[发明专利]基于Neo4j的配电网电压暂降故障定位及其可视化系统

权利要求书

1.基于Neo4j的配电网电压暂降故障定位及其可视化系统，其特征在于，分为以下三个层次，

第一层是数据管理层；利用Neo4j图数据库对配电网实时电压数据、CIM/E配电网模型数据、地理环境数据进行存储；通过存储的各类数据将配电网网络建模为图模型；

第二层为电压暂降故障定位系统相关计算函数层；在图计算平台的基础上，针对电压暂降故障定位系统应用功能的特点，提出对应的电力图计算函数；

第三层为电压暂降故障定位系统的应用层；在电压暂降故障定位系统上，基于图数据库中的各类电力图计算函数，按照图数据库查询方式组织的应用层，为电压暂降提供各类分析计算、电压暂降故障定位与展示。

2.如权利要求1所述的基于Neo4j的配电网电压暂降故障定位及其可视化系统，其特征在于，其中，在第三层的电压暂降故障定位之前，还需要合理配置监测点，使得这些监测点的可观测区域组合能够覆盖全网，具体如下：

系统全部节点的可观测区域可以用一个N*F阶的0-1矩阵M表示，称之为可观测矩阵，其元素为：

式中，N表示系统节点数，F表示系统故障点数，V_ij表示故障点j发生故障时i节点的电压，V_t表示电压暂降临界值，M_ij＝1表示节点i发生电压暂降；

首先分析对称短路故障，设m为监测点、f为故障点，则三相短路故障下的监测点m的电压为：

式中：为故障前监测点电压；为故障前故障点电压；Z_mf为m与f间的互阻抗；Z_ff为故障点f的自阻抗；z_f为故障点接地阻抗；

考虑系统任一处线路故障时监测点的电压暂降情况，定义故障距离p来表示故障点位置，

式中L_jk表示母线j、k之间的总长度，L_jf表示故障点f与母线j的距离；

以p为变量，对故障点f的自阻抗和监测点m与故障点f之间的互阻抗可表示如下式，

其中，

式中：为系统节点阻抗矩阵元素，可根据系统结构和网络参数求得；i＝0,1,2分别表示零序、正序、负序分量，为故障点f的i序自阻抗，为监测点m与故障点f之间的i序互阻抗，为线路j、k的i序阻抗，其它同理；三相故障时只有正序分量，结合上述各式可以得到三相电压如下式，

由该式即可通过故障时检测点电压的变化，来得到三相短路故障下的系统可观测矩阵；

不对称故障，节点各相电压不再相同，利用对称分量法以相同思路推导出得到节点m的a、b、c三相电压与故障距离p的解析式，即V_ma(p)，V_mb(p)，V_mc(p)；从而得到单相接地故障、两相短路故障、两相短路接地故障下的系统可观测矩阵。