具体实施方式

下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。

图1为本发明一种基于无线通信的配电网自适应差动保护自愈方法中方法流程示意图。如图1所示，一种基于无线通信的配电网自适应差动保护自愈方法，包括步骤1至步骤3。

步骤1，基于无线通信系统连接的智能分布式平台，多个智能分布式终端DTU中的一个基于采样点插值同步法和IRIG全局对时法接收并同步来自其他智能分布式终端DTU的差动保护数据，以检测智能分布式平台中的差动电流。

优选地，智能分布式平台中包括多个基于无线通信系统连接的配电主站；配电主站中包括智能分布式终端DTU、将智能分布式终端DTU连接至无线通信系统中的CPE；智能分布式终端DTU基于CPE连接至无线通信系统中，并基于CPE发送或接收差动保护数据。

图2为本发明一种基于无线通信的配电网自适应差动保护自愈方法中智能分布式平台的网络拓扑示意图。如图2所示，本发明中的方法可以是基于5G无线通信的配电网自适应分布式差动保护自愈系统，该系统能够承载配电自动化的相关数据和自适应差动保护的相关数据。从业务角度来讲，该系统中的业务可以包括配电自动化业务和差动保护业务。筒通信网络的角度，本系统可以分为保护网、自动化网和对时网三个部分。其中，保护网用于实现基于分布式差动保护的故障定位、隔离功能。自动化网可用于完成配电自动化的三遥功能、全局网络拓扑信息scd文件的下发和相关保护命令控制等。对时网用于对多个无线DTU终端进行时间同步和采样频率同步。具体来说，该系统可以在多业务传送通信平台的基础上，由单台配电主站，若干台保测控一体化的智能分布式终端通过5G无线网络构成。

自适应配网主站在IEC61968/61970标准框架下，以CIM(城市信息模型，CityInformation Modeling)模型为依托，实时提取配电网拓扑结构信息，快速跟踪拓扑变化，实现受拓扑变化影响的智能分布式终端的模型和发布订阅关系的更新，自适应差动保护，实现故障快速定位、搜索隔离，同时隔离成功后通过相邻终端间对等通信实现配网的自愈，非故障区域恢复供电。

本发明中多个智能分布式终端DTU中的一个基于采样点插值同步法和IRIG全局对时法接收并同步来自其他智能分布式终端DTU的差动保护数据。优选地，采样点插值同步法具体为：步骤1.1，接收端DTU接收来自发送端DTU的差动保护数据，并基于差动保护数据中的时标数据，计算发送端DTU的采样时间；步骤1.2，接收端DTU基于采样时间和采样值恢复出发送端DTU采集的差动保护数据的模拟量；步骤1.3，接收端DTU基于本地时钟生成插值点信息，并基于插值点信息和差动保护数据的模拟量对发送端DTU的差动保护数据进行插值运算，从而将发送端DTU的差动保护数据同步至接收端DTU中。

图3为本发明一种基于无线通信的配电网自适应差动保护自愈方法中采样点插值同步法的原理示意图。如图3所示，传统意义上的差动保护一般使用乒乓原理来调整采样时刻，使得参与两端保护的DTU在同一个时刻采样。该方法可以不依赖于外部时钟，就能够实现两端系统的同步。但是，当系统中的DTU数量上升到三端或多端系统后，装置通信接口和通道运维都增加了复杂度。为了实现配电网的差动保护功能，本发明中可以采用采样点插值同步法来实现差动保护的两端或多端DTU设备在没有主、从设备设置的情况下，回溯出同步的采样时刻的数据。

如步骤1.1至步骤1.3，采样点插值同步法通常遵循需要使用其他DTU采样的本侧DTU对其他DTU发来的采样数据执行插值同步的原则。本侧的DTU设备可以根据接收到的对侧数据，以及对侧数据中携带的时标数据，计算出对侧的采样时刻。然后，根据本侧的采样间隔采用插值同步法，将两侧数据进行同步。

对侧报文中携带时标表示了采样值从一侧被采样到从装置发出的延时时间。在本发明中的方法中，残余差动保护的数据，以及各个不同的DTU设备中具有相同的时间参考系，以该时间参考系作为全局时间，可以重新生成插值点信息，并且基于该信息进行插值运算。

具体来说，数据同步可以采用IRIG(InterRange Instrumentation Group，测距仪组)时间编码序列中的B格式作为全局对时技术。该技术不仅能够解决多端线路差动保护数据的同步问题，也可以解决区域性差动保护的数据同步问题。针对通道传输延时不稳定的问题，可以增加每侧保护的采样缓冲区，以覆盖通道的最大延时。因此，利用本方法实现的差动保护，可以适应通信路由发送变化时造成的误码的解析。

步骤2，基于差动电流依次检测所述平台中的过流开关，待检测到过流断路器后对过流断路器执行跳闸操作以实现故障隔离。

优选地，步骤2中还包括：步骤2.1，对差动电流所在的当前开关的类型进行判断；步骤2.2，若当前开关为断路器，则执行跳闸操作，若当前开关为负荷开关，则对本地环网柜内的相邻开关的过流状态进行检测；步骤2.3，若相邻开关为过流状态，则继续对相邻开关的类型进行判断；步骤2.4，若相邻开关为断路器，则执行跳闸操作，若相邻开关为负荷开关，则向上游方向继续寻找下一相邻开关，重复步骤2.3和步骤2.4直到找到过流断路器后，对过流断路器执行跳闸操作。

图4为本发明一种基于无线通信的配电网自适应差动保护自愈方法中对过流断路器的检测方法流程图。通常来说，为了减少配电网中一次设备的投资成本，通常在配电网中采用断路器和负荷开关混合使用的运行方式。因此，在检测过流开关并实现故障隔离的过程中，应当对过流开关的类型进行判断。具体的判断过程如步骤2.1至步骤2.4。

步骤3，待故障隔离完成，故障点下游开关向下游侧传送遥信，并基于联络开关数据和自愈策略选择最优的负荷转供方案。

优选地，步骤3中还包括：实现故障隔离后，故障点下游开关向下游发送隔离成功遥信；位于故障点下游开关下游侧的所有联络开关接收到隔离成功遥信后，将联络开关的对侧指标回传给故障点下游开关；故障点下游开关基于自愈策略，对所有联络开关回传的对侧指标进行选择以获得最优联络开关。

优选地，联络开关，用于接收到一侧的电源信息后，向对侧传送电源剩余容量值数据。具体来说，联络开关在每次接收到来自某一侧的电源信息后，会立即向对侧传送电源有效遥信，一直传送到电源点出线开关或者另一个联络开关后停止传送，这样每个开关就了解到下游侧有几个有效联络。

图5为本发明一种基于无线通信的配电网自适应差动保护自愈方法中联络开关的判断逻辑示意图。如图5所示，为了获得联络开关的数据，需要首先判断出配电网中的哪些开关是联络开关。本发明一实施例中，可以在默认2s时间内，判断当前开关的通信是否正常，开关的分合情况，以及电源侧和负荷侧的电压情况，从而确认出当前开关为联络开关。若当前开关处于未闭锁状态，开关分位位置，电源侧和负荷侧在2s时间内持续有压，则可以认定当前开关为联络开关。

优选地，联络开关的对侧指标包括：对侧电源剩余容量值、所述联络开关的转供优先级、恢复延时时间。也就是说，在该自愈策略中，优先选择对侧电源剩余容量值较高的联络开关进行转供电，优先选择预排序较高优先级的联络开关进行转供电，优先选择恢复延时时间短的联络开关进行转供电。可以根据不同的应用场景，综合利用上述三点信息作为自愈参数实现配电网自愈。

图6为本发明一种基于无线通信的配电网自适应差动保护自愈方法中转供电的逻辑示意图。如图6所示，可以根据对联络开关数据的获取、最优联络开关的选择，实现负荷转供方案。

优选地，步骤3中还包括：故障点下游开关基于最优联络开关，生成最优的负荷转供方案；故障点下游开关将最优的负荷转供方案发送至相关的联络开关，相关的联络开关接收到所述负荷转供方案后，依据方案执行合闸操作。

如图6所示，在本发明中，需要首先确认本开关为“联络开关模式”并且通信正常，开关左侧和右侧的开关均未检测到故障；其次，保证开关两侧有一侧处于有压状态、一侧处于无压状态，即保证电源侧有压、负荷侧无压，或者电源侧无压、负荷侧有压；满足上述两点的情况下，开关收到电源点发出的剩余容量值满足负荷转供需求，并且收到隔离成功信号后，进入开关合闸延时，延时到后若检测到开关状态为合位则表示转供电成功，延时到后若检测到开关状态为分位则表示转供电失败。以上就是本发明中转供电的逻辑。

优选地，智能分布式平台中还包括配电自动化主站系统，配电自动化主站系统用于定期检测系统拓扑变化并生成SCD文件；其中，系统拓扑变化是由智能分布式平台执行负荷转供方案导致的。

具体来说，智能分布式平台中，间隔层终端间通过分布式差动保护技术基于对等通信实现了故障定位隔离技术，相邻终端之间的发布订阅取决于拓扑结构。由于配电网改造频繁，拓扑变化不可避免，为了减少现场运维调试、更改配置和升级程序的工作量，已有的环网柜或配电房的终端装置可以进行智能自动升级处理，从而实现终端层面的自动化。

图7为本发明一种基于无线通信的配电网自适应差动保护自愈方法中配网主站拓扑自适应界面的示意图。如图7所示，根据配电网主站的自适应界面，可以实现配电网拖布变化的保护自适应控制功能。该主站可以用于实现保护闭锁、SCD文件下发、保护激活等功能，可以实现拓扑自适应分析、拓扑刷新显示、SCD展示、操作日志展示等功能。

具体来说配电网主站可以周期性地检测系统的拓扑变化。当主站检测到系统的拓扑变化后，就可以利用跟踪提取转换等一系列技术生成一个描述开关之间的静态连接关系的文件，该文件可以为IEC61850标准的SCD(Substation Configuration Description，变电站配置描述文件)文件。主站系统内工作站的调度员可以根据判断发送基于webservice的闭锁受影响的智能保护终端的差动保护命令，然后下发文件，待反馈成功后，下发激活智能保护终端的差动保护命令。智能保护终端收到SCD文件后，自适应地更新用于分布式差动保护的GOOSE和SV配置文件。

优选地，SCD文件，用于自适应更新智能分布式平台中智能分布式终端DTU中的GOOSE和SV配置文件；其中，GOOSE和SV配置文件用于将智能分布式终端DTU的采集数据配置为用于传输的差动保护数据，或用于解析接收到的来自其他智能分布终端DTU的差动保护数据。

图8为本发明一种基于无线通信的配电网自适应差动保护自愈方法中一实施例中智能分布式平台的网络拓扑示意图。如图8所示，本发明中选取了一个实施例，对发明中方法进行验证。实施例中，选取了深圳配电网5G差动保护示范工程。在该工程内，涵盖了2条站内10kV馈线和4个站外环网柜。其中2条站内10kV馈线分别为110kV正坑站和110kV岗头站，4个站外环网柜分别为康冠线环网箱、田村厂环网箱、日辉台环网箱和正海线环网箱。站内出线开关配置一套5G差动保护终端及5G CPE，站位环网柜为4间隔，保护屏内分别安装含5G差动的DTU和5G CPE。5G通信对集成差动保护的DTU终端提供精准授时，授时精度小于1μs，通过切片技术同时承载三遥自动化业务和差动保护业务，传输延时小于15ms，相关时延特性、带宽能力及传输可靠性满足配网无线差动保护业务需求。

表1为实施例中差动保护业务测试结果表。如表1所示，各项测试项目结果合格，通过验证。

表1实施例中差动保护业务测试结果表

本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明中一种基于无线通信的配电网自适应差动保护自愈方法能够实现配电网运行状态的监视控制和配电网故障的快速定位、隔离与恢复。相比于现有技术，本发明中的方案可靠性高、成本低。

本发明的有益效果还包括：

1、克服了现有技术中配电网改造频繁的问题，通过自适应调整拓扑模型和模型中的相关参数，大大减少了运维调试的工作量；

2、利用分布式自愈技术实现了毫秒级别的非故障区域的供电恢复，缩短了停电时间；

3、利用基于全局对时的采样点插值同步技术，实现了在不稳定的通信环境下的配电网故障的准确定位；同时，利用5G大带宽的通信网络环境，实现了配电网70ms以内的可靠故障定位。

本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。