一种配电网故障区段在线辨识系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种配电网故障区段在线辨识系统，包括电网结构追踪模块、电网分区解耦模块、数据处理模块、同步器、电网潮流追踪模块、故障辨识模块和控制主站，电网结构追踪模块的输入端与配电网相连接，电网结构追踪模块的输出端分别与电网分区解耦模块、同步器相连接，电网分区解耦模块与数据处理模块相连接，数据处理模块与故障辨识模块相连接，配电网、同步器分别与电网潮流追踪模块相连接，电网潮流追踪模块与故障辨识模块相连接，电网潮流追踪模块、故障辨识模块均与控制主站相连接。本实用新型专利技术对多重故障适应性强，具有全局收敛性，数值稳定性好、辨识效率高、容错性高，非常适合于大规模配电网的在线复杂多重故障辨识。

On line fault diagnosis system for distribution network

The utility model discloses a distribution network fault line identification system section, including power module, power grid partition decoupling structure tracking module, data processing module, synchronization, power flow tracing module, fault identification module and control station, power grid structure module tracking the input and the output is connected to distribution network, the power grid structure tracking module the other end of the grid partition Decoupling module, synchronizer connected grid partition Decoupling module and data processing module are connected, connected to the data processing module and fault identification module, synchronizer, distribution network and power flow tracing module respectively connected, power flow tracing module and fault identification module is connected with the power flow tracing module fault identification module are connected with the control station. The utility model has the advantages of strong adaptability to multiple faults, global convergence, good numerical stability, high identification efficiency and high fault tolerance.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及智能配电网的
，具体涉及一种配电网故障区段在线辨识系统。
技术介绍
配电网位于电力系统末端，直接与用户相连接，具有覆盖地域广、地理环境复杂多变、运行干扰因素多、容易发生故障等特点，快速准确地辨识出配电网故障发生区段并对其隔离，已成为提升配电网智能化水平和供电安全可靠性的关键技术措施。近年来，随着国民经济的规模化进程显著增强，为了应对其高速发展的能源需求，配电网规模愈来愈庞大。国家电网公司的系统内大多数县级以上配电网系统包含百条馈线，一些中、大型城市的中压馈线已达到或超过千条，故障发生可能性和多重故障概率随之显著增加，可利用故障监测数据的不确定性也将增加，如何有效地实现配电网故障区段实时地在线辨识，提升其应对不确定性的能力，对多重故障具有强适应性，具有故障辨识快速性和高可靠性，已成为当前面临的技术难题。随着电力智能监控终端FTU等在工程中越来越广泛应用，可以对配电网的运行潮流信息如电流、电压、相位等信息的动态在线监测，利用上述信息可经济、便捷地实现配电网故障区段的辨识。相关学者已利用FTU采集的过电流信息实现配电网故障区段辨识的方法开展了大量研究，主要有：故障矩阵辨识法和最优化辨识方法。故障矩阵辨识法已在工程中获得应用，但其对信息畸变和多重故障下的故障辨识能力缺乏强适应性，容易出现错判或漏判，通用性不强。最优化辨识方法具有抗不确定性能力强和通用性好的优势，但早期的建模方法以逻辑关系建模为基础，虽然可实现多重故障辨识，但是建模过程复杂、辨识结果受随机因素影响存在可靠性的问题，且故障辨识效率低，难以应用于大规模配电网。为了有效克服上述优化方法的缺陷，基于代数描述的故障最优化方法被提出，但建模时因没有充分考虑电流越限信息报警集和开关函数逼近时相互独立支路的故障电流信号并联叠加特性，从而使其缺乏对多重故障定位的强适应性，且所提出的相关算法实现复杂、收敛性受到初始点选择影响，存在可靠性问题，可能导致错判或漏判。从以上论述可以看出，当前主流的基于FTU的配电网故障定位优化技术在多重故障定位能力和大规模配电网中的应用还存在显著不足。因此，研究一种基于FTU的更加可靠高效的故障在线辨识系统仍然为有待解决的技术问题。
技术实现思路
本技术解决了配电网故障定位系统适用性不强和可靠性低的技术问题，提供一种配电网故障区段在线辨识系统，具有对馈线任意数故障准确辨识的功能，容错性高、鲁棒性强，从任意初始点均可稳定可靠地辨识出正确的故障位置，实现便捷、通用性强、决策效率高，尤其适用于大规模配电网的在线故障诊断。为了解决上述技术问题，本技术的技术方案是：一种配电网故障区段在线辨识系统，包括电网结构追踪模块、电网分区解耦模块、数据处理模块、同步器、电网潮流追踪模块、故障辨识模块和控制主站，电网结构追踪模块的输入端与配电网相连接，电网结构追踪模块的输出端分别与电网分区解耦模块、同步器相连接，电网分区解耦模块的输出端与数据处理模块的输入端相连接，数据处理模块的输出端与故障辨识模块的输入端相连接，配电网、同步器分别与电网潮流追踪模块的输入端相连接，电网潮流追踪模块的输出端与故障辨识模块相连接，电网潮流追踪模块、故障辨识模块的输出端均与控制主站相连接。进一步地，所述电网结构追踪模块由电网地理信息系统组成，电网地理信息系统用于配电网结构矩阵的存储、馈线节点开闭信息的响应与存储。进一步地，所述电网分区解耦模块包括计算模块、存储模块和信息交互模块，信息交互模块的输入端与电网地理信息系统的输出端相连接，信息交互模块的输出端分别与计算模块和存储模块相连接，计算模块与存储模块相连接。进一步地，所述计算模块通过树搜索法实现配电网独立区域的辨识，存储模块用于配电网初始结构矩阵、优先级结构辨识矩阵的存储，信息交互模块实现与电网地理信息系统和数据处理模块间的数据信息传输。进一步地，所述计算模块采用CPU加ROM的架构实现，存储模块采用大容量硬盘实现，信息交互模块采用双工通信有线和无线模式实现。进一步地，所述数据处理模块采用实时数据库实现，实时数据库的输入端与电网分区解耦模块的信息交互模块的输出端相连接，实时数据库的输出端与故障辨识模块相连接；所述实时数据库用于馈线隶属配电网独立区域管理及与故障辨识模块间的数据信息传输。进一步地，所述同步器采用逻辑触发器实现，逻辑触发器的输入端与电网地理信息系统相连接，逻辑触发器的输出端与电网潮流追踪模块相连接。进一步地，所述电网潮流追踪模块采用SCADA系统实现，电网潮流追踪模块用于FTU过电流信息的采集、报警信息集的生成和报警信息的传输。进一步地，所述故障辨识模块由故障预测模块和故障校正模块组成，故障预测模块和故障校正模块用于实现馈线故障区段的辨识，故障预测模块和故障校正模块采用PC机实现。进一步地，所述控制主站采用高性能计算机并基于Windows的可视化平台实现，控制主站通过与SCADA系统的交互进行电流报警参考值的整定和故障区段的隔离。本技术不仅继承了基于代数关系描述的配电网故障定位优化模型的建模优势，且对配电网采用分区解耦的方法，使其对多重故障具有强适应性，故障诊断模块采用预测校正技术，无需对离散变量进行直接决策，故障辨识过程具有全局收敛性，数值稳定性好、辨识效率高，且具有高容错性，非常适合于大规模配电网的在线复杂多重故障辨识，同时，因直接利用电网地理信息系统的拓扑信息和SCADA系统的潮流运行信息，不仅通用性强且综合经济性好，可大幅度降低建设成本。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例1的结构示意图。图2为本技术实施例2的结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1如图1所示，一种配电网故障区段在线辨识系统，包括电网结构追踪模块1、电网分区解耦模块2、数据处理模块3、同步器4、电网潮流追踪模块5、故障辨识模块6和控制主站7，电网结构追踪模块1的输入端与配电网8相连接，电网结构追踪模块1的输出端分别与电网分区解耦模块2、同步器4相连接，电网分区解耦模块2的输出端与数据处理模块3的输入端相连接，数据处理模块3的输出端与故障辨识模块6的输入端相连接，配电网8和同步器4分别与电网潮流追踪模块5的输入端相连接，电网潮流追踪模块5的输出端与故障辨识模块6相连接，电网潮流追踪模块和故障辨识模块6的输出端均与控制主站7相连接。工作过程：步骤1：电网结构追踪模块1动态的在线检测配电网8拓扑结构的变化情况，若拓扑结构变化，一方面电网结构追踪模块1将拓扑结构变化情况上传至电网分区解耦模块2实现信息共享；电网分区解耦模块2对拓扑变化情况进行存储，同时通过树搜索方法确定配电网的独立本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网故障区段在线辨识系统，其特征在于，包括电网结构追踪模块（1）、电网分区解耦模块（2）、数据处理模块（3）、同步器（4）、电网潮流追踪模块（5）、故障辨识模块（6）和控制主站（7），电网结构追踪模块（1）的输入端与配电网（8）相连接，电网结构追踪模块（1）的输出端分别与电网分区解耦模块（2）、同步器（4）相连接，电网分区解耦模块（2）的输出端与数据处理模块（3）的输入端相连接，数据处理模块（3）的输出端与故障辨识模块（6）的输入端相连接，配电网（8）、同步器（4）分别与电网潮流追踪模块（5）的输入端相连接，电网潮流追踪模块（5）的输出端与故障辨识模块（6）相连接，电网潮流追踪模块（5）、故障辨识模块（6）的输出端均与控制主站（7）相连接。

【技术特征摘要】
1.一种配电网故障区段在线辨识系统，其特征在于，包括电网结构追踪模块（1）、电网分区解耦模块（2）、数据处理模块（3）、同步器（4）、电网潮流追踪模块（5）、故障辨识模块（6）和控制主站（7），电网结构追踪模块（1）的输入端与配电网（8）相连接，电网结构追踪模块（1）的输出端分别与电网分区解耦模块（2）、同步器（4）相连接，电网分区解耦模块（2）的输出端与数据处理模块（3）的输入端相连接，数据处理模块（3）的输出端与故障辨识模块（6）的输入端相连接，配电网（8）、同步器（4）分别与电网潮流追踪模块（5）的输入端相连接，电网潮流追踪模块（5）的输出端与故障辨识模块（6）相连接，电网潮流追踪模块（5）、故障辨识模块（6）的输出端均与控制主站（7）相连接。2.根据权利要求1所述配电网故障区段在线辨识系统，其特征在于，所述电网结构追踪模块（1）由电网地理信息系统（101）组成，电网地理信息系统（101）用于配电网结构矩阵的存储、馈线节点开闭信息的响应与存储。3.根据权利要求1所述配电网故障区段在线辨识系统，其特征在于，所述电网分区解耦模块（2）包括计算模块（201）、存储模块（202）和信息交互模块（203），信息交互模块（203）的输入端与电网地理信息系统（101）的输出端相连接，信息交互模块（203）的输出端分别与计算模块（201）和存储模块（202）相连接，计算模块（201）与存储模块（202）相连接。4.根据权利要求3所述配电网故障区段在线辨识系统，其特征在于，所述计算模块（201）通过树搜索法实现配电网独立区域的辨识，存储模块（202）用于配电网初始结构矩阵、优先级结构辨识矩阵的存储，信息交互模块（203）实现与电网地理信息系统（101）和数据处理模块（3）间的数据信息传输。...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭壮志，黄全振，李小魁，陈涛，张秋慧，薛鹏，徐其兴，肖海红，
申请(专利权)人：河南工程学院，
类型：新型
国别省市：河南;41