一种基于FTU的配电网故障定位方法技术

本发明专利技术是一种基于FTU的配电网故障定位方法，属于配电自动化领域。主要解决配电网10KV馈线的故障定位问题，本发明专利技术根据配电网馈线拓扑结构形成配电网网络描述矩阵D，通过FTU获得故障信息，再根据故障信息生成故障电流支路末端支点判断矩阵P，根据P中相关元素可以有效地判断出故障电流支路的末端节点，该节点之后线段即为故障区段。基于本发明专利技术方法实现配电网馈线故障定位，判断原理简单、有效，无需进行繁琐的矩阵相乘运算，并且可以很好的解决馈线末端故障定位和多点故障定位的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于配电自动化领域，涉及一种基于FTU的配电网故障定位方法。
技术介绍
由于现代科学技术的飞速发展和人民生活水平的大大提高，现代电力用户对于电 能质量提出了更高的要求。实施智能电网建设，实现配电网自动化，对提高配电网供电可 靠性、安全性和供电质量起着非常重要的作用。配电网馈线自动化是配电网自动化的重要 组成部分，而配电网故障定位又是配电网馈线自动化的核心。配电网故障定位是实现配电 网故障隔离和恢复供电的前提，它对于提高配电网运行效率和供电质量具有及其重要的意 义。 目前的配电网故障定位的方法多数停留在理论研宄上，距离实用化存在一定的差 距。在实际运用中，采用较为普遍的是基于注入信号的定位方法，此类方法在配电网断线故 障的情况下不能准确实现故障定位，实际运用中效果较差，且检测时间过长。另一类普遍采 用的是基于故障指示器的故障定位方法，对两相和三相短路故障定位实用性较好，但对于 单相接地故障定位，实用效果较差。还有一类就是根据馈线各开关处安装的馈线终端装置 (FTU)所提供的故障信息(一般是过流信息）确定故障区段的故障定位法。该类方法可以自 动定位出故障所在区段，在配电自动化系统中最为常用。 基于信息的故障区段定位方法有多种，其中应用较为广泛的是利用矩阵算法实现 故障的分段定位，其基本思路是根据配电网的拓扑结构构建一个网络描述矩阵D，当配电网 发生馈线故障时，流过故障电流的开关设备的FTU将检测到比设定值高的故障过电流，根 据FTU上传开关数据得到故障信息矩阵G，通过网络描述矩阵D和故障信息矩阵G运算得 到故障判定矩阵P，再利用故障判定矩阵P判断配电网发生故障的区间。对于N个节点的 配电网，网络描述矩阵和故障信息矩阵都是NXN方阵，进行矩阵相乘时运算量过大，处理 时间长；对于馈线末端故障，缺乏有效定位，或者定位过程比较繁琐；而且有的算法只能定 位单一故障，对多点故障无法精确定位。因此如能通过定义故障电流支路末端节点判断矩 阵，并通过该矩阵进行判断故障位置，能有效解决现有技术计算复杂，无法定位多个故障的 技术问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于FTU的配电网故障定位方法。该方 法无需进行繁琐的矩阵相乘运算，可以很好的解决馈线末端故障定位和多点故障定位的问 题，判断原理简单、有效。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是： 本专利技术提出的一种基于FTU的配电网故障定位方法，具体步骤为： (一）：选取节点并进行编号；对于一个辐射状结构的包含电源、负荷及开关的馈线，将 馈线终端装置FTU、分段开关和联络开关当作节点并进行编号； (二） ：确定网络接线的正方向； (三） ：形成网络描述矩阵D，所述网络描述矩阵D为NXN方阵，N为节点；若第i个节 点和第j个节点之间存在一条馈线，正方向为从节点i流向节点j，则网络描述矩阵D上位 于第i行第j列的元素dij=l，而位于第j行第i列的元素dji=0 ;若第i个节点和第j个 节点之间不存在一条馈线，将网络描述矩阵D上不存在馈线连接的节点所对应的元素均置 〇 ； (四） ：通过馈线终端装置FTU获取故障信息； (五） ：根据获得的故障信息生成故障电流支路末端支点判断矩阵P; 所述故障信息生成故障电流支路末端支点判断矩阵D为NXN方阵，N为节点；即若第i个节点的馈线终端装置FTU的电流为故障电流，则将网络描述矩阵D中节点i对应的对角 线元素置为1，同时网络描述矩阵D中第i列所有非对角线上的元素均保持不变；若第i个 节点的馈线终端装置FTU的电流不是故障电流，则将网络描述矩阵D中节点i对应的对角 线元素置为〇,同时将网络描述矩阵D中第i列所有非对角线上的元素均置为0 ; (六） ：利用故障电流支路末端支点判断矩阵P判断出故障电流支路末端节点；即如果 故障信息生成故障电流支路末端支点判断矩阵P中第i行只有对角线上的元素值为1，该行 非对角线上的元素的值均为〇,则节点i就是故障电流支路的末端节点； (七） ：通过网络描述矩阵D进行故障定位；若网络描述矩阵D中第i行存在Dij=l，则 故障区段为节点i和节点j之间；若网络描述矩阵D中第i行的元素全为0,则故障区段为 节点i之后的末端馈线。 本专利技术中，步骤（二）中确定网络接线的正方向，是以正常运行时网络的功率方向 作为网络接线的正方向。 本专利技术中，步骤（四）中通过FTU获取故障信息的具体方法为：FTU实时采集故障 信息，并通过GPRS网络上传到控制中心（SCADA)。 本专利技术一种基于FTU的配电网中压10KV馈线故障定位方法。该方法根据配电网 馈线拓扑结构形成配电网网络描述矩阵D，通过FTU获得故障信息，再根据故障信息生成故 障电流支路末端支点判断矩阵P，根据P中相关元素可以有效地判断出故障电流支路的末 端节点，该节点之后线段即为故障区段。本专利技术的有益效果在于： (1)基于FTU的配电网馈线故障定位方法判断原理简单、有效，实时性好。 (2)该方法无需故障区段两端的信息进行故障区段定位，判断过程简单，减少了判 断时间。 (3)该方法直接得到故障电流支路末端支点判断矩阵P，无需复杂的矩阵相乘运 算，减少了存储空间，运算量小，计算速度快。 (4)该方法不仅可以对一般故障定位，而且可以对馈线末端故障和多点故障定位。【附图说明】 图1为本专利技术的基于FTU的故障定位方法的流程图； 图2为本专利技术的基于FTU的故障定位方法的一个典型的配电网馈线简化网络拓扑模 型。 图中标号：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12 分别为节点。【具体实施方式】 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，但并不限 定本专利技术。 实施例1 :以下为利用矩阵运算对附图2所示配电网馈线区域故障进行定位的实 施步骤。 步骤一：选取节点并进行编号。对于一个辐射状结构的包含电源、负荷及开关的馈 线，将馈线终端装置（FTU)、分段开关和联络开关当作节点并进行编号。按图2所示对开关 节点进行编号。 步骤二：确定网络接线的正方向。是以正常运行时网络的功率方向作为网络接线 的正方向。按图2所示规定正方向。 步骤三：形成网络描述矩阵D。电流从节点1流向节点2,且电流方向与规定正方 向相同，则dl2=l，而d21=0,又节点1和节点3不存在馈线连接，故dl3=0。其他可以此类 推，可得到一个12X12的网络描述矩阵D:【主权项】1. 一种基于FTU的配电网故障定位方法，其特征在于，具体步骤如下： (一） ：选取节点并进行编号；对于一个辐射状结构的包含电源、负荷及开关的馈线，将 馈线终端装置FTU、分段开关和联络开关当作节点并进行编号； (二） ：确定网络接线的正方向； (三） ：形成网络描述矩阵D;所述网络描述矩阵D为NXN方阵，N为节点；若第i个节 点和第j个节点之间存在一条馈线，正方向为从节点i流向节点j，则网络描述矩阵D上位 于第i行第j列的元素dij=l，而位于第j行第i列的元素dji=0 ;若第i个节点和第j个 节点之间不存在一条馈线，将网络描述矩阵D上不存在馈线连接的节点所对应的元素均置 〇 ； (四） ：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FTU的配电网故障定位方法，其特征在于，具体步骤如下：(一)：选取节点并进行编号；对于一个辐射状结构的包含电源、负荷及开关的馈线，将馈线终端装置FTU、分段开关和联络开关当作节点并进行编号；(二)：确定网络接线的正方向；(三)：形成网络描述矩阵D；所述网络描述矩阵D为N×N方阵，N为节点；若第i个节点和第j个节点之间存在一条馈线，正方向为从节点i流向节点j，则网络描述矩阵D上位于第i行第j列的元素dij=1，而位于第j行第i列的元素dji=0；若第i个节点和第j个节点之间不存在一条馈线，将网络描述矩阵D上不存在馈线连接的节点所对应的元素均置0；(四)：通过馈线终端装置FTU获取故障信息；(五)：根据获得的故障信息生成故障电流支路末端支点判断矩阵P；所述故障信息生成故障电流支路末端支点判断矩阵D为N×N方阵，N为节点；即若第i个节点的馈线终端装置FTU的电流为故障电流，则将网络描述矩阵D中节点i对应的对角线元素置为1，同时网络描述矩阵D中第i列所有非对角线上的元素均保持不变；若第i个节点的馈线终端装置FTU的电流不是故障电流，则将网络描述矩阵D中节点i对应的对角线元素置为0，同时将网络描述矩阵D中第i列所有非对角线上的元素均置为0；(六)：利用故障信息生成故障电流支路末端支点判断矩阵P判断出故障电流支路末端节点；即如果故障信息生成故障电流支路末端支点判断矩阵P中第i行只有对角线上的元素值为1，该行非对角线上的元素的值均为0，则节点i就是故障电流支路的末端节点；(七)：通过网络描述矩阵D进行故障定位；若网络描述矩阵D中第i行存在Dij=1，则故障区段为节点i和节点j之间；若网络描述矩阵D中第i行的元素全为0，则故障区段为节点i之后的末端馈线。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄世泽，郭其一，徐秋勇，周建国，沈海荣，
申请(专利权)人：同济大学，江苏高雷德电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31