[发明专利]一种基于拓扑动态识别的低压配电网故障定位系统及方法

权利要求书

1.一种基于拓扑动态识别的低压配电网故障定位系统，其特征在于，所述系统包括数据采集与传输层、故障定位层及应用层；

所述数据采集与传输层包括分支箱数据采集模块及用户表箱数据采集模块，用户表箱数据采集模块实现数据采集、特征信号接收、用户停复电事件上报及用户表箱ID号，分支箱数据采集模块实现分支箱及相关线路数据采集、特征信号接收、停电事件上报及分支箱ID号；

故障定位层包括由故障预警定位装置，故障预警定位装置由故障定位模块与特征信号发生模块构成，故障定位模块对低压配电网拓扑结构中的节点稳定性进行评估，再选择最短路径，判断故障原因，最终利用节点间的模糊关联阈值定位故障节点的位置，并将故障定位信息上传至应用层；特征信号发生模块接收故障定位模块下发的拓扑识别信号，并下发非工频正弦波信号至分支箱数据采集模块及用户表箱数据采集模块，接收采集模块回复信号，并应答故障定位模块。

2.根据权利要求1所述的一种基于拓扑动态识别的低压配电网故障定位系统，其特征在于，进行拓扑动态识别时，故障预警定位装置、分支箱数据采集模块以及用户表箱数据采集模块进行有效配合，故障定位模块、特征信号发生模块、分支箱数据采集模块均与线路的ABC三相连接，用户表箱数据采集模块仅与三相中的某一相连接，最终在故障预警定位装置实现拓扑识别。

3.根据权利要求1所述的一种基于拓扑动态识别的低压配电网故障定位系统，其特征在于，在拓扑结构的基础上，利用拓扑结构中节点间的模糊关联阈值来快速定位故障节点；在进行定位时，首先对低压配电网拓扑结构中的节点稳定性进行评估，再选择最短路径，判断故障原因，最终利用节点间的模糊关联阈值定位故障节点的位置。

4.根据权利要求1所述的一种基于拓扑动态识别的低压配电网故障定位系统，其特征在于，在完成故障定位之后，将相关信息通过4G通信方式上传至云平台，推送至供电服务指挥平台，下派工单至抢修人员进行精准抢修，进行防窃电管理、线路损耗管理等高级应用。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种基于拓扑动态识别的低压配电网故障定位系统的故障定位方法，其特征在于，所述故障定位方法具体包括如下步骤：

步骤(1)、列出电网中源节点到每个目标节点的最短供电路径；

步骤(2)、计算每个目标节点在电网中的稳定性，并进行降序排列；

步骤(3)、观察若删除任一目标节点后，其他目标节点按稳定性的排名变化，挑选出稳定性仅受节点影响的节点；

步骤(4)、评估配电网中异常线路的节点的故障值来判断故障原因，若故障原因来自于输电线路，则转到步骤(5)，否则输出配电网的位置；

步骤(5)、利用节点间的模糊关联阈值定位故障节点的位置，边缘计算根据已知低压网络拓扑信息和各级监测设备的数据识别故障，定位故障区段。

6.根据权利要求5所述的故障定位方法，其特征在于，采用Dijkstra算法选择最短路径，该算法考虑低压配电网的拓扑结构和各链路的长度，从源节点出发，每次确定一个与源节点最近的节点，并将源节点与当前最近节点间的路径作为新的最短路径；基于最短路径找到下一个距离源节点最近的节点，并添加新的最短路径；直到找到源节点到所有节点的最短路径；该算法的执行过程如下：

(1)初始化阶段，令D＝{l}，D’中节点n到D中节点的最短距离为：

式中，D表示已找到最短路径的节点集合，D’表示W中待确定最短路径的剩余节点，W表示网络中所有节点，v_l,n为节点l和n间的连接权重；

(2)在D’中确定距离最短的节点m，从D’中删除节点m，令D＝{l,m}，更新D’中每个节点p到D中节点的最短距离，即D(p)←min{D(p),D(p)+v_l,p}；

(3)重复步骤(2)，直到D’为空时结束。