(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211173227.7 (22)申请日 2022.09.26 (71)申请人 国网江西省电力有限公司电力科 学 研究院 地址 330096 江西省南昌市青山湖区民营 科技园民强路8 8号 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 徐经民　李侣　郭亮　王晶华　 黄桂林　张鑫　匡先进　曾赵锦　 肖筱卿　刘心悦　周求宽　徐在德　 邓才波　刘洋　唐华力　胡晨　 (74)专利代理 机构 南昌丰择知识产权代理事务 所(普通合伙) 36137 专利代理师 张荣(51)Int.Cl. H02J 13/00(2006.01) H02H 7/26(2006.01) (54)发明名称 基于5G边缘节点的自愈型馈线自动化控制 方法 (57)摘要 本发明属于配电自动化控制技术领域， 涉及 一种基于5G边缘节点的自愈型馈线自动化控制 方法， 包括部署站内离散式测控终端及边缘节 点； 构建网络节点拓扑模型， 采用基于边缘计算 模型的拓 扑识别算法进行模型校验； 通过5G通信 装置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， 实现站间对等通信； 获取站内开 关及外部边缘节点保护测控信息， 采 用自愈型馈线自动化智能研判算法进行故障处 理。 本发明能够实现10kV线路环网柜、 柱上开关、 开闭所等配电设备间快速对等通信， 解决现有馈 线自动化配置模式下数据交互实时性差、 保护定 值级差配合难、 应用场景适应性低等问题， 实现 配电区域线路快速且精确的故障隔离与自愈 。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 115276244 A 2022.11.01 CN 115276244 A 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5 G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。 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A RM/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。 6.根据权利要求5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t1时刻终端编号 为k和m的节点电压值 Uk和Um： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115276244 A 2式中： Uk为t1时刻编号为 k的节点内终端遥测电压值， Um为t1时刻编号为 m的节点内终端 遥测电压值， U10为t1时刻配电线路所属10kV系统母线电压值， Ik为t1时刻编号为 k的节点内 终端遥测电流值， Im为t1时刻编号为 m的节点内终端遥测电流值， Rk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， Rm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 t2时刻终端编号为 k和 m的节点电压值 和 ： 式中 为t2时刻编号为 k的节点内终端遥测电压值， 为t2时刻编号为 m的节点内终 端遥测电压 值，U20为t2时刻配电线路所属10kV系统母线电压 值， 为t2时刻编号为 k的节点 内终端遥测电流 值， 为t2时刻编号 为m的节点内终端遥测电流 值， ； C.将t1、t2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 。 7.根据权利要求5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kij： 计算求值矩阵 ， 当满足 条件时， 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。 8.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配网线路权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115276244 A 3