基于配网分区等值的故障定位方法及系统技术方案

本公开提供了一种基于配网分区等值的故障定位方法及系统。其中，一种基于配网分区等值的故障定位方法，包括：利用拓扑排序方法确定配电网最长通路，在满足分区PMU配置要求和规模要求的情况下，划分配电网为若干子区域；遍历搜索各个子区域的所有节点，选取电压偏差最小值为故障线路端点，判定故障线路端点所属子区域为故障区域，不存在故障线路端点的子区域为非故障区域，采用等效阻抗等值非故障区域；选取电压偏差最小节点的关联支路并进行二分法搜索，确定故障点精确位置。其缩小了搜索范围，提高了配电网故障定位的精度及效率。

Fault Location Method and System Based on Distribution Network Partition Equivalence

【技术实现步骤摘要】
基于配网分区等值的故障定位方法及系统
本公开属于配网故障定位领域，尤其涉及一种基于配网分区等值的故障定位方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。随着现代配电网结构逐渐复杂，规模日益庞大，对于故障定位而言增加了计算负担，降低了相关效率。如果能分区域进行处理，则能够简化计算难度，降低计算规模，便于提高计算效率。已有应用于电网分区的算法主要为聚类算法，大多都是针对大电网电压无功控制进行的分区。华北电力大学的胡晟提出了一种基于聚类分析的电力系统故障元件定位算法，即采用聚类分析方法,并结合图论工具,将系统划分为若干保护区域，调整聚类分析中的阀值即可控制保护区域大小。专利技术人发现，基于聚类分析的电力系统故障元件定位算法是针对大电网电压无功控制进行的分区，未针对故障定位进行分区，这样对于大规模配电网造成故障定位时计算规模相对较大，从而影响定位效率。
技术实现思路
为了解决上述问题，本公开的第一个方面提供一种基于配网分区等值的故障定位方法，其基于配网分区等值进行故障定位，针对电压偏差最小节点的关联支路，基于等值后故障分区进行二分法搜索，确定故障点精确位置，提高了故障定位算法的定位效率，降低了计算规模。为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：一种基于配网分区等值的故障定位方法，包括：利用拓扑排序方法确定配电网最长通路，在满足分区PMU配置要求和规模要求的情况下，划分配电网为若干子区域；遍历搜索各个子区域的所有节点，选取电压偏差最小值为故障线路端点，判定故障线路端点所属子区域为故障区域，不存在故障线路端点的子区域为非故障区域，采用等效阻抗等值非故障区域；选取电压偏差最小节点的关联支路并进行二分法搜索，确定故障点精确位置。本公开的第二个方面提供一种基于配网分区等值的故障定位系统，其基于配网分区等值进行故障定位，针对电压偏差最小节点的关联支路，基于等值后故障分区进行二分法搜索，确定故障点精确位置，提高了故障定位算法的定位效率，降低了计算规模。一种基于配网分区等值的故障定位系统，包括：子区域划分模块，其用于利用拓扑排序方法确定配电网最长通路，在满足分区PMU配置要求和规模要求的情况下，划分配电网为若干子区域；区域判定及等值模块，其用于遍历搜索各个子区域的所有节点，选取电压偏差最小值为故障线路端点，判定故障线路端点所属子区域为故障区域，不存在故障线路端点的子区域为非故障区域，采用等效阻抗等值非故障区域；故障精确定位模块，其用于选取电压偏差最小节点的关联支路并进行二分法搜索，确定故障点精确位置。本公开的第三个方面提供一种计算机可读存储介质，其基于配网分区等值进行故障定位，针对电压偏差最小节点的关联支路，基于等值后故障分区进行二分法搜索，确定故障点精确位置，提高了故障定位算法的定位效率，降低了计算规模。一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的基于配网分区等值的故障定位方法中的步骤。本公开的第四个方面提供一种计算机设备，其基于配网分区等值进行故障定位，针对电压偏差最小节点的关联支路，基于等值后故障分区进行二分法搜索，确定故障点精确位置，提高了故障定位算法的定位效率，降低了计算规模。一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的基于配网分区等值的故障定位方法中的步骤。本公开的有益效果是：本公开针对大规模配电网造成故障定位算法计算规模相对较大的情况，基于配网分区等值进行故障定位，针对电压偏差最小节点的关联支路，基于等值后故障分区进行二分法搜索，确定故障点精确位置，提高了故障定位算法的定位效率，降低了计算规模。附图说明构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。图1是本公开实施例的一种基于配网分区等值的故障定位方法流程图。图2是本公开实施例的基于区域划分原则确定配电网分区方案。图3是图2的基于分区等值的分区1网络结构。图4是图2的基于分区等值的分区2网络结构。图5是图2的基于分区等值的分区3网络结构。图6是图2中配电网分区2的等值正序分量网络。图7是图2中假定故障位置K的配电网分区2等值网络。图8是本公开实施例的IEEE34节点配电网标准算例。图9是本公开实施例的IEEE34节点配电网标准算例的配电网区域划分方案。图10是本公开实施例的一种基于配网分区等值的故障定位系统结构示意图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。实施例一图1是本公开实施例的一种基于配网分区等值的故障定位方法流程图。如图1所示，本实施例的一种基于配网分区等值的故障定位方法，包括：S101：利用拓扑排序方法确定配电网最长通路，在满足分区PMU配置要求和规模要求的情况下，划分配电网为若干子区域。在具体实施中，利用拓扑排序方法选取网络最长通路，按照分支线路包含节点数目赋予最长通路各节点权重；然后，在满足分区内微型PMU配置要求和系统规模要求，基于最长通路权重向量划分配电网分区。应用于拓扑排序方法形成配电网最长路径，最长路径包含的节点集合如下：其中，Sequencem表示配电网最长路径，m表示最长路径包含的节点数目，表示最长路径第i个节点编号。定义节点权重：该节点与该节点除最长通路外分支线路节点数目之和。由最长路径包含节点的权重组成最长路径的权重向量，如式(2)所示。Valuem＝[V1，V2，V3，…Vm-2，Vm-1，Vm](2)其中，Valuem表示配电网最长路径节点权重向量；Vi,表示节点i对应权重。同时，配电网区域划分方法需要满足以下四方面要求：(一)各分区区域数目要求。由于分区节点数目影响节点导纳矩阵规模，进而影响故障定位计算量，通过分区减少分区内节点数目。不同分区搜索故障线路端点，需要并行故障定位计算，因此通过CPU并行运算内核数决定配电网分区数目。(二)各分区微型PMU配置要求：为实现精确的故障定位，第二章提出的故障定位算法要求以电压量测值为基础，为防止微型PMU因通讯失败或者自身故障导致的量测信息不足，至使故障定位算法失效，需要增加各分区内微型PMU配置冗余度，因此各分区内至少需要配置2台微型PMU同步量测装置。(三)各分区边界节点要求。由于分区后需要将非故障分区等值为等效阻抗降低故障定位所需导纳阵维度，因此分区方法需要便于计算等值阻抗。为了减少各分区间相互联系，降低等效阻抗计算难度，确定分区边界连接分区数目不超过2个，因此分区边界节点对应配电网最长路径中节点关联支路数为不超过2的节点。(四)各分区节点数目的要求由于分区规模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于配网分区等值的故障定位方法，其特征在于，包括：利用拓扑排序方法确定配电网最长通路，在满足分区PMU配置要求和规模要求的情况下，划分配电网为若干子区域；遍历搜索各个子区域的所有节点，选取电压偏差最小值为故障线路端点，判定故障线路端点所属子区域为故障区域，不存在故障线路端点的子区域为非故障区域，采用等效阻抗等值非故障区域；选取电压偏差最小节点的关联支路并进行二分法搜索，确定故障点精确位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于配网分区等值的故障定位方法，其特征在于，包括：利用拓扑排序方法确定配电网最长通路，在满足分区PMU配置要求和规模要求的情况下，划分配电网为若干子区域；遍历搜索各个子区域的所有节点，选取电压偏差最小值为故障线路端点，判定故障线路端点所属子区域为故障区域，不存在故障线路端点的子区域为非故障区域，采用等效阻抗等值非故障区域；选取电压偏差最小节点的关联支路并进行二分法搜索，确定故障点精确位置。2.如权利要求1所述的一种基于配网分区等值的故障定位方法，其特征在于，按照分支线路包含节点数目赋予最长通路各节点权重，依据最长路径节点权重向量和分区PMU配置要求和规模要求，确定配电网分区方案。3.如权利要求1所述的一种基于配网分区等值的故障定位方法，其特征在于，各分区的微型PMU配置要求为：各分区内至少需要配置2台微型PMU同步量测装置；各分区的规模要求为：分区边界节点对应配电网最长路径中节点关联支路数为不超过2的节点；以各分区节点数目与所有分区节点数目平均值方差和最小为目标函数，选择配电网分区方案。4.如权利要求1所述的一种基于配网分区等值的故障定位方法，其特征在于，在遍历搜索各个子区域的所有节点之前，分别对各个节点注入故障电流正序分量，计算对应的正序电压变化量量测值和计算值的偏差范数，选取偏差范数最小值对应节点为故障线路端点。5.如权利要求1所述的一种基于配网分区等值的故障定位方法，其特征在于，在确定故障点精确位置的过程中，通过二分法移动假定故障点的位置，更新节点导纳矩阵，计算不同位置的序电压偏差范数，通过比较偏差范数确定每条关联支路的候选故障点；再对比各候选故障点的电压偏差范数，其中最小值对应候选故障点为实际故障位置，该故障点关联支路为故障线路。6.一种基于配网分区等值的故障定位系统，其特征在于，包括：子区域划分模块，其用于利用拓扑排序方法确定配电网最长通路，在满足分区PMU配置要求和规模要求的情况下，划分配电网为若干子区...

【专利技术属性】
技术研发人员：贠志皓，宋哲，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东,37