本发明涉及配电网故障定位，尤其涉及一种多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法及系统。
背景技术：
1、配电网故障定位可分为故障区段定位和故障测距，后者应能较准确地找到该区段内的故障点具体位置，从而能够降低现场运维人员巡线强度、及时修复故障线路、提高配电网供电可靠性以及保证电力系统安全稳定运行。故障区段定位可由馈线自动化(feederautomation，fa)完成，目前fa不包括故障测距功能。ftu(feeder terminal unit，馈线终端单元)具备实时数据采集与处理、通信功能，具备进一步拓展故障测距功能的条件，如ftu拓展了测距功能，当进行fa故障区段定位时，现场人员可读取该区段相邻上游ftu的测距数据找到故障点具体位置。
2、目前，配电网短路故障测距的方法主要可分为行波法、阻抗法、人工智能法。行波法无论是单端行波还是双端行波定位都需要在配电网中的多个位置安装行波采集装置，另一方面配电网有含电力电子设备的dg(distributed generation，分布式电源)接入时，该设备会产生大量高次谐波，此时基于行波法的可靠性与灵敏性都会受到一定的影响。阻抗法通过利用线路参数与故障时节点电压电流等量测值计算故障线路阻抗，从而估计故障点与量测节点之间的位置。基于现有的量测设备测量数据的阻抗法，当考虑负荷支路和dg接入支路的影响时，进一步带来了计算复杂的问题。配电网在运行中积累的大量数据样本可用于人工智能的测距方法，但该方法需要较多的量测设备、严格同步的信息和复杂的计算。总之，目前未见有多能场景下适用于现有ftu条件的简单有效的故障测距方法。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
2、鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。因此，本发明提供了一种多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法解决如何简单有效的实现fa故障测距，快速定位故障点、排除故障、减少停电时间等问题。
3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
4、第一方面，本发明提供了一种多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法，包括：在主干线ftu中存储自身相邻下游主干线区段、主干线区段内各小区段的区段距离和单位线路阻抗数据；
5、判断馈线是否发生故障，若存在故障，则确定故障环路，并根据故障功率方向判断各ftu的故障所处位置；
6、基于所述故障，判断线断路器分闸状态，若已分闸则确定分闸瞬间各ftu处测量得到的故障环路电压变化量和电流变化量；
7、根据各ftu处测量得到的所述故障环路电压变化量和电流变化量，获取位于故障下游各ftu相联的下游线路的等值阻抗，并发送至相邻上游主干线ftu，确定故障测距点；
8、位于故障测距点的ftu，通过开路附加网络，并根据存储数据以及接收的等值阻抗数据，获取相邻下游区段内各小区段分别发生故障时的故障距离；
9、根据位于故障测距点的ftu，确定各故障距离是否收敛在对应小区段内，若收敛在对应小区段内则确定对应的故障距离为正确的故障距离。
10、作为本发明所述的多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法的一种优选方案，其中：判断所述故障包括：
11、若所述馈线发生故障，各ftu通过电流保护判断下游是否发生故障，基于故障类型判断确定故障回路，并根据故障功率方向判断是否处于故障上游；
12、若所述故障功率方向为正，即由母线指向馈线，则判断得出处于故障上游；
13、若所述故障功率方向为反，即由馈线指向母线，或故障电流为0，则判断得出处于故障点下游。
14、作为本发明所述的多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法的一种优选方案，其中：所述判断线断路器是否分闸包括：
15、通过ftu检测电流变化量，判断所述线断路器是否分闸，若未分闸，则则无故障环路电压变化量和电流变化量；
16、若分闸记录线断路器在故障后的分闸时刻分别计算分闸瞬间各ftu本地各相电压变化量、电流变化量。
17、作为本发明所述的多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法的一种优选方案，其中：所述确定分闸瞬间各ftu处测量得到的故障环路电压变化量和电流变化量包括：
18、所述各相电压变化量为各相当前电压与分闸前两个工频周期电压的差值，所述各相电流变化量为各相当前电流与分闸前两个工频周期电流的差值；
19、将各ftu处测量得到的故障环路的各相电压变化量作差，得到故障环路电压变化量，将各ftu处测量得到的故障环路的各相电流变化量作差，得到故障环路电流变化量。
20、作为本发明所述的多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法的一种优选方案，其中：确定所述故障测距点包括：
21、将位于故障下游各ftu处分闸瞬间测量得到的所述故障环路电压变化量和电流变化量相除，得到对应的位于故障下游各ftu相联的下游线路的等值阻抗；
22、将获取的所述等值阻抗值和相位通过通信向相邻上游主干线ftu传送，根据位于故障上游并接收到等值阻抗数据的ftu所在位置，作为故障测距点。
23、作为本发明所述的多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法的一种优选方案，其中：获取相邻下游区段内各小区段分别发生故障时的故障距离包括：
24、根据所述故障测距点的故障环路电压和电流变化量、故障测距点相邻的故障下游ftu分闸瞬间等值阻抗以及该区段的各距离和线路参数，基于开路附加网络即单侧电源网络，生成该区段的各个小区段故障时对应的测距迭代式，表示为：
25、
26、其中，n表示迭代次数，lak(n+1)、rg(n+1)分别表示第n+1次迭代得到的故障距离和过渡电阻，yx(n)、yy(n)分别表示第n次迭代得到的yx、yy，xx(n)、xy(n)
27、分别表示第n次迭代得到的xx、xy，l'fak表示估计的故障距离，rfg表示估计的过渡电阻，x表示主干线分段开关到负荷分支接入点之间等值阻抗与负荷分支接入点到故障点等值阻抗的电流比，y表示流过故障过渡电阻的电流与流过主干线分段开关到负荷分支接入点之间等值阻抗的电流比值，r1、x1分别表示单位线路参数的电阻值和电抗值。
28、作为本发明所述的多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法的一种优选方案，其中：确定各故障距离是否收敛在对应小区段内包括：
29、根据位于故障测距点的ftu，假设各小区段内发生故障，并依次判断故障距离所确定的故障点是否位于对应小区段内；
30、若所述故障点位于对应小区段内，则确定故障距离收敛在对应小区段内，若所述故障点不位于对应小区段内，则确定故障距离收敛不在对应小区段内，确认不是该小区段发生故障，更换为其它小区段的测距公式再次进行计算。
31、第二方面，本发明提供了一种多能场景下基于ftu通信的fa故障测距系统，包括，
32、存储模块，用于在主干线ftu中存储自身相邻下游主干线区段、主干线区段内各小区段的区段距离和单位线路阻抗数据；
33、第一判断模块，用于判断馈线是否发生故障，若存在故障，则确定故障环路，并根据故障功率方向判断各ftu的故障所处位置；
34、第二判断模块，用于基于所述故障，判断线断路器分闸状态，若已分闸则确定分闸瞬间各ftu处测量得到的故障环路电压变化量和电流变化量；
35、第一计算模块，用于根据各ftu处测量得到的所述故障环路电压变化量和电流变化量，获取位于故障下游各ftu相联的下游线路的等值阻抗，并发送至相邻上游主干线ftu，确定故障测距点；
36、第二计算模块，用于位于故障测距点的ftu，通过开路附加网络，并根据存储数据以及接收的等值阻抗数据，获取相邻下游区段内各小区段分别发生故障时的故障距离；
37、输出模块，用于根据位于故障测距点的ftu，确定各故障距离是否收敛在对应小区段内，若收敛在对应小区段内则确定对应的故障距离为正确的故障距离。
38、第三方面，本发明提供了一种电子设备，包括：
39、存储器和处理器；
40、所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法的步骤。
41、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现所述多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法的步骤。
42、与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明根据各ftu处测量得到的故障环路电压变化量和电流变化量确定位于故障下游各ftu相联的下游线路的等值阻抗，将位于故障下游各ftu相联的下游线路的等值阻抗发送至相邻上游主干线ftu，并确定故障测距点，由此，在出线断路器分闸瞬间，负荷分支首端ftu基于本地电压、电流变化量求取等值的负荷分支阻抗，无需将该分支等值为与实际电压、频率相关的数学模型，从而简化计算；在出线断路器分闸瞬间，dg分支首端ftu基于本地电压、电流的变化量求取等值的dg分支阻抗，无需将该分支等值为电势源或电流源分支，从而简化计算；并且负荷分支、dg分支的等值阻抗是在分支首端ftu本地计算，然后将该阻抗值和相位通信上传到主干线相邻上游主干线ftu，该通信无需严格同步；开路附加网络是单侧电源网络，该网络各处之间的电流关系较简单，便于进行测距计算，并且基于单侧电源网络的故障测距迭代公式各系数可由网络阻抗的并联、串联关系表示，无需复杂矩阵计算，计算较简单,有利于在ftu本地完成测距工作，有效解决了fa在馈线沿线分布负荷分支、dg分支场景下的故障测距问题。
1.一种多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法，其特征在于，判断所述故障包括：
3.如权利要求1或2所述的多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法，其特征在于，所述判断线断路器是否分闸包括：
4.如权利要求3所述的多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法，其特征在于，所述确定分闸瞬间各ftu处测量得到的故障环路电压变化量和电流变化量包括：
5.如权利要求4所述的多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法，其特征在于，确定所述故障测距点包括：
6.如权利要求1或5所述的多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法，其特征在于，获取相邻下游区段内各小区段分别发生故障时的故障距离包括：
7.如权利要求6所述的多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法，其特征在于，确定各故障距离是否收敛在对应小区段内包括：
8.一种多能场景下基于ftu通信的fa故障测距系统，其特征在于，包括，
9.一种电子设备，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被处理器执行时实现权利要求1至7任意一项所述多能场景下基于ftu通信的fa故障测距方法的步骤。
