[发明专利]智能配电网综合故障定位方法

权利要求书

1.一种智能配电网综合故障定位方法，包括以下步骤：

步骤一：通过智能终端检测配电网是否为正常运行状态，若不是，则进入对等式网络保护程序；

步骤二：智能终端根据对等式网络保护算法进行故障定位，然后向主站上传电压电流数据和智能终端的故障定位结果，并进行故障隔离；

步骤三：通过主站接收智能终端发送的电压电流数据，并利用克隆免疫算法进行主站故障定位；

步骤四：将主站的故障定位结果与智能终端的故障定位结果进行对比，校验两个故障定位结果是否一致，若不一致，则设置“定位不一致标志”，然后进入步骤五；若一致，则直接进入步骤五；

步骤五：进行智能终端故障隔离校验；检验电网故障状态是否消失，如果故障状态消失，则智能终端故障定位正确，故障隔离成功，进入步骤八；若故障状态仍然存在，则检查是否存在“定位不一致标志”，若有，则进入步骤六；若无，说明主站和智能终端定位都出现故障，则进入步骤七；

步骤六：根据主站故障定位结果，控制对应的智能终端跳闸进行故障隔离；如果故障隔离后，系统故障状态消失，则主站故障定位正确，故障隔离成功，进入步骤八；若故障状态持续，则进入步骤七；

步骤七：控制线路变电站出口断路器跳闸；结束；

步骤八：通过主站进行非故障失电负荷转供；结束。

2.根据权利要求1所述的智能配电网综合故障定位方法，其特征在于：所述步骤一中，电网非正常状态包括短路、失压，检查判据为：

a.短路判据：

式中，I为线路电流的测量值；I_k.op为短路电流动作值；E为系统相电动势；Z_s为智能终端到变电站之间的线路阻抗；Z_k为智能终端与邻居智能终端之间的阻抗；K_rel为可靠系数，K_rel＝1.2；

b.失压判据：

式中U为终端电压测量值；U_op为失压动作值；U_min为运行中出现的最低电压，U_min＝0.5U_n，U_n为系统额定电压；K_rel为可靠系数，K_rel＝1.2；

以上两种判据中，当满足任何一种判据即认为电网处于非正常状态，进入对等式网络保护。

3.根据权利要求1所述的智能配电网综合故障定位方法，其特征在于：所述步骤二中，对等式网络保护算法的故障定位主要步骤如下：

2-1)进入故障定位程序，智能终端与自身差分环内的邻居智能终端进行电流数据交换，并进行差动电流计算；若满足判据，则说明故障在本智能终端所在的自身差分环内；若不满足，则说明自身差分环无故障，进入步骤2-2)；

自身差分环故障判据为：

|i₁+i₂+…+i_n|>i_s.set

式中，i₁、i₂…i_n为自身差分环内各开关流过的电流；i_s.set为差动电流动作整定值；若满足该判据，则说明故障发生在自身差分环内，并向主站发送故障定位结果；

2-2)逐个检查本智能终端所存在的各个主差分环，与主差分环内的邻居智能终端交换电流数据，计算主差分环差动电流；若满足判据，则说明故障在本智能终端所在的主差分环内；若不满足，则说明主差分环无故障，进入步骤2-3)；

主差分环故障判据：

式中，i_a、i_b为流过线路首端和末端智能终端的电流；i_s.set为差动电流动作整定值；K_rel为可靠系数，K_rel＝1.2；当主差分环同时满足以上两式，则判断主差分环内发生故障，并向主站发送故障定位结果；

2-3)若智能终端所在的所有主差分环和自身差分环都不存在故障，则说明故障不在本智能终端所在的区域内，重新开始程序。

4.根据权利要求1所述的智能配电网综合故障定位方法，其特征在于：所述步骤三中，主站故障定位算法主要步骤如下：

3-1)构造配电网拓扑矩阵；将智能终端看作节点，配电线路作为连接节点的边，根据配电网的连接关系，构建网络拓扑仿真矩阵L，L中元素l_mn由下式计算：

式中，N_m代表与智能终端m相连接的智能终端集合；也就是说，当系统正常运行时，有电流从智能终端m流向智能终端n，则l_mn＝1，l_nm＝-1；若智能终端m与n之间没有直接的电气联系，则l_mn＝0；若电流从智能终端n流向智能终端m，则l_mn＝-1，l_nm＝1；

3-2)将矩阵L形成故障判别矩阵F：

当智能终端判断出处于故障状态后，主站收集各智能终端的故障电流数据，若智能终端m流过故障电流，且故障电流方向为从m到n，即故障电流从智能终端m流入线路m-n，则f_mn＝l_mn*1；若智能终端m没有流过故障电流，则f_mn＝0,若故障电流方向从线路m-n流向m，即故障电流流入智能终端m，则f_mn＝l_mn*(-1)；此时，矩阵L被修改为F；

3-3)判断故障位置：待故障判别矩阵F形成后，即进行故障定位；若f_mn*f_nm＝1，则说明故障不在线路m-n上；若f_mn*f_nm＝-1，则说明故障在线路m-n上，此种情况属于有分布式电源、或者网络有环网的情况；若f_mn＝1或-1，f_nm＝0则说明故障在线路m-n上，此种情况属于电网单端电源情况。