[发明专利]基于预测校正技术的配电网容错性在线故障定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统智能配电网的技术领域，更加具体地说，涉及一种基于预测校正技术的配电网容错性在线故障定位方法，对配电网馈线单一故障或多重故障的区段位置进行准确在线辨识。

背景技术

配电网直接与用户相连，其运行水平直接影响着用户侧供电质量与可靠性，其中快速实现配电网故障位置的高效辨识则是提升其运行水平的重要技术措施。传统的故障定位方法有人工巡线法、故障录波法、投诉电话法等，上述方法故障定位效率低，故障定位准确度有待进一步提高。

伴随着配电网自动化和智能化水平的提高，FTU等自动化终端设备在配电网中获得大量应用，自动化终端设备可在线动态获取配电网潮流分布信息。利用在线监测的潮流运行数据信息进行配电网故障定位的方法与传统人工巡线查找故障的技术方案相比，具有实时性强、可靠性好、定位效率高等优势，对提高配电网运行安全性、改善供电质量、减少停电面积和缩短停电时间等具有重要意义。基于FTU自动化终端采集信息的配电网故障定位方法已经成为电力领域的研究前沿，按照采用的技术方案可分为有直接潮流法和间接潮流法。

直接潮流法利用采集的电流与电压等信息，进行故障特征量值的计算，从而确定故障发生位置，具有需求信息量少的优点，但存在计算量大、灵活性与通用性不强等缺陷。间接潮流法基于监测的电流越限信息或零序电流与零序电压间相位关系，采用故障信息逼近关系建模，从而用于故障区段的辨识，具有原理简单、实现便捷等特点，主要分为矩阵算法和最优化算法两类。矩阵算法基于图论和矩阵技术构建故障辨识矩阵，具有建模直接、高效等优势，但难于适应多重故障和信息畸变下的故障定位。最优化方法基于逼近关系构建故障定位辨识优化模型，具有通用性强，对多重故障和信息畸变下故障辨识有强适应性。前期配电网故障定位优化方法基于逻辑关系建模，过程比较复杂，难于应用于大规模配电网，同时故障辨识时要采用具有决策不稳定性特征的群体智能算法如遗传算法、粒子群算法等进行优化决策，因随机性特征存在，将会导致误判或错判情况的发生，且优化计算效率低，难于在大规模配电网中获得工程应用。

为了有效解决上述问题，基于代数关系和逼近关系理论的配电网最优化方法被提出，其具有有效跳出对群体智能算法的依赖的优势，对于提高故障定位的可靠性、辨识效率等有重要作用，但已有的该类方法对复杂多重故定位问题还存在不完备性，在故障定位效率和稳定性方面仍然缺乏强适应性。因此，有必要进一步提出一种基于代数关系和逼近理论的具有多重故障强适应性和数值稳定性的配电网故障定位辨识新方法。

发明内容

本发明解决了配电网故障定位方法可靠性低、辨识效率低的技术问题，提供了一种基于预测校正技术的配电网容错性在线故障定位方法，不仅具有高容错性，实施简单便捷且具有良好的数值计算稳定性和可靠性，适合于大规模配电网单一故障或复杂多重故障的在线故障定位。

为了解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：一种基于预测校正技术的配电网容错性在线故障定位方法，其步骤如下：

步骤1：利用配电网地理信息系统收集配电网基本拓扑信息，建立配电网独立区域，利用配电网独立区域的拓扑连接和潮流输移关系，建立配电网优先级结构辨识矩阵P'；

步骤2：基于独立区域过电流信息向量集G和配电网优先级结构辨识矩阵P'，构建故障独立区域判定矩阵P，确定故障独立区域故障辨识系数K，进而辨识出发生故障的独立区域；

步骤3：以独立区域为基本分界限，建立代数关系描述的开关函数模型，构建配电网故障区段辨识的预测模型与校正模型，实现馈线区段的预测和故障区段的确定；

步骤4：利用预测校正算法实现配电网馈线单一故障或复杂多重故障区段的辨识，主站向故障馈线区段紧邻的自动化开关发送分闸命令，实现馈线故障区段的隔离。

进一步地，步骤1中配电网独立区域的建立方法为：在配电网线路上，以T型耦合节点为首端，若支路另一端与电源相连，则首端与电源间的支路为独立区域；若支路另一端与耦合节点相连，首端与耦合节点间的馈线为独立区域；若支路另一端无电源点或耦合节点，则首端与支路末端节点间的馈线支路构成独立区域。