1.基于5G边缘节点的自愈型馈线自动化控制方法,其特征是:包括如下步骤:S1.在10kV配网线路上部署站内离散式测控终端采集遥测模拟量信息、遥信数字量信息,配置保护、测量、开关操作功能,各离散式测控终端间通过“IEC61850+GOOSE”将数字电气信息共享至本站边缘节点;S2.构建网络节点拓扑模型,用于表示离散式测控终端与隶属边缘节点间的连接关系及10kV配网线路中各边缘节点间的订阅关系,采用基于边缘计算模型的拓扑识别算法进行模型校验;S3.边缘节点与5G通信装置共享信息,代理隶属边缘节点的站内所有间隔单元与外部边缘节点的网络通信,将步骤S1得到的本站内数字电气信息通过5G网络通信传送给满足订阅关系的外部边缘节点,实现站间对等通信;S4.边缘节点汇集站内开关及外部节点保护测控信息,结合步骤S2所得网络节点拓扑模型采用自愈型馈线自动化智能研判算法进行故障定位、隔离及自愈恢复供电;步骤S2所述基于边缘计算模型的拓扑识别算法,用于描述配电线路网络拓扑结构,实现线路上下游开关拓扑校验,拓扑识别算法包括边缘节点内部终端连接关系校验及边缘节点间订阅关系检验;所述边缘节点内部终端连接关系校验,以站内离散式测控终端上传边缘节点的采集遥测模拟量信息为基准,以相邻时间段各终端遥测模拟量峰值差为依据,计算并研判各终端所处10kV线路开关上下游位置关系,具体采用如下步骤进行计算:A.计算 t 1 时刻终端编号为 k 和 m 的节点电压值 U k 和 U m :式中: U k 为 t 1 时刻编号为 k 的节点内终端遥测电压值, U m 为 t 1 时刻编号为 m 的节点内终端
遥测电压值, U 10 为 t 1 时刻配电线路所属10kV系统母线电压值, I k 为 t 1 时刻编号为 k 的节点内
终端遥测电流值, I m 为 t 1 时刻编号为 m 的节点内终端遥测电流值, R k 为编号为 k 的节点内终端
所属开关位置处线路等效阻抗值, R m 为编号为 m 的节点内终端所属开关位置处线路等效阻
抗值, ;B.以离散式测控终端上送遥测变化值时间为基准,计算遥测触发 t 2 时刻终端编号为 k 和 m 的节点电压值 和 :式中 为 t 2 时刻编号为 k 的节点内终端遥测电压值, 为 t 2 时刻编号为 m 的节点内终
端遥测电压值, U 20 为 t 2 时刻配电线路所属10kV系统母线电压值, 为 t 2 时刻编号为 k 的节点
内终端遥测电流值, 为 t 2 时刻编号为 m 的节点内终端遥测电流值, ;C.将 t 1 、 t 2 时刻编号为 k 和 m 的终端遥测电压值进行比对,计算各站内离散式测控终端位
置处电压差值 和 :D.对比分析 和 ,计算两者差值可得 ,
当满足 且 ,或是 且 时,终端 k 所属
线路开关位于终端 m 所属线路开关的上游,反之则位于下游;E.重复步骤A~D,直至边缘节点内部所有终端的连接关系校验完毕,算法停止;所述边缘节点间订阅关系检验,通过定义边缘节点关联矩阵 K ,其维数与边缘节点数量相等,因此对于含有 x 个边缘节点的10kV系统网络,采用下列条件方程式界定矩阵内元素 k ij :计算求值矩阵 ,当满足 条件时,10kV系统内各边缘节点间满足连接订阅关
系,网络节点拓扑模型校验结束。
2.根据权利要求1所述的基于5G边缘节点的自愈型馈线自动化控制方法,其特征是:还包括如下步骤:S5.馈线自动化故障处理完成后,重复步骤S1~S4完成下一配电区域线路故障的自愈处理。
3.根据权利要求1或2所述的基于5G边缘节点的自愈型馈线自动化控制方法,其特征是,步骤S1所述的站内离散式测控终端安装于10kV配网电缆线路环网柜及开闭所、10kV配网架空线路柱上开关处,每一终端配置一组三相保护CT及两组测量PT,用于实现自动切除隔离用户界内相间短路故障及单相接地故障,确保线路及非故障用户的用电安全;步骤S1所述本站边缘节点融合嵌入式ARM/DSP处理器、高速背板连接、工业级以太网交换机、高速高精度同步采样、IEEE1588网络时钟同步硬件技术,形成基于分层分布型以太网结构设计的嵌入式通信和数据处理平台。
4.根据权利要求3所述的基于5G边缘节点的自愈型馈线自动化控制方法,其特征是:所述嵌入式通信和数据处理平台作为配电网控制、测量和继电保护的通信网关,实现离散式测控终端间通信规约转换、数据处理和图形显示功能。
5.根据权利要求1或2所述的基于5G边缘节点的自愈型馈线自动化控制方法,其特征是:步骤S4所述自愈型馈线自动化智能研判算法,通过边缘节点汇总故障信息,结合站间对等通信实现秒级故障自愈,具体采用如下步骤进行研判:S41.边缘节点收集汇总站内测控终端过流、失压、零序告警故障信息,与10kV配网线路内满足订阅关系的外部边缘节点对等通信,若10kV配网线路内共有 n 个边缘节点,构建1* n 阶故障节点矩阵,第 i 个边缘节点采集到的故障信息为 f i ,取值为:当满足条件: 时,
定位线路故障区域位于边缘节点 k 处;S42.采用步骤S2的网络节点拓扑模型,针对边缘节点 k 处的测控终端进行故障位置精
确定位:若边缘节点 k 处共有 y 个终端,规定线路电源点往联络开关方向为正方向,通过边缘
节点内部终端连接关系校验确定各终端上下级关系编号依次为 ,当第 j 个终端收
到故障信息的同时第 j+1 个终端无故障信息上送,即可定位故障位于第 j 个终端所属开关与
第 j+1 个终端所属开关之间;S43.研判边缘节点 k 处第 j 个终端的遥信数字量信息,检索开关属性,若所属开关运行方式为分支开关,边缘节点 k 研判终端 j 发出分闸遥控指令;若开关运行方式为分段开关,且 j < y ,边缘节点 k 研判终端 j 、终端 j+1 遥控开关分闸;当 j = y 时,故障位于边缘节点 k 及边缘节点 k+1 之间,边缘节点 k 研判终端 y 遥控开关分闸,同时边缘节点k+1研判节点内部首开关遥控分闸;S44.受控终端返回开关分位遥信状态量至隶属边缘节点,若边缘节点成功接收开关遥信分位返回值,通过5G网络通信将信息反馈至线路联络开关所隶属边缘节点 i ;若边缘节点未接收到开关遥信分位返回值,则启动故障研判将站内与受控终端连接的上、下游开关遥控分闸,并将动作信息反馈至边缘节点 i ;S45.边缘节点 i 获取站内开关故障信息及拓扑模型,若与联络开关连接的上、下游开关处终端无故障信息上送,则遥控联络开关合闸,算法结束。