一种计及FTU漏报和误报的配电网故障分层定位方法技术

本发明专利技术公开了一种计及FTU漏报和误报的配电网故障分层定位方法，按如下步骤进行故障定位：步骤一、对配电网各支路进行二端口等效；步骤二、构建计及漏报和误报的配电网故障分层模型；步骤三、故障信息采集；步骤四、第一层故障端口定位；步骤五、第二层故障区段定位，本发明专利技术优点是：本发明专利技术直接将FTU节点的漏报、误报与馈线区段一起作为故障假说变量，故障定位解析模型变量维度会增加数倍；为了降低变量维度，在算法上利用故障矛盾假说将变量维度减小到三倍的节点数；接着，通过构建分层定位模型，将整个故障定位分为两次，一次定位故障端口，二次定位故障区段，于是，计及漏报和误报以后的故障定位的准确率和容错能力较大提高。

【技术实现步骤摘要】
一种计及FTU漏报和误报的配电网故障分层定位方法
本专利技术涉及配电网故障定位方法的
，更具体地说是涉及计及FTU漏报和误报的配电网故障定位分层解析模型的

技术介绍
随着用电负荷日益增长和分布式电源(DG)大量接入电网，配电系统的结构和潮流日益趋向大型化、复杂化，传统的单源辐射型网络的故障定位方法变得不再适用。基于人工智能算法的配电网故障区段定位方法因具有高的容错性能且原理简单，近年来被大量研究，并取得了丰硕的成果。遗传算法率先在配电网区段定位当中使用，随后蚁群算法、仿电磁学算法、粒子群算法、差分算法、和声算法、免疫算法、非线性方程光滑算法等相继被应用到配电网故障定位中。以上配电网区段定位方法的共同点是：都只以区段状态假说为变量，没有计及节点的漏报和误报情况，导致当节点状态变量在通信过程中发生多点畸变时，将无法准确定位故障区段。有些方法在区段定位模型中计入了漏报、误报(张勇,董明,张岩,文福拴,戴彦,孙维真.含分布式电源配电系统中计及警报错误的故障定位[J].电力系统自动化,2012,36(15):57-62+82.)，但是并没有提出降低粒子维度的方法，当配电网的节点数较多时，故障假设变量成倍增加，故障定位准确度反而会降低。因此，发展计及FTU漏报和误报的配电网故障定位方法，对确保配电网安全稳定运行具有重要作用。
技术实现思路
本专利技术就是为了克服上述现有技术的不足而提供的一种可降低粒子维度，提高故障定位准确度，确保配电网安全稳定运行的计及FTU漏报和误报的配电网故障分层定位方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种计及FTU漏报和误报的配电网故障分层定位方法，按如下步骤进行故障定位：步骤一、对配电网各支路进行二端口等效：对含分布式电源的配电网以多分支节点为边界进行支路划分，每条支路等效为一个二端口等效，每个二端口含有一个端口线路和一个端口节点，端口线路由端口内部所有区段组成，端口节点为端口内部最靠近主电源的节点；步骤二、构建计及漏报和误报的配电网故障分层模型：所有二端口组成第一层定位模型；在第一层模型中以区域状态si、端口节点漏报li、端口节点误报wi为假说变量，各假说变量通过加权组合的方式构成目标函数，模型中以端口节点的故障矛盾假说为约束条件，每个二端口内部即为第二层定位模型；在第二层模型中，以区段状态sj、普通节点漏报lj、普通节点误报wj为假说变量，各假说变量通过加权组合的方式构成目标函数，模型中以普通节点的故障矛盾假说为约束条件；步骤三、故障信息采集：当故障发生时，根据FTU采集的整个配电网所有节点状态信息，通过通信装置，上传到SCADA系统；步骤四、第一层故障端口定位：从SCADA系统中读取所有区域节点的状态信息，根据第一层定位模型的目标函数和约束条件，通过二进制粒子群-遗传算法BPSOGA算法进行寻优迭代，将故障定位到具体二端口；步骤五、第二层故障区段定位：根据第一层故障端口定位结果，读取故障二端口内部所有节点的状态信息，根据第二层定位模型的目标函数和约束条件，通过二进制粒子群-遗传算法BPSOGA算法进行寻优迭代，将故障定位到具体区段。在所述步骤五中，利用第二层故障区段定位结果对第一层故障端口定位结果进行校验。本专利技术与现有技术相比有下列显著效果：本专利技术直接将FTU节点的漏报、误报与馈线区段一起作为故障假说变量，故障定位解析模型变量维度会增加数倍。为了降低变量维度，在算法上利用故障矛盾假说将变量维度减小到三倍的节点数；接着，在分析配电网拓扑结构和考虑配电线路采集装置实际配置的基础上，通过构建分层定位模型，将整个故障定位分为两次，一次定位故障端口，二次定位故障区段，第一次定位的变量维度降低到三倍的端口数，第二次定位的变量维度降低到三倍的故障端口内部节点数，于是，计及漏报和误报以后的故障定位的准确率和容错能力较大提高。于此同时，分层以后，第一次定位模型的粒子维度大，容易发生未成熟收敛，第二次定位模型的粒子维度相对较小，不容易发生未成熟收敛，因此，分层模型还能通过故障区段定位对端口定位结果进行校验，进一步确保了定位准确率。(1)计及信息漏报和误报以后，节点状态的期望值和实际值之间的拟合更加匹配，因此，在多个节点发生信息漏报和误报时，所提模型依然能够准确定位出故障元件，定位容错性大幅提高。(2)端口节点的漏报和误报作为故障假设变量，使得故障定位能够同步获得漏报和误报位置告警信息。(3)在构建的分层定位模型中，第二层故障区段定位结果对第一层故障端口定位结果具有一定的校验作用，因此整个故障定位准确率得到提高。附图说明图1为T型配电网拓扑图；图2为支路c的等效二端口；图3为T型配电网分层模型图；图4为信号传递图；图5为配电网实例分析图；图6为二端口等效图。具体实施方式一种计及FTU漏报和误报的配电网故障分层定位方法，按如下步骤进行故障定位：步骤一：对配电网各支路进行二端口等效：对含分布式电源的配电网以多分支节点为边界进行支路划分，每条支路等效为一个二端口等效，每个二端口含有一个端口线路和一个端口节点，端口线路由端口内部所有区段组成，端口节点为端口内部最靠近主电源的节点。T型节点是配电网拓扑结构的重要组成部分，决定着配电网拓扑结构的复杂程度，故以T型节点为例，如图1所示，分析二端口的等效方法。在含DG配电网故障定位中，开关函数一般采用以下基于逻辑关系的式子进行构建：Ij(s)＝Iju(s)-Ijd(s)(3)Ij(s)表示开关函数，Iju(s)、Ijd(s)分别表示上游开关函数和下游开关函数；分别表示从节点j到上游电源su、节点j到下游电源sd之间区段的状态，su和sd包括主电源S、分布式电源DG、感性负荷L三种类型，M′、N′分别为上游电源的个数和下游电源个数；sj,d、sj,u分别表示节点j到下游、节点j到上游之间所有区段的状态，M、N分别为上游所有区段的个数和下游所有区段的个数；Π表示逻辑或，Ku、Kd分别表示上游和下游的电源系数，电源接入则为1，电源退出则为0。1)当分支c上的区段(7)发生故障时，有s7＝1、si≠7＝0，根据公式(1)、(2)、(3)，得出分支a上节点1的开关函数为：I1u(s)＝(1-s1|s2|s3)|(1-s4|s5|s6)*(s7|s8|s9)＝1(4)I1d(s)＝(1-s7|s8|s9)*(s4|s5|s6|s7|s8|s9)＝0(5)I1(s)＝I1u(s)-I1d(s)＝1(6)同理可得分支a上节点2、3和分支b上节点4、5、6的开关函数为：I2(s)＝I2u(s)-I2d(s)＝1(7)I3(s)＝I3u(s)-I3d(s)＝1(8)I4(s)＝I4u(s)-I4d(s)＝-1(9)I5(s)＝I5u(s)-I5d(s)＝-1(10)I6(s)＝I6u(s)-I6d(s)＝-1(11)很明显，分支a上所有节点的开关函数满足：I1(s)＝I2(s)＝I3(s)＝1(12)分支b上的所有开关函数满足：I4(s)＝I5(s)＝I6(s)＝-1(13)2)当分支c上的区段(8)发生故障时，根据开关函数构建公式，得出分支a上的开关函数为：I1(s)＝I2(s)＝I3(s)＝1，依然满足式(12)，分支b上的开关函数为：I4(s)＝I5(s)＝I6(s)＝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计及FTU漏报和误报的配电网故障分层定位方法，其特征在于：按如下步骤进行故障定位：步骤一、对配电网各支路进行二端口等效：对含分布式电源的配电网以多分支节点为边界进行支路划分，每条支路等效为一个二端口等效，每个二端口含有一个端口线路和一个端口节点，端口线路由端口内部所有区段组成，端口节点为端口内部最靠近主电源的节点；步骤二、构建计及漏报和误报的配电网故障分层模型：所有二端口组成第一层定位模型；在第一层模型中以区域状态、端口节点漏报、端口节点误报为假说变量，各假说变量通过加权组合的方式构成目标函数，模型中以端口节点的故障矛盾假说为约束条件，每个二端口内部即为第二层定位模型；在第二层模型中，以区段状态、普通节点漏报、普通节点误报为假说变量，各假说变量通过加权组合的方式构成目标函数，模型中以普通节点的故障矛盾假说为约束条件；步骤三、故障信息采集：当故障发生时，根据FTU采集的整个配电网所有节点状态信息，通过通信装置，上传到SCADA系统；步骤四、第一层故障端口定位：从SCADA系统中读取所有区域节点的状态信息，根据第一层定位模型的目标函数和约束条件，通过二进制粒子群‑遗传算法BPSOGA算法进行寻优迭代，将故障定位到具体二端口；步骤五、第二层故障区段定位：根据第一层故障端口定位结果，读取故障二端口内部所有节点的状态信息，根据第二层定位模型的目标函数和约束条件，通过二进制粒子群‑遗传算法BPSOGA算法进行寻优迭代，将故障定位到具体区段。...

【技术特征摘要】
1.一种计及FTU漏报和误报的配电网故障分层定位方法，其特征在于：按如下步骤进行故障定位：步骤一、对配电网各支路进行二端口等效：对含分布式电源的配电网以多分支节点为边界进行支路划分，每条支路等效为一个二端口等效，每个二端口含有一个端口线路和一个端口节点，端口线路由端口内部所有区段组成，端口节点为端口内部最靠近主电源的节点；步骤二、构建计及漏报和误报的配电网故障分层模型：所有二端口组成第一层定位模型；在第一层模型中以区域状态、端口节点漏报、端口节点误报为假说变量，各假说变量通过加权组合的方式构成目标函数，模型中以端口节点的故障矛盾假说为约束条件，每个二端口内部即为第二层定位模型；在第二层模型中，以区段状态、普通节点漏报、普通节点误报为假说变量，各假说变量通过加权组合的方式构成目标函数，模型中以普通节点...

【专利技术属性】
技术研发人员：向群，赵安安，刘伟，张繁，王波，罗立荣，
申请(专利权)人：湖北鄂电德力电气有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42