波头到达各变电站的时间点。

本发明另一方面提供基于行波定位区域网络中故障点的装置，所述区域网络包括多个变电站，两个相邻的变电站之间通过一个电力线连接，包括：

一个第一获取单元，用于若识别出所述电力线出现一个故障点，则获取一个时间点集合，所述时间点集合中包括所述故障点对应的一个行波到达各变电站的时间点；

一个第二获取单元，用于获取一个位置集合，所述位置信息集合包括所述各变电站的位置信息；

一个第一确定单元，用于从所述区域网络中确定一个变电站作为初始的目标点；

一个第二确定单元，用于从余下的所述变电站中确定多个变电站作为与所述目标点对应的参考点，且至少两个所述参考点与所述目标点之间的电力线需经过所述故障点；

一个第三确定单元，用于根据所述时间点集合、所述位置集合和所述参考点确定所述故障点与所述目标点的第一间距；

一个第四确定单元，用于根据所述第一间距确定所述故障点的位置。

在识别出有电力线存在故障点后，获取一个行波到达多个变电站的时间，并确定出一个初始的目标点以及多个参考点，通过结合同一个区域网络多个变电站接收到的行波时间、多个变电站的位置集合以及多个参考点来确定故障点的位置，这样能够使故障点的位置确定得更加精确。此外，本实施例的方法并没有通过确定行波的波速来确定故障点的位置，这样就避免了由于波速可能出现的变化而导致最终定位结果不准确的可能。

根据前述的装置，可选地，所述第三确定单元具体包括：

一个确定时间子单元，用于根据所述时间点集合确定所述行波到达所述目标点与到达各所述参考点之间的时间差；

一个第一确定间距子单元，用于根据所述位置集合确定所述目标点与各所述参考点之间的第二间距；

一个第二确定间距子单元，用于根据各所述时间差和各所述第二间距确定所述故障点与所述目标点之间的第一间距。

根据前述的装置，可选地，所述第一确定单元具体用于：确定所述故障点所在的电力线两端的变电站中的一个作为初始的目标点。由于行波会发生衰减，故障点所在电力线的两端的变电站接收到的行波相对来说较强，因此行波的检测结果较为准确，进而会使得故障点的最终定位相对较为准确。

根据前述的装置，可选地，还包括一个修正单元，其用于：

从所述区域网络中确定另一个变电站作为更新后的目标点，并返回触发所述第二确定单元，直至确定所述故障点与更新后的所述目标点之间的另一个第一间距；

根据如下公式修正所述故障点与所述初始的目标点之间的第一间距b/2：

b/2＝(所述第一间距+所述故障点所在的电力线两端的两个变电站之间的第三间距-所述另一个第一间距)/2。

由于修正后的第一间距同时考虑了与两个目标点之间的间距，因此能够对故障点的定位更加准确。

根据前述的装置，可选地，所述初始的目标点为所述故障点所在的电力线两端的变电站中的一个，所述更新后的目标点为所述故障点所在的电力线两端的变电站中的另一个。由于行波会发生衰减，故障点所在电力线的两端的变电站接收到的行波相对来说较强，因此行波的检测结果较为准确，进而会使得故障点的最终定位相对较为准确。

根据前述的装置，可选地，所述第二确定间距子单元具体用于：

根据如下公式确定所述故障点与所述目标点之间的第一间距b/2：

其中，X_i表示所述行波到达第i个所述参考点与所述行波到达所述目标点之间的时间差，Y_i表示第i个所述参考点与所述目标点之间的第二间距，n代表所述参考点的个数，i和n均为正整数，a表示所述行波的波速的负数，b为所述故障点与所述目标点的第一间距的两倍。

根据前述的装置，可选地，所述行波为电流行波。电流行波比较容易被检测，对实现定位的装置的要求较低，因此成本也较低。

根据前述的装置，可选地，所述行波到达各变电站的时间点为所述行波的波头到达各变电站的时间点。

本发明再一方面提供基于行波定位区域网络中故障点的装置，所述区域网络包括多个变电站，两个相邻的变电站之间通过一个电力线连接，包括：

至少一个通信接口，其用于与各个变电站进行通信；

至少一个存储器，其用于存储各变电站的位置信息；

至少一个处理器，其与所述通信接口和所述存储器连接，并获取所述通信接口发送的数据以及所述存储器中的位置信息，所述处理器用于执行前述任一项所述的基于行波定位区域网络中故障点的方法。

本发明又一方面提供基于行波定位区域网络中故障点的装置，所述区域网络包括多个变电站，两个相邻的变电站之间通过一个电力线连接，包括：

至少一个存储器，其用于存储指令；

至少一个处理器，其用于根据所述存储器存储的指令执行根据前述任一项所述的基于行波定位区域网络中故障点的方法。

本发明再一方面提供可读存储介质，所述可读存储介质中存储有机器可读指令，所述机器可读指令当被一个机器执行时，所述机器执行根据前述中任一项所述的基于行波定位区域网络中故障点的方法。

附图说明

下面将通过参照附图详细描述本发明的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本发明的上述及其它特征和优点，附图中：

图1为根据本发明一实施例的基于行波定位区域网络中故障点的方法的流程示意图。

图2为根据本发明另一实施例的基于行波定位区域网络中故障点的方法的流程示意图。

图3为根据本发明再一实施例的区域网络的结构示意图。

图4为根据本发明又一实施例的基于行波定位区域网络中故障点的装置的结构示意图。

图5A为根据本发明另一实施例的基于行波定位区域网络中故障点的装置的结构示意图。

图5B为根据本发明再一实施例的基于行波定位区域网络中故障点的装置的结构示意图。

图6为根据本发明又一实施例的基于行波定位区域网络中故障点的装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本发明进一步详细说明。

一个区域网络中通常包括通过电力线连接的多个变电站，即两个直接通信的变电站之间通过电力线连接。属于同一个区域网络的各个变电站之间可以直接或间接地通信。每个变电站中均设置有一个继电保护装置以及一个行波检测装置。通过该继电保护装置或行波检测装置可以获知区域网络中是否有电力线发生故障。例如，能够通过电压或电流的变化获知电力线是否发生故障，或者通过检测是否有行波来确定电力线是否发生故障。具体如何识别区域网络的电力线是否出现故障点，属于现有技术，在此不再赘述。

若识别出区域网络的电力线出现故障点，接下来需要确认该故障点的位置。由于各个变电站之间的电力线较长，一般为几十公里甚至几百公里。因此，需要确认该故障点的具体位置，以便及时进行检修。

本发明利用区域网络中各个变电站接收到的行波信息以及各个变电站的位置，来确定故障点的具体位置，这样，能够使得故障点的定位更加精确。

实施例一

本实施例提供一种基于行波定位区域网络中故障点的方法，执行主体为基于行波定位区域网络中故障点的装置。该装置可以与行波检测装置通信，还可以与继电保护装置通信。

如图1所示，为根据本实施例的基于行波定位区域网络中故障点的方法的流程示意图。

该方法包括：

步骤101，若识别出电力线出现一个故障点，则获取一个时间点集合。

区域网络包括通过电力线连接的多个变电站。属于同一个区域网络的各个变电站之间可以直接或间接地通信。

时间点集合中包括故障点对应的一个行波到达各变电站的时间点。行波检测装置可以探测出行波到达各变电站的时间点。本实施例例如选取行波首次到达各变电站的时间点即可。需指出的是，获取时间点集合的方式可以是基于行波定位区域网络中故障点的的装置分别接受各个变电站中的行波检测装置发送的时间点，也可以是由另外一个装置将各时间点汇总成时间点集合后发送至基于行波定位区域网络中故障点的装置，只要能够获取到故障点对应的一个行波到达各变电站的时间点即可。为了描述简单，将行波到达各变电站的各时间点称为“时间点集合”。该获取行为可以是主动发起的，也可是被动接收的。

本实施例中，具体可以采用继电保护装置或行波检测装置来确定是否有电力线出现故障点，然后通知基于行波定位区域网络中故障点的装置，或者在继电保护装置或行波检测装置识别出有故障点后，直接触发基于行波定位区域网络中故障点的装置执行获取时间点集合的操作，例如行波检测装置直接向基于行波定位区域网络中故障点的装置发送行波达到变电站的时间点。

步骤102，获取一个位置集合，位置信息集合包括各变电站的位置信息。

各变电站的位置信息可以是采用经纬度来表示，也可以采用一个基本参照物来表示，具体可以根据实际需要选择，在此不再赘述。该位置集合可以是预先存储在基于行波定位区域网络中故障点的装置中的，也可以是预先存储在一个存储器中，需要时，基于行波定位区域网络中故障点的装置可以从中获取。具体实现方式不再赘述。

步骤103，从区域网络中确定一个变电站作为初始的目标点，并从余下的变电站中确定多个变电站作为与目标点对应的参考点，且至少两个所述参考点与所述目标点之间的电力线需经过所述故障点。

本实施例中可以选择区域网络中任何一个能够检测到行波到达时间的变电站作为初始的目标点，并从余下的变电中确定多个参考点，该参考点的个数可以根据实际需要选择。与所述目标点之间的电力线需经过所述故障点的变电站实际上是目标点基于故障点的对端变电站。参考点可以一部分为对端变电站，也可以均为对端变电站。参考点均为对端变电站时，可以简化计算量，较快地得到最终结果。

步骤104，根据时间点集合、位置集合和参考点确定故障点与目标点的第一间距。

步骤105，根据第一间距确定故障点的位置。

由于预先已经知道目标点的位置以及电力线布置的方向，因此，在获知故障点与目标点的位置之后，就能够直接确定出故障点的位置。工作人员可以直接到达该故障点的位置进行维护。当然，也可以从目标点出发，沿着电力线行走第一间距的距离，到达故障点的位置。

需要说明的是，步骤102的顺序只需要在步骤104之前即可，例如其可以预先获取，即位于步骤101之前，也可以与步骤101同时执行，或者位于步骤103之前，或者与步骤103同时执行，具体可以根据实际需要确定，在此不再赘述。相似地，步骤103只要在电力线出现故障点之后且在步骤104之前执行即可。另外，步骤103和步骤104与步骤101也没有特定顺序，可以同时执行，也可以在步骤101之前或之后执行。例如，在识别出电力线有故障后，可以先确定目标点和参考点，此时时间点集合中包括故障点对应的一个行波到达各所确定出的变电站的时间点，即仅包括到行波达目标点和参考点的时间点。相应地，位置集合中也可以仅包括目标点和参考点的位置信息。如果将目标点和参考点的确定放在获取时间点集合之后，能够避免出现将行波检测装置出现问题的变电站作为目标点或参考点的情形。

本实施例的行波可以是电压行波，也可以是电流行波。其中，电流行波比较容易被检测，对实现定位的装置的要求较低，因此成本也较低。

根据本实施例，在识别出有电力线存在故障点后，获取一个行波到达多个变电站的时间，并确定出一个初始的目标点以及多个参考点，通过结合同一个区域网络多个变电站接收到的行波时间、多个变电站的位置集合以及多个参考点来确定故障点的位置，这样能够使故障点的位置确定得更加精确。此外，本实施例的方法并没有通过确定行波的波速来确定故障点的位置，这样就避免了由于波速可能出现的变化而导致最终定位结果不准确的情况。

实施例二

本实施例对实施例一的基于行波定位区域网络汇中故障点的方法做进一步补充说明。

如图2所示，为根据本实施例的基于行波定位区域网络中故障点的方法的流程示意图。

该方法包括：

步骤201，若识别出电力线是否出现一个故障点，则获取一个时间点集合。

该步骤与步骤101一致，在此不再赘述。

步骤202，获取一个位置集合，位置信息集合中包括各变电站的位置信息。

步骤202的顺序只需要在步骤206之前即可，例如其可以预先获取，即位于步骤201之前，也可以与步骤201同时执行，具体可以根据实际需要确定，在此不再赘述。

步骤203，从区域网络中确定一个变电站作为初始的目标点。

举例来说，可以将故障点所在的电力线两端的变电站中的一个作为初始的目标点。具体地，可以根据继电保护装置的检测或动作来确定发生故障的电力线以及两端的变电站，还或者，可以根据接收到的行波的时间来确定哪两个变电站为距离故障点最近的两个变电站，具体不再赘述。由于行波会发生衰减，故障点所在电力线的两端的变电站接收到的行波相对来说较强，因此行波的检测结果较为准确，进而会使得故障点的最终定位相对较为准确。

步骤204，从余下的变电站中确定多个变电站作为与目标点对应的参考点，且至少两个参考点与目标点之间的电力线需经过所述故障点。

参考点与目标点之间的电力线需经过所述故障点

本实施例可以将基于故障点的目标点的所有对端变电站作为参考点。如果某些对端变电站的故障检测器出了问题，无法检测到行波，那么可以将能够检测到行波的余下的所有对端变电站作为参考点基于故障点的对端变电站为与目标点之间的电力线需经过故障点的变电站。举例来说，如图3所示，假设故障点位于B和D之间并且B为目标点，那么B的对端变电站为D、E、F、G、H、I、J。假设故障点位于D和E之间并且B为目标点，那么B的对端变电站为E、F、G、H、I、J。假设故障点位于E和G之间并且E为目标点，那么E的对端变电站为G、H、I、J。

步骤205，根据时间点集合确定行波到达目标点与各参考点对应的时间差。

时间点集合中具有行波到达每个变电站的时间点，更为具体地，可以是行波的波头到达各变电站的时间点。这样，在确定出目标点与参考点之后，就能够确定出行波到达目标点与参考点对应的时间差。

步骤206，根据位置集合确定目标点与各参考点之间的第二间距。

该步骤206可以与步骤205同时执行，或者在步骤205之前或之后执行，具体不再赘述。

步骤207，根据各时间差和各第二间距确定故障点与目标点之间的第一间距。

具体可以根据如下公式确定故障点与目标点之间的第一间距b/2：

其中，X_i表示行波到达第i个参考点与目标点之间的时间差，Y_i表示第i个参考点与目标点之间的第二间距，n代表参考点的个数，i和n均为正整数，a表示行波的波速的负数，b为故障点与目标点的第一间距的两倍。

从该公式中可以看出，第一间距的获取并不依赖于行波的波速，只与参考点、目标点以及行波到达变电站的时间点相关，由于行波的波速由于外界环境的变化可能会发生变化或者是测量不够精确，因此排除波速的因素能够使得第一间距的获取更加精确。此外，各个变电站的行波检测装置的时钟可能不同步，采用上述通过拟合直线得到的公式，会减小由于行波检测装置的测量误差而导致计算结果的误差，使得故障点的位置仍会被精确确定。

步骤208，根据第一间距确定故障点的位置。

由于预先已经知道目标点的位置以及电力线布置的方向，因此，在获知故障点与目标点的位置之后，就能够直接确定出故障点的位置。工作人员可以直接到达该故障点的位置进行维护。当然，也可以从目标点出发，沿着电力线行走第一间距的距离，到达故障点的位置。

可选地，在步骤207和步骤208之间，还包括：

从区域网络中确定另一个变电站作为更新后的目标点，并返回执行步骤204，直至确定故障点与更新后的目标点之间的另一个第一间距；

根据如下公式修正故障点与初始的目标点之间的第一间距b/2：

b/2＝(第一间距+故障点所在的电力线两端的两个变电站之间的第三间距-另一个第一间距)/2。

假设初始的目标点为故障点所在的电力线两端的变电站中的一个，更新后的目标点为故障点所在的电力线两端的变电站中的另一个。返回执行步骤204，直至确定出另一个第一间距。根据所获取的另一个第一间距为与初始的目标点对应的第一间距进行修正，并采用修正后的第一间距执行步骤208。

由于修正后的第一间距同时考虑了与两个目标点之间的间距，因此能够对故障点的定位更加准确。当然，实际操作中，也可以不需要修正，即采用一个初始的目标点对故障点进行定位，具体可以根据实际需要选择。

根据本实施例，通过采用同一个区域网络中多个变电站接收到的行波时间以及多个变电站的位置集合来确定故障点与一个目标点之间的第一间距，再通过该第一间距确定故障点的位置，能够使故障点的位置确定得更加精确。

实施例三

本实施例对上述实施例的基于行波定位区域网络中故障点的方法做举例说明。

如图3所示，为一个区域网络300的结构示意图。该区域网络300包括A、B、C、D、E、G、F、H、I、J、H等11个变电站，相邻的两个变电站之间通过电力线连接。每个变电站中均设置有继电保护装置或行波检测装置，该继电保护装置或行波检测装置可以检测出该区域网络中是否有电力线出现故障。当故障出现时，从故障点处发出行波，该行波能够被行波检测装置获取到。该行波检测装置还可以获取行波到达各个变电站的时间点。各个行波检测装置均可以与基于行波定位区域网络中故障点的装置进行通信。基于行波定位区域网络中故障点的装置中预先存储有各变电站的位置信息。

假设根据行波的强度，确定故障点出现在D和E之间。选取D为初始的目标点，故障点与目标点之间的间距为d_D，其中

d_D＝(Δt_DEv+l_DE)/2 (1)

Δt_DE＝t_D-t_E (2)

其中，v表示行波的波速，l_DE表示D与E之间的间距，Δt_DE表示行波到达D与到达E之间的时间差，t_D表示行波到达D的时间点，t_E表示行波到达E的时间点。

基于前述公式，选择变电站m为目标点，变电站j为参考点时，对于故障点与目标点m之间的间距d_m，其可以表示为如下公式：

d_m＝(Δt_mjv+l_mj)/2 (3)

Δt_mj＝t_m-t_j (4)

其中，v表示行波的波速，l_mj表示m与j之间的间距，Δt_mj表示行波到达m与到达j之间的时间差，t_m表示行波到达m的时间点，t_j表示行波到达j的时间点。

这样，l_mj＝2d_m-Δt_mjv (5)

其中，目标点的选取个数可以根据实际需要确定，例如1个、2个、5个甚至更多个，例如区域网络中的各个变电站均可以被选作目标点。当目标点的个数为1个或2个时，不仅能够较为精确地确定出故障点的位置，而且确定出位置的时间较快。

假设，Y＝l_mj，X＝Δt_mj，a＝-v，b＝2d_m，这样，根据公式(5)会形成如下的拟合直线公式：

Y＝aX+b (6)

在选定目标m之后，其可以选择n个参考点，这样，根据公式(6)就会产生n个数据。

相应地，根据公式(6)能够生成如下公式：

其中，X_i表示行波到达第i个参考点与行波到达目标点之间的时间差，Y_i表示第i个参考点与目标点之间的第二间距，n代表参考点的个数，i和n均为正整数。

根据公式(7)生成如下公式：

根据公式(8)可以获取到a和b的值。从公式(8)中可以看出，b的值并不依赖于a的值，即故障点位置信息的获取并不依赖于行波的波速。由于行波的波速可能会随外部的环境变化而变化，本实施例的故障点位置信息的获取方式能够避免使用行波波速，进而使得结果更加准确。

下面，以故障点发生在D和E之间、行波为电流行波、波速为行波的波头到达各变电站的速度为例进行具体举例说明。

示例一：选取D为目标点，此时D的对端变电站为E、F、G、H、I、J、H。经过加测，发现D所有的对端变电站的故障检测器都处于正常工作状态，因此，将D所对应的所有对端变电站确定为参考点。如表1所示，为各个行波到达各个变电站的时间的列表。

表1

根据表1获取行波到达各个变电站之间的时间差，并根据各个变电站预先获取的位置信息确定D与对端变电站之间的间距，如表2所示，ΔT表示行波到达各个参考点与目标点之间的时间差。

表2

将表2中的数据代入公式(8)，获取a＝-02990km/μs，b＝239.9998km，进而获取到行波的波速为2.990×10⁵km/s，故障点与D之间的第一间距d_D为119.9999km。

接下来，可以选取E为目标点，此时E的对端变电站为A、B、C、D。经过检测，发现E所有的对端变电站的故障检测器都处于正常工作状态，因此，将E所对应的所有对端变电站确定为参考点。根据表1获取行波到达各个变电站之间的时间差，并根据各个变电站预先获取的位置信息确定E与对端变电站之间的另一个第一间距，如表3所示，ΔT表示行波到达各个参考点与目标点之间的时间差。

表3

参考点	参考点与目标点的间距/(km)	ΔT/(μs)
			A	320	-535.12
B	270	-367.89
			C	420	-869.57
D	200	-133.78

将表3中的数据代入公式(8)，最终得到a＝-0.299km/μs，b＝160km，进而获取到行波的波速为2.990×10⁵km/s，故障点与E之间的第一间距d_E为80.00km。

接下来对故障点与D之间的d_D进行修正，或者修正后的第一间距d_D’。

由于预先已经知道D的位置，因此根据d_D’就能够获知故障点的具体地理位置。

根据实际测量，故障点确定为与D的距离为120km的位置。

示例二

如图3所示，假设E的故障检测器出现故障，无法检测到行波。F、G和I的故障检测器的时钟的时刻不同步，导致F、G和I点检测到的行波到达的时间点存在误差。行波到达各个变电站的时间点如表4所示。

表4

变电站	行波到达时间/(μs)
		A	802.68
B	635.45
		C	1137.12
D	401.34
		E	******
F	538.12
		G	688.90
H	1839.46
		I	2180.47
J	2240.80

故障点发生在D与E之间，D为目标点，F、G、H、I、J、H为参考点，相关数据如表5所示。

表5

将表5中的数据代入公式(8)，最终获取到a＝-0.2973km/μs,b＝238.40km。

即，故障点与目标点D之间的第一间距d_D＝119.20km。

计算误差e在误差阈值为5％的误差范围内，即第一间距d_D＝119.20km为较为精确的位置。

由于预先已经知道D的位置，因此根据d_D就能够获知故障点的具体地理位置。

根据实际测量，故障点确定为与D的距离为120km的位置。

实施例四

本示例提供基于行波定位区域网络中故障点的装置，用于执行前述实施例的基于行波定位区域网络中故障点的方法。

如图4所示，为根据本实施例的基于行波定位区域网络中故障点的装置的结构示意图。该基于行波定位区域网络中故障点的装置包括：一个第一获取单元401、一个第二获取单元402、一个第一确定单元403、一个第二确定单元404、一个第三确定单元405以及一个第四确定单元406。

其中，第一获取单元401用于若识别出电力线出现一个故障点，则获取一个时间点集合，时间点集合中包括故障点对应的一个行波到达各变电站的时间点；第二获取单元402用于获取一个位置集合，位置信息集合包括各变电站的位置信息；第一确定单元403用于从区域网络中确定一个变电站作为初始的目标点；第二确定单元404用于从余下的变电站中确定多个变电站作为与目标点对应的参考点，至少两个参考点与目标点之间的电力线需经过所述故障点；第三确定单元405用于根据时间点集合、位置集合和参考点确定故障点与目标点的第一间距；第四确定单元406用于根据第一间距确定故障点的位置。

第一确定单元403可以与第一获取单元401连接，将能够获取到行波到达时间点的变电中的一个作为目标点。第二确定单元404可以与第一确定单元403，根据第一确定单元403确定出的目标点确定参考点。可选地，第一确定单元403可以与第三确定单元405连接，将目标点的信息直接发送至第三确定单元405，也可以通过第二确定单元404间接发送至第三确定单元405。

其中，行波可以为电流行波。举例来说，行波到达各变电站的时间点为行波的波头到达各变电站的时间点。

本实施例的各个单元的工作方法与前述实施例相同，在此不再赘述。

根据本实施例基于行波定位区域网络中故障点的装置，在识别出有电力线存在故障点后，获取一个行波到达多个变电站的时间，并确定出一个初始的目标点以及多个参考点，通过结合同一个区域网络多个变电站接收到的行波时间、多个变电站的位置集合以及多个参考点来确定故障点的位置，这样能够使故障点的位置确定得更加精确。此外，本实施例的方法并没有通过确定行波的波速来确定故障点的位置，这样就避免了由于波速可能出现的变化而导致最终定位结果不准确的情况。

实施例五

本实施例对实施例四的基于行波定位区域网络中故障点的装置做进一步补充说明。

可选地，如图5A所示，本实施例的第三确定单元405具体包括一个确定时间子单元4051、一个第一确定间距子单元4052以及一个第二确定间距子单元4053。

其中，确定时间子单元4051用于根据时间点集合确定行波到达目标点与到达各参考点之间的时间差；第一确定间距子单元4052用于根据位置集合确定目标点与各参考点之间的第二间距；第二确定间距子单元4053用于根据各时间差和各第二间距确定故障点与目标点之间的第一间距。

其中，第二确定单元404具体用于：将余下的变电站中与目标点之间的电力线需经过故障点的变电站作参考点。

第一确定单元403具体用于：确定故障点所在的电力线两端的变电站中的一个作为初始的目标点。

可选地，第二确定间距子单元具体用于：

根据如下公式确定故障点与目标点之间的第一间距b/2：

其中，X_i表示行波到达第i个参考点与行波到达目标点之间的时间差，Y_i表示第i个参考点与目标点之间的第二间距，n代表参考点的个数，i和n均为正整数，a表示行波的波速的负数，b为故障点与目标点的第一间距的两倍。

可选地，如图5B所示，本实施例的基于行波定位区域网络中故障点的装置还包括一个修正单元501，该修正单元501用于从区域网络中确定另一个变电站作为更新后的目标点，并返回触发第二确定单元404，直至确定故障点与更新后的目标点之间的另一个第一间距；

根据如下公式修正故障点与初始的目标点之间的第一间距b/2：

b/2＝(第一间距+故障点所在的电力线两端的两个变电站之间的第三间距-另一个第一间距)/2。

其中，初始的目标点可以为故障点所在的电力线两端的变电站中的一个，更新后的目标点可以为故障点所在的电力线两端的变电站中的另一个。

本实施例的各个单元的工作方法与前述实施例相同，在此不再赘述。

根据本实施例，通过采用同一个区域网络多个变电站接收到的行波时间以及多个变电站的位置集合来确定故障点与一个目标点之间的第一间距，再通过该第一间距确定故障点的位置，能够使故障点的位置确定得更加精确。

实施例六

本实施例提供另一种基于行波定位区域网络中故障点的装置，区域网络包括多个变电站，两个相邻的变电站之间通过一个电力线连接。如图6所示，基于行波定位区域网络中故障点的装置600包括至少一个通信接口601、至少一个存储器602以及至少一个处理器603。

其中，至少一个通信接口601用于与各个变电站进行通信；至少一个存储器602其用于存储各变电站的位置信息；至少一个处理器603与通信接口601和存储器602连接，并用于获取通信接口601发送的数据以及存储器602中的位置信息，处理器603用于执行前述实施例的基于行波定位区域网络中故障点的方法。存储器602可以设置在处理器603中，也可以单独设置。

举例来说，通信接口601可以有两个，其中一个可以与行波检测装置通信以用于接收故障点对应的行波到达各变电站的时间点。存储器602中的位置信息可以预先存储。处理器603可以执行前述任意实施例中的基于行波定位区域网络中故障点的方法。

根据本实施例基于行波定位区域网络中故障点的装置，在识别出有电力线存在故障点后，获取一个行波到达多个变电站的时间，并确定出一个初始的目标点，通过结合同一个区域网络多个变电站接收到的行波时间以及多个变电站的位置集合来确定故障点的位置，这样能够使故障点的位置确定得更加精确。此外，本实施例的方法并没有通过确定行波的波速来确定故障点的位置，这样就避免了由于波速可能出现的变化而导致最终定位结果不准确的可能。

本实发明还提供一种基于行波定位区域网络中故障点的装置，包括至少一个存储器和至少一个处理器。其中，存储器用于存储指令。处理器用于根据存储器存储的指令执行前述任意实施例所描述的基于行波定位区域网络中故障点的方法。

本发明的实施例还提供一种可读存储介质。该可读存储介质中存储有机器可读指令，机器可读指令当被一个机器执行时，机器执行前述任意实施例所描述的基于行波定位区域网络中故障点的方法。

该可读介质上存储有机器可读指令，该机器可读指令在被处理器执行时，使处理器执行前述的任一种方法。具体地，可以提供配有可读存储介质的系统或者装置，在该可读存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施例的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机或处理器读出并执行存储在该可读存储介质中的机器可读指令。

在这种情况下，从可读介质读取的程序代码本身可实现上述实施例中任何一项实施例的功能，因此机器可读代码和存储机器可读代码的可读存储介质构成了本发明的一部分。

可读存储介质的实施例包括软盘、硬盘、磁光盘、光盘(如CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW)、磁带、非易失性存储卡和ROM。可选择地，可以由通信网络从服务器计算机上或云上下载程序代码。

本领域技术人员应当理解，上面公开的各个实施例可以在不偏离发明实质的情况下做出各种变形和修改。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书来限定。

需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和单元都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或单元。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的装置结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些单元可能由同一物理实体实现，或者，有些单元可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。

以上各实施例中，硬件单元可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件单元或处理器可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相应操作。硬件单元或处理器还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。

上文通过附图和优选实施例对本发明进行了详细展示和说明，然而本发明不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本发明更多的实施例，这些实施例也在本发明的保护范围之内。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。