基于相关系数算法的架空线路配电网故障馈线定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于相关系数算法的架空线路配电网故障馈线定位方法，属于配电网故障检测领域。所述方法包括如下步骤：通过配电网矩阵算法获取故障馈线所在的主干分段；通过相关分析算法对主干分段进行处理，获取故障馈线所在分支线路。本发明专利技术所提出的改进相关系数算法在实践中表现良好，复杂度低，并且在任意配电网架空线路的故障定位也是有效的。

Fault feeder location method of overhead line distribution network based on correlation coefficient algorithm

【技术实现步骤摘要】
基于相关系数算法的架空线路配电网故障馈线定位方法
本发公开了一种基于相关系数算法的架空线路配电网故障馈线定位方法，属于配电网领域。
技术介绍
通过发电厂的发电、输电线路的输电、变压器的变电、对用户端的配电及用户端的用电这五个过程和相关设备，电力系统将电能传递给了用电终端。其中，将电能分配到各个用户终端的配电网是连接供电部分和用电终端的纽带，也是电力系统的最后一环，它将高压进行降压后通过电路直接对用电终端供电，是城市、农村和山区供电的载体。配电网直接对用户进行供电，用户对供电质量的要求主要由配电网承担，是保证供电可靠性、改善用户用电质量和提高电力系统运行效率的关键环节。根据国内外采集的资料所述，95％左右的用户停电是配电网导致的，而其中的70％左右是中压配电网。由于配电网负荷上网缺乏理论依据，随着城市、农村的发展，配电网的线路杂乱，绝大多数主干线路都带有分支线甚至子分支线，而故障也多是发生在分支线路上的。而通常认为，配电网存在监测点、数据传输、数据存储、时标要求、设备供电电源等许多问题，使得对配电网故障定位的研究困难重重。同时分支线路是主干线路的延伸，分支线路发生永久性故障或瞬时性故障时都会导致整条馈线的停电，引起非故障区段的停电。所以，对中压配电网故障分支馈线进行故障定位是本专利技术的重点研究内容。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于相关系数算法的架空线路配电网故障馈线定位方法，以解决现有技术中存在的对配电网故障定位比较困难的问题。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于相关系数算法的架空线路配电网故障馈线定位方法，所述方法包括如下步骤：通过配电网矩阵算法获取故障馈线所在的主干分段；通过相关分析算法对主干分段进行处理，获取故障馈线所在分支线路。进一步的，所述配电网矩阵算法包括网络描述矩阵、故障信息矩阵和故障区段判别矩阵。进一步的，所述网络描述矩阵为：D＝[dij]N×N，其中，D表示网络描述矩阵，dij为网络描述矩阵的元素，N为电源开关到联络开关的开关节点数；所述故障信息矩阵为：G＝[gij]N×N其中，G为故障信息矩阵，gij为故障信息矩阵的元素；所述故障判别矩阵为：P＝D×G＝[pij]N×N，所述P为故障判别矩阵。进一步的，所述相关分析算法的处理过程包括：获取主干分段中一个端点的电流信号，作为故障参照点；获取主干分段中每条支路的电流信号，作为电流采样点；根据所述电流采样点和故障参照点计算相关系数；将所述相关系数进行排序，获取最小相关系数对应的支路，即故障馈线所在分支线路。进一步的，所述相关分析算法的计算方法包括：其中，x(1)表示故障参照点的电流信号，y(n)表示支路的电流信号，n表示采样序列；N为信号数据长度。进一步的，所述故障馈线包括三相短路故障、三相短路故障和两相接地短路故障。一种基于相关系数算法的架空线路配电网故障馈线定位系统，所述系统包括：第一数据获取模块：用于通过配电网矩阵算法获取故障馈线所在的主干分段；第二数据获取模块：用于通过相关分析算法处理主干分段上分支线路的电流信号，获取故障馈线所在分支线路。一种基于相关系数算法的架空线路配电网故障馈线定位系统，所述系统包括处理器和存储介质；所述存储介质用于存储指令；所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行上述所述方法的步骤。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上述所述方法的步骤。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术通过配电网矩阵算法和相关分析算法的结合，可以分步骤的确定故障馈线所在分支线路，本专利技术不仅能有效减少人力物资的投入，也可以有效提高电网运行的稳定性，且方法简单，容易推广。附图说明图1为本专利技术的架空线路配电网故障馈线定位流程图；图2为10KV配电网线路图；图3为主干两相相间短路故障时的故障电流图。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，以下结合附图通过具体实施例对本专利技术进一步详细说明。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，并不用于限定本专利技术。本专利技术中，为了研究好配电网故障定位问题，就要对配电网的故障进行详细的分析和了解。分析配电网的故障特征、故障指示器的工作原理及优缺点，利用故障指示器对故障信息进行定位。结合相关系数算法，实现架空线路配电网故障馈线的精准定位。如图1所示，本专利技术基于相关系数算法的架空线路配电网故障馈线定位方法包括如下步骤：步骤一：基于配电网的故障特征、故障指示器的工作原理及优缺点，利用故障指示器对故障信息进行定位。本专利技术主要针对架空线路配电网故障中的两相短路故障、两相接地短路故障和三相短路故障，这三种故障类型进行故障定位研究。其中三相短路故障发生时，其短路电流远远大于正常时的负荷电流，它们所产生的热效应和电动力效应将使电气设备遭受严重破环，应该得到足够的重视；其次发生两相接地短路故障和两相短路故障时，故障相电流也会增大，同样会破坏系统稳定，严重威胁到配电网的安全运行。因此需要分析配电网架空线发生故障时的故障特征，以便得到易于故障定位的检测判据。由于10KV中压配电网多为不接地系统，所以本文主要针对中性点不接地的中压10KV配电网进行研究分析。1)三相短路故障由于对称三相电路中发生三相短路故障时，短路电流是对称的，故可按单相电路来研究。假定短路在t＝0s时发生，A相电流的瞬时值应符合以下方程：其中，Um为电源电压；α为短路时电源电压相位角；iα为A相瞬时电流，w为傅里叶变换中的角速度，t为时间的变量，R为电路上的电阻，L为电路上的电感。则A相短路电流的表达式为：其中，Im为稳态短路电流的幅值，Z为电路上的阻抗；为电源电压和稳态短路电流间的相角；iα为A相瞬时电流；积分常数C由初始前提决定，其值为直流分量的初始值；Tα为衰减时间常数，由此可知发生三相短路故障时，故障电流会很大的同时故障发生瞬间线路也会有一个很大的电流増量，因此可利用电流变化率或超过预设的电流阀值来判断是否发生三相短路故障。2)两相短路故障两相短路故障是不对称短路故障，对其进行故障分析时需要用到对称分量法来进行分析。对称分量法指的是利用零序、负序和正序三序相量对不对称短路进行故障分析，可以简化故障分析的难度。其中，正序相量指的是幅值相当，然则ABC三相相位分别依次超前120度；负序相量同样指的是幅值相当，但相位与正序时的相位相反；零序相量指的是幅值和相位都相同的相量。由此可见，发生两相相间短路故障时，故障相电流值会升高且为三相短路故障电流值的倍，非故障相电流值为0，故障相电压会下降一半，非故障相电压不变。因此发生两相相间短路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于相关系数算法的架空线路配电网故障馈线定位方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：/n通过配电网矩阵算法获取故障馈线所在的主干分段；/n通过相关分析算法对主干分段进行处理，获取故障馈线所在分支线路。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于相关系数算法的架空线路配电网故障馈线定位方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
通过配电网矩阵算法获取故障馈线所在的主干分段；
通过相关分析算法对主干分段进行处理，获取故障馈线所在分支线路。


2.根据权利要求1所述的一种基于相关系数算法的架空线路配电网故障馈线定位方法，其特征在于，所述配电网矩阵算法包括网络描述矩阵、故障信息矩阵和故障区段判别矩阵。


3.根据权利要求2所述的一种基于相关系数算法的架空线路配电网故障馈线定位方法，其特征在于，所述网络描述矩阵为：
D＝[dij]N×N，



其中，D表示网络描述矩阵，dij为网络描述矩阵的元素，N为电源开关到联络开关的开关节点数；
所述故障信息矩阵为：
G＝[gij]N×N



其中，G为故障信息矩阵，gij为故障信息矩阵的元素；
所述故障判别矩阵为：
P＝D×G＝[pij]N×N，
其中，P为故障判别矩阵，pij为故障判别矩阵的元素。


4.根据权利要求1所述的一种基于相关系数算法的架空线路配电网故障馈线定位方法，其特征在于，所述相关分析算法的处理过程包括：
获取主干分段中一个端点的电流信号，作为故障参照点；
获取主干分段中每条支路的电流信号，作为电流采样点；
根据所述电流采样点和故障参照点...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙侃，丁旸，郭延玲，
申请(专利权)人：佳源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32