【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及智能配电网的
,更加具体地说,涉及一种基于故障辅助因子的配电网高容错性在线故障定位方法,对配电网馈线故障区段实现单一或多重故障的定位、潜在缺陷的FTU装置位置的准确辨识。
技术介绍
在电能输配过程中,配电网是电力系统与用户间的重要联络纽带。随着经济的快速发展,用户对供电可靠性和供电质量的要求不断提高,配电网故障定位作为馈线故障区域准确辨识和恢复用户供电的前提,快速、准确地找出配电网馈线的故障位置,对于提高配电系统自愈性和供电可靠性具有重要作用。然而,随着配电网结构及其周围环境同时趋于复杂,故障发生可能性和多重故障概率不仅随之增加且显著增强,如何利用故障定位信息的不确定性,如何有效提高配电网故障辨识的准确性、快速性和容错性,已成为提升配电网智能化水平亟待解决的关键问题。长期以来,基于人工巡线的故障点找寻方法,人力物力耗费大,同时因耗时长、增强了停电时间,严重影响着配电网的供电可靠性。为有效缩减配电网故障定位时间,提升故障定位的准确性,电力运行管理部门依靠在配电线路上装设大量的自动化分段开关和电力智能监控终端Feeder Terminal Unit-FTU,以提高配电网的自动化和智能化水平,从而实现配电网故障时馈线区段的快速定位与隔离。常用的基于自动化开关的故障定位方法是:采取重合闸和分段开关通过合理的时间配合实现。该方法需要通过停电和恢复供电的多次重复找到故障点,其优点避免了故障定位的人工参与,提高了故障定位效率,但其时间整定过程复杂,定位过程因多次人为停电,会造成故障时间和范围扩大。另一种常用的基于自动化开关的故障定位方法是:直接利用 ...
【技术保护点】
一种基于故障辅助因子的配电网高容错性在线故障定位方法,其特征在于,其步骤如下:步骤一:以15分钟为周期,利用电流监测装置动态监测配电网监测点的电流,通过与设定正常电流参考值相比较,判断是否存在故障过电流;当存在故障过电流时,各独立比较器输出报警值1,否则输出值0;通过控制主站收集所有监控点的故障过电流越限值,形成电流报警信息集;步骤二:当控制主站收集到故障过电流信息时,首先,利用电流报警信息集和配电网拓扑结构,基于代数关系描述、逼近关系理论和互补理论建立非线性互补优化故障定位模型;然后,基于等价转换理论,利用互补光滑函数将非线性互补优化故障定位模型变换为满足KKT极值条件的非线性规划故障定位模型;进一步,利用拉格朗日乘子、扰动因子和KKT极值条件建立基于故障辅助因子法的配电网故障定位非线性方程组数学模型;最后,通过采用迭代法辨识出馈线区段位置,得到拉格朗日乘子的特征参数值,实现FTU装置的缺陷状态评估与畸变位置辨识;步骤三:监控中心的SCADA系统向故障馈线区段紧邻自动化开关发送分闸命令,实现馈线故障区段的隔离;同时,依据FTU装置的缺陷状态评估与畸变位置,向运维人员提供状态检修实施计 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于故障辅助因子的配电网高容错性在线故障定位方法,其特征在于,其步骤如下:步骤一:以15分钟为周期,利用电流监测装置动态监测配电网监测点的电流,通过与设定正常电流参考值相比较,判断是否存在故障过电流;当存在故障过电流时,各独立比较器输出报警值1,否则输出值0;通过控制主站收集所有监控点的故障过电流越限值,形成电流报警信息集;步骤二:当控制主站收集到故障过电流信息时,首先,利用电流报警信息集和配电网拓扑结构,基于代数关系描述、逼近关系理论和互补理论建立非线性互补优化故障定位模型;然后,基于等价转换理论,利用互补光滑函数将非线性互补优化故障定位模型变换为满足KKT极值条件的非线性规划故障定位模型;进一步,利用拉格朗日乘子、扰动因子和KKT极值条件建立基于故障辅助因子法的配电网故障定位非线性方程组数学模型;最后,通过采用迭代法辨识出馈线区段位置,得到拉格朗日乘子的特征参数值,实现FTU装置的缺陷状态评估与畸变位置辨识;步骤三:监控中心的SCADA系统向故障馈线区段紧邻自动化开关发送分闸命令,实现馈线故障区段的隔离;同时,依据FTU装置的缺陷状态评估与畸变位置,向运维人员提供状态检修实施计划。2.根据权利要求书1所述的基于故障辅助因子的配电网高容错性在线故障定位方法,其特征在于,所述基于代数关系描述、逼近关系理论和互补理论建立非线性互补优化故障定位模型的过程为:利用因果关联分析理论找出与电流报警信息直接相关的所有故障设备,建立自动化开关的因果设备集;基于无向图连通性理论、功率流传输机制、代数关系描述建立开关函数集;基于二次逼近关系理论,以自动化开关的开关函数集中馈线状态特征值的累加和与FTU装置上传的带时标电流报警状态特征值间的差值平方和最小化为指标,通过0-1互补约束条件,建立配电网故障定位的非线性互补优化故障定位模型。3.根据权利要求书2所述的基于故障辅助因子的配电网高容错性在线故障定位方法,其特征在于,所述基于代数关系描述建立电流越限信息的开关函数集采用代数算子加法运算(+)或减法运算(-)实现。4.根据权利要求书3所述的基于故障辅助因子的配电网高容错性在线故障定位方法,其特征在于,利用加法运算代替逻辑或运算来构建开关函数,基于代数关系描述的开关函数数学模型可表示为: I S i ( X ) = Σ k = 1 K Ω i x ( k ) i = 1 , 2 , ... , N ; x ∈ Ω ; ]]>其中,Si为第i个自动化开关,Ωi为自动化开关i的因果设备集,为因果设备集Ωi中的因果设备个数,X为各配电网馈线状态变量列矩阵,Ω为所有自动化开关因果设备集Ωi组成的集合,x(i)为自动化开关i相邻馈线的运行状态信息,x(i)的取值为0或1,i=1、2、……、N,N为自动化开关的个数;通过0-1互补约束条件,建立配电网故障定位的非线性互补优化故障定位模型的逼近数学模型表示为: f ( X ) = min Σ i = 1 N δ i 2 = min Σ i = 1 N [ I S i ( X ) - I S i * ] 2 , ]]>其中,为自动化开关i上传的报警信息;根据馈线的故障信息状态具有互斥性,构建辅助互补约束条件为:X⊥(1-X)=0;基于连续空间的残差平方和最小的优化指标和互补约束条件,建立互补约束优化配电网故障定位模型为: f ( X ) min Σ i = 1 N [ I S i ( X ) - I S i * ] 2 X ⊥ ( 1 - X ) = 0 . ]]>5.根据权利要求书3所述的基于故障辅助因子的配电网高容错性在线故障定位方法,其特征在于,所述非线性规划故障定位模型的建立方法是:引入Fischer-Burmeister互补函数:其中,a和b表示互补变量,满足a⊥b=0;增加扰动因子μ,得到修正后的互补函数表示为(μ,a,b)∈R3,R为自然数集;利用修正后的互补函数替代0-1互补约束条件,考虑馈线的故障信息状态具有互斥性,得到建立满足KKT极值条件的非线性规划故障定位模型:6.根据权利要求书5所述的基于故障辅助因子的配电网高容错性在线故障定位方法,其特征在于,所述配电网故障定位非线性方程组数学模型标准化的方法是:利用拉格朗日乘子λi,基于KKT极值条件建立配电网故障定位的非线性方程组模型: 2 [ I S i ( X ) - I S i * ] ∂ I S i ( X ) ∂ x ( i ) - [ 1 - 2 x ( i ) ] λ i x ( i ) 2 + [ 1 - x ( i ) ] 2 + 4 μ 2 = 0 1 - x ( i ) 2 + [ 1 - x ( i ) ] 2 + 4 μ 2 = 0 μ = 0 i = 1 , 2 , ... , N ; ]]>c为加速因子,X为各配电网馈线状态变量列矩阵,则故障定位的故障辅助因子数学模型为cμX,则ΦFB(μ,X,1-X)+cμλ为FTU自动化装置缺陷辨识的状态评估因子;令:A为开关函数所构成的系数矩阵,非线性方程组模型的标准化形式为: H ( X , λ , μ ) = A 0 0 0 0 0 0 0 0 X &lambda...
【专利技术属性】
技术研发人员:郭壮志,陈涛,周成虎,张秋慧,薛鹏,詹自熬,徐其兴,肖海红,
申请(专利权)人:河南工程学院,
类型:发明
国别省市:河南;41
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