一种配电网故障监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种配电网故障监测方法，包括：采集配电线路上各监测点的故障暂态信号以获取暂态滤波信号；通过预先定义的开关函数将所述配电线路的线路状态信息转换成与之对应的开关故障电流信息；根据所述暂态滤波信号对所述开关故障电流信息进行编码，并对编码后的开关故障电流信息的故障初相角进行判断；若所述编码后的开关故障电流信息的故障初相角为零，则利用经验模态分解EMD方法分解所述编码后的开关故障电流信息，获得直流分量，并利用所述直流分量对所述配电线路的故障区段进行定位。通过该配电网故障监控方法，能够对配电网故障位置进行快速定位，提高了配电网的供电可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动化配电
，特别涉及一种配电网故障监测方法及系统。
技术介绍
由于电力的迅速发展，电力传输线路也越来越多，同时伴随着经济的迅速发展，用电也越来越紧张。电力传输线路的故障经常会影响到电力的传送，有的故障由于很难查找，需要很大的人力物力和时间来查找，无论是给电力局还是用户都造成了较大的经济损失。配电网故障定位和隔离是配电自动化的关键技术之一，配电网的故障恢复和设备抢修都是建立在故障准确定位的基础之上的。而目前我国配电网中，随着电缆应用成本的下降和城网、农网改造工作的展开，电力电缆越来越多地应用在配电系统中，出现了架空线与电缆混合的线路模式，因此原来许多针对均匀传输线的测距方法正面临极大挑战。例如，中性点采用不接地或经消弧线圈接地的模式，在发生单相故障后允许运行1-2h，因此很多国外的测距技术不能直接应用到我国的配电网中；配电网分支多，己经不再是高压系统中“两点一线”的简单结构，故障定位十分复杂；环网和辐射结构模式，一般是开环运行，多为单电源方式，等等。针对上述国内配电网的特点，即配电线路较短、对故障测距精度的要求相应地提高等，传统的测距算法已不再适用。在常规单电源供电的配电网中，不存在有DER(DistributedElectricalResources，分布式电源)。当配电网中发生故障时，较为常规的故障定位方法是利用故障点上游开关处能够检测到故障电流而故障点下游开关处检测不到故障电流的现象实现故障区段的定位。在分布式电源高度渗透的有源配电网中，分布式电源提供的短路电流可能使流过故障点下游开关的故障电流大于过电流整定值，导致常规的故障定位方法失效。因此，目前提出的对策之一为在馈线开关处加装电压互感器或传感器，但是此种配置将会大大增加计算工作量，而且会降低故障检测灵敏度。另外，小电流接地方式配电网中发生单相接地故障时，在故障线路选择基础上，确定故障点距离或故障区段，可以进一步缩小故障查找和修复时间，将成为小电流接地故障检测技术研究和应用的热点、重点。然而，传统利用稳态电气量的故障检测(线选、定位和测距)方法存在着故障量不突出、不稳定甚至不确定等问题，无法保证检测的可靠性和灵敏度。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种配电网故障监测方法和系统，能够对配电网的故障位置进行快速定位，且对上传的故障信息具有一定的容错性能，提高了配电网的供电可靠性。为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种配电网故障监测方法，包括：采集配电线路上各监测点的故障暂态信号，并对所述故障暂态信号进行去噪滤波处理以获取暂态滤波信号；通过预先定义的开关函数将所述配电线路的线路状态信息转换成与之对应的开关故障电流信息，其中所述线路状态信息包括事故识别信息、辅助遥信判别信息、遥测辅助判断信息；根据所述暂态滤波信号对所述开关故障电流信息进行编码，并对编码后的开关故障电流信息的故障初相角进行判断；若所述编码后的开关故障电流信息的故障初相角为零，则利用经验模态分解EMD方法分解所述编码后的开关故障电流信息，获得直流分量，并利用所述直流分量对所述配电线路的故障区段进行定位。根据本专利技术提出的配电网故障监测方法，通过在开关函数中引入方向系数以表征分布式电源故障电流方向，解决了分布式电源故障定位复杂化的问题，基于多源信息融合技术提出了配电网故障处理新逻辑方案，以及通过协调控制的方式提高了故障处理效率，因此，该故障监测方法能够对配电网故障位置进行快速定位，且对上传的故障信息具有一定的容错性能，提高了配电网的供电可靠性。具体地，所述开关函数表达如下：Ij*(s)=Πi=1IsjI(i)+Σm=1kw(Πn=1NmsjNm(n))]]>式中，I*j(s)为第j个开关的开关函数，正常值为0，有正方向的故障电流为1，有负方向的故障电流为0；I为主变电源到各故障点的通路所包含的开关数；k表示分布式电源的个数；Nm为第m个DG到故障点的通路所包含的开关数；I(i)为集合I中第i个元素所对应的开关；Nm(n)为集合Nm中第n个元素对应的开关；w为开关电流的方向系数，当过电流逆流时，w＝1；当过电流顺流时，w＝0。根据本专利技术的一个实施例，所述配电网故障监测方法还包括：若所述故障初相角为非零，利用负荷优化策略对主电网电源供电能力进行分析；若主电网电源满足供电能力，则采用主电网电源进行供电；若主电网电源无法满足供电能力的线路，则采用基于分布式电源启动技术生成供电恢复策略；以及根据生成的控制策略完成所述配电线路的故障定位及故障处理。根据本专利技术的一个实施例，所述采用基于分布式电源启动技术生成供电恢复策略包括：设定预设启动电源的数量、选择配电设备的可用状态、确定远端监控的开关设备、确定被启动机组的优先级、确定待处理负荷，并限定搜索深度；确定所述预设启动电源与被启动机组以及所述待处理负荷之间的节点数；根据上述信息生成网络拓扑并形成初始方案列表；根据所述初始方案列表利用层次化的评估模型生成目标排序方案。根据本专利技术的一个实施例，所述事故识别信息包括识别出开关跳闸及跳闸开关的保护动作，辅助遥信判别信息为配网保护动作的信息，遥测辅助判断信息包括判断跳闸开关电流失电、配网设备电流失电及变电站负荷曲线变化信息；通过预先定义的开关函数将所述配电线路的线路状态信息转换成与之对应的开关故障电流信息包括：将所述事故识别信息、所述辅助遥信判别信息和所述遥测辅助判断信息分别转换成与相应的电流信息，并将各个电流信息根据预设权重进行加权计算，并最终得到所述开关故障电流信息。根据本专利技术的一个实施例，所述配电网故障监测方法还包括：智能化显示所述故障区段。为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种配电网故障监测系统，包括：多个信号处理模块，分别用于采集配电线路上各监测点的故障暂态信号，并对所述故障暂态信号进行去噪滤波处理以获取暂态滤波信号；信息转换模块，通过预先定义的开关函数将所述配电线路的线路状态信息转换成与之对应的开关故障电流信息，其中所述线路状态信息包括事故识别信息、辅助遥信判别信息、遥测辅助判断信息；故障信息提取模块，用于根据所述暂态滤波信号对所述开关故障电流信息进行编码，并对编码后的开关故障电流信息的故障初相角进行判断；故障定位处理模块，若所述编码后的开关故障电流信息的故障初相角为零，则利用经验模态分解EMD方法分解所述编码后的开关故障电流信息，获得直流分量，并利用所述直流分量对所述配电线路的故障区段进行定位。根据本专利技术提出的配电网故障监测系统，通过在开关函数中引入方向系数以表征分布式电源故障电流方向，解决了分布式电源故障定位复杂化的问题，基于多源信息融合技术提出了配电网故障处理新逻辑方案，以及通过协调控制的方式提高了故障处理效率，因此，该故障监测系统能够对配电网故障位置进行快速定位，且对上传的故障信息具有一定的容错性能，提高了配电网的供电可靠性。具体的，所述开关函数表达如下：Ij*(s)=Πi=1IsjI(i)+Σm=1kw(Πn=1NmsjNm(n))]]>式中，I*j(s)为第j个开关的开关函数，正常值为0，有正方向的故障电流为1，有负方向的故障电流为1；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网故障监测方法，其特征在于，包括：采集配电线路上各监测点的故障暂态信号，并对所述故障暂态信号进行去噪滤波处理以获取暂态滤波信号；通过预先定义的开关函数将所述配电线路的线路状态信息转换成与之对应的开关故障电流信息，其中所述线路状态信息包括事故识别信息、辅助遥信判别信息、遥测辅助判断信息；根据所述暂态滤波信号对所述开关故障电流信息进行编码，并对编码后的开关故障电流信息的故障初相角进行判断；若所述编码后的开关故障电流信息的故障初相角为零，则利用经验模态分解EMD方法分解所述编码后的开关故障电流信息，获得直流分量，并利用所述直流分量对所述配电线路的故障区段进行定位。

【技术特征摘要】
1.一种配电网故障监测方法，其特征在于，包括：采集配电线路上各监测点的故障暂态信号，并对所述故障暂态信号进行去噪滤波处理以获取暂态滤波信号；通过预先定义的开关函数将所述配电线路的线路状态信息转换成与之对应的开关故障电流信息，其中所述线路状态信息包括事故识别信息、辅助遥信判别信息、遥测辅助判断信息；根据所述暂态滤波信号对所述开关故障电流信息进行编码，并对编码后的开关故障电流信息的故障初相角进行判断；若所述编码后的开关故障电流信息的故障初相角为零，则利用经验模态分解EMD方法分解所述编码后的开关故障电流信息，获得直流分量，并利用所述直流分量对所述配电线路的故障区段进行定位。2.如权利要求1所述的配电网故障监测方法，其特征在于，所述开关函数表达如下：Ij*(s)=Πi=1IsjI(i)+Σm=1kw(Πn=1NmsjNm(n))]]>式中，I*j(s)为第j个开关的开关函数，正常值为0，有正方向的故障电流为1，有负方向的故障电流为0；I为主变电源到各故障点的通路所包含的开关数；k表示分布式电源的个数；Nm为第m个DG到故障点的通路所包含的开关数；I(i)为集合I中第i个元素所对应的开关；Nm(n)为集合Nm中第n个元素对应的开关；w为开关电流的方向系数，当过电流逆流时，w＝1；当过电流顺流时，w＝0。3.如权利要求1所述的配电网故障监测方法，其特征在于，还包括：若所述故障初相角为非零，利用负荷优化策略对主电网电源供电能力进行分析；若主电网电源满足供电能力，则采用主电网电源进行供电；若主电网电源无法满足供电能力的线路，则采用基于分布式电源启动技术生成供电恢复策略；以及根据生成的控制策略完成所述配电线路的故障定位及故障处理。4.如权利要求3所述的配电网故障监测方法，其特征在于，所述采用基于分布式电源启动技术生成供电恢复策略包括：设定预设启动电源的数量、选择配电设备的可用状态、确定远端监控的开关设备、确定被启动机组的优先级、确定待处理负荷，并限定搜索深度；确定所述预设启动电源与被启动机组以及所述待处理负荷之间的节点数；根据上述信息生成网络拓扑并形成初始方案列表；根据所述初始方案列表利用层次化的评估模型生成目标排序方案。5.如权利要求1-4任一所述的配电网故障监测方法，其特征在于，所述事故识别信息包括识别出开关跳闸及跳闸开关的保护动作，辅助遥信判别信息为配网保护动作的信息，遥测辅助判断信息包括判断跳闸开关电流失电、配网设备电流失电及变电站负荷曲线变化信息；通过预先定义的开关函数将所述配电线路的线路状态信息转换成与之对应的开关故障电流信息包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁海波，张锋，
申请(专利权)人：北京三清互联科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11