[发明专利]基于电压暂降信息的复杂配电网故障定位方法

说明书

本发明公开了一种基于电压暂降信息的复杂配电网故障定位方法。本发明步骤包括：(1)利用馈线监控终端上报的故障过流信息初步确定故障区段；(2)利用馈线监控终端上传的故障中电流向量信息确定故障点短路电流量；(3)利用各监测点上传的电压暂降信息及系统节点阻抗矩阵计算故障点短路电流量；(4)遍历系统中的各节点，计算短路电流偏差值，确定故障节点。本发明实现了复杂配电网的精确故障定位。对于分支线路较多、结构复杂的实际配电网，其定位结果较为准确，不受分支线的影响，且结果受接地电阻、负荷模型、故障类型影响较小，有利于缩短实际配电网故障巡线时间、用户停电时间，从而提高配电网可靠性指标。

技术领域

本发明涉及配电自动化、配电网故障诊断，属于智能电网领域，具体涉及基于电压暂降信息的复杂配电网故障定位方法。

技术背景

随着我国经济的发展，各行各业对电能质量的要求不断提高，过长的故障停电时间将带来严重的经济损失。据统计，用户80％的停电事件是由配电网的故障引起的，因此，在配电网发生故障后，实现快速、准确的故障定位能够缩短故障停运时间，为故障隔离和恢复提供基础，进而提高配电网的可靠性指标。传统的配电网故障定位方法多是基于馈线终端单元(FTU)上传的故障过流信息，利用矩阵算法或人工智能算法确定故障区段，这种定位方法仅能将故障定位到两个馈线监控终端之间，定位结果的精度不高，尤其是对于电缆线路而言，其仍需要较长的故障巡线时间。同时，由于我国配电自动化水平不高，大多数配电网中的分支线上没有安装馈线监控单元，仅通过熔断器来进行保护，故传统的故障定位方法适用范围较小。对于配电自动化水平不高、分支线较多的复杂配电网，基于电压暂降信息的复杂配电网故障定位方法研究在实际应用中有更强的适应性和鲁棒性，具有十分重要的理论与现实意义。

发明内容

本发明要解决的问题是，克服现有技术中的不足，提供一种基于电压暂降信息的复杂配电网故障定位方法。本发明在配电网故障定位方案设计中，提出利用馈线监控终端(FTU)以及电能质量监测系统记录电压暂降信息、电流信息实现故障点的精确定位，同时该方法仅需要简单的复数运算，容易程序化实现，最大程度地提高故障定位的准确度，缩短故障巡线时间，提高用户满意度。

为解决技术问题，本发明的解决方案包括以下步骤：

步骤1、利用馈线监控终端上报的故障过流信息初步确定故障区段；

按照分段开关及FTU的位置将配电网分成几个区段，利用馈线监控终端上报的故障过流信息形成故障信息向量，与描述配电网拓扑的网络描述矩阵结合，计算得到故障判定矩阵，从而初步确定故障区段，将故障范围缩小到两个终端之间。

步骤2、利用馈线监控终端上传的故障中电流向量信息确定故障点短路电流量；将与各区段直接相邻的FTU分为两类，一类电流从FTU流入该故障区段，另一类电流从FTU流出该故障区段。确定故障区段后，忽略故障过程中故障区段内负荷电流的影响，估算得到故障点实际的故障电流向量。

步骤3、利用电能质量监测系统中各监测点上传的电压暂降信息及系统节点阻抗矩阵计算故障点故障电流向量；对该故障区段内的各节点进行故障分析：假定故障发生在各节点，利用各监测点的电压暂降信息计算得到各节点的故障电流向量。

步骤4、遍历该故障区段内的各节点，将得到的故障电流向量与利用FTU信息计算的实际故障电流向量对比，计算故障电流向量偏差值，即故障电流向量偏差值最小的节点即认为是真正的故障节点。

本发明中，所述步骤(1)是通过下述方式实现的：