[发明专利]一种基于分层模型的有源低压配电网故障定位优化方法

说明书

本发明公开了一种基于分层模型的有源低压配电网故障定位优化方法，包括：将配电网进行分层等效；设置若干监测节点并上报监测信息；对监测节点上报的故障电流信息监测区段的故障状态进行编码；利用监测节点开关状态信息矩阵和区段状态信息矩阵构建配电网的监测节点开关函数；引入信息畸变的决策变量D_i构成故障假说向量；在决策变量的设计中引入区段状态Si和畸变因子设计目标函数。该方法通过优化关键节点的权重系数，提供定位算法的稳定性和精确度，同时根据实际低压配电网的分布式电源的接入情况，设计故障信息上报阈值，减少模型中的分布式电源的数量，优化分层模型，提高定位效率和精度，提高供电部门的运行管理水平。

技术领域

本发明涉及电网故障处理领域，尤其涉及一种基于分层模型的有源低压配电网故障定位优化方法。

背景技术

随着新能源技术的快速发展，大量的小容量分布式光伏接入低压配电网，这也给低压配电网故障定位带来干扰。在有源低压配电网的故障定位研究中，由于低压配电网线路短，支路多，节点多，分布式电源容量小数量多等复杂情况，所以使得故障电流方向不一，传统的故障定位方法难以精确定位到故障区段，并且由于节点众多使得计算过程过于复杂。开展有源低压配电网的故障定位研究，有利于迅速、准确地定位故障点并排除故障，能够提高供电服务水平和用户用电感知度，同时对提高供电部门运行管理水平有巨大帮助。

常见的定位方法分为：1)直接定位。以矩阵法为代表的定位方法是建立在图论的基础上，根据配电网拓扑结构生成的拓扑关系矩阵，然后根据故障监测装置上传的故障信息生成对应的故障关系矩阵，通过矩阵之间的运算得到相应的故障判别矩阵，从而识别故障区段。但是定位准确度依赖故障监测装置上传的故障信息矩阵，容错度低，关系矩阵繁琐复杂，计算所需空间大。2)间接定位。以人工智能算法为基础的自启发式优化算法如蚁群算法，蝙蝠算法，粒子群算法等间接定位方法。但以上方法应用于低压有源配电网时，由于分支多，线路短，节点众多，故障信息可能不全甚至畸变，算法存在局部收敛，定位结果不稳定的情况。可见目前的并未有能够有效解决有源低压配电网故障定位的方法。

中国专利文献CN108258648A公开了一种“低压配电网故障监测定位方法”。采用了在装置安装在线路上时，通过采样CT对线路电信号进行实时采集，通过采样电路对该信号进行处理，通过ADC对该信号进行实时采样，通过FFT算法对采样信号进行实时计算，能够准确得出线路电流、电压信号，以及一些通过计算的到的数据，装置能够对配网线路起到实时监测的作用；利用GPRS无线通信方式对采样处理后的信号进行实时上送；当线路出现故障时，通过GPS定位能够准确定位故障点位，在配网监测系统中，能够对故障进行快速响应。该方法的定位准确度依赖故障监测装置上传的故障信息矩阵，容错度低，且关系矩阵繁琐复杂，计算所需空间大。

发明内容

本发明主要解决原有的等效含源区域多，故障定位效率低的技术问题，提供一种基于分层模型的有源低压配电网故障定位优化方法，通过优化关键节点的权重系数，提供定位算法的稳定性和精确度，同时根据实际低压配电网的分布式电源的接入情况，设计故障信息上报阈值，减少模型中的分布式电源的数量，优化分层模型，提高定位效率和精度，提高供电部门的运行管理水平。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括以下步骤：

(1)将配电网进行分层等效；能够提高定位算法的稳定性和精确度，大大降低分层模型的复杂度，规避小容量分布式电源对故障定位的干扰，提高定位算法的效率，具有较强的实用性。

(2)设置若干监测节点并上报监测信息；

(3)对各个监测节点监测上报的故障电流信息进行编码，同时对各个监测节点间区段的故障状态进行编码；低压有缘配电网的拓扑结构具备线路短，分支多，拓扑网络结构复杂的特点，并且由于分布式电源的存在，故障电流在线路中存在双向流动的问题，当线路发生故障时，监测节点能够监测到故障电流的方向。