基于重构过完备表示的稀疏信号配电网故障定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于重构过完备表示的稀疏信号配电网故障定位方法，包括：1)根据故障等效在故障区段两端注入电流的特点，建立稀疏的虚拟注入电流模型，将故障定位问题转化为虚拟注入电流向量的重构问题；2)为了降低重构虚拟注入电流向量精度的要求，提出过完备表示的重构模型，通过插入高密度的虚拟节点逼近故障点；3)为了降低过完备表示重构模型的计算量，提出二阶段重构策略，第一阶段重构未过完备表示的模型，并根据重构结果建立过完备表示的虚拟注入电流向量；第二阶段重构过完备表示的虚拟注入电流向量，并根据重构结果中最大值所对应的位置估计故障区段和故障位置。本发明专利技术可有效降低对稀疏重构算法的要求并提高故障定位精度。定位精度。定位精度。

【技术实现步骤摘要】
基于重构过完备表示的稀疏信号配电网故障定位方法


[0001]本专利技术涉及配电网故障诊断的
，尤其是指一种基于重构过完备表示的稀疏信号配电网故障定位方法。

技术介绍

[0002]随着电力用户对供电可靠性和连续性要求的不断提高，准确的配电网故障定位技术可以加快供电恢复速度，减少停电时间。然而，配电网的节点和分支数众多，分布式电源接入比例不断增加。相对输电网来说，配电网装设测量装置的节点少，测量信息十分有限，正对传统的只考虑单侧供电模式和需要大量测量信息的故障定位技术提出挑战。因此，有必要研究一种利用少量测量装置、适用于分布式电源接入的配电网故障定位方法。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种基于重构过完备表示的稀疏信号配电网故障定位方法，可有效降低求解虚拟注入电流向量对稀疏重构算法的要求，估计故障区段和故障点位置，减少故障排查时间和停电时间。
[0004]为实现上述目的，本专利技术所提供的技术方案为：基于重构过完备表示的稀疏信号配电网故障定位方法，包括以下步骤：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于重构过完备表示的稀疏信号配电网故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据故障等效在故障区段两端注入电流的特点，建立稀疏的虚拟注入电流模型，将故障定位问题转化为虚拟注入电流向量的重构问题；2)为了降低重构虚拟注入电流向量精度的要求，提出过完备表示的重构模型，通过插入高密度的虚拟节点逼近故障点；3)为了降低过完备表示重构模型的计算量，提出二阶段重构策略，第一阶段重构未过完备表示的模型，并根据重构结果建立过完备表示的虚拟注入电流向量；第二阶段重构过完备表示的虚拟注入电流向量，并根据重构结果中最大值所对应的位置估计故障区段和故障位置。2.根据权利要求1所述的基于重构过完备表示的稀疏信号配电网故障定位方法，其特征在于，在步骤1)中，所述稀疏的虚拟注入电流模型是在故障分量的等效网络中，仅由故障电流作为电源激励，为了保持节点阻抗矩阵在故障前后不变，根据基尔霍夫电流定律，故障电流源能够等效为两个分别从故障区段两端注入的虚拟电流源，表示为：式中，表示故障电流源，l、m是故障区段的两端节点，其中节点l在故障上游，是故障电流源等效到节点l的虚拟注入电流，是故障电流源等效到节点m的虚拟注入电流，ρ是故障点到节点l的距离占故障区段长度的比例；对于具有N个节点的配电网，根据故障前后的节点电压跌落和节点阻抗矩阵，构建稀疏的虚拟注入电流模型，表示为：式中，表示故障前后节点电压跌落向量，记为表示故障前后节点电压跌落向量，记为为任意节点i的电压跌落；Z是配电网络的节点阻抗矩阵，表示虚拟注入电流向量；虚拟注入电流向量具有稀疏性，故障区段两端节点对应的元素不为零，其它元素都为零；故障点的位置与待求解的虚拟注入电流向量相关；因此，将故障定位问题转化为虚拟注入电流向量的重构问题。3.根据权利要求1所述的基于重构过完备表示的稀疏信号配电网故障定位方法，其特征在于，在步骤2)中，所述过完备表示的重构模型是通过插入高密度的虚拟节点逼近故障点，包括过完备表示感知矩阵和虚拟注入电流向量；根据节点阻抗矩阵元素的物理意义，当在任一节点k注入电流，而其它节点的注入电流都为零时，在节点k产生的电压与注入电流之比等于节点k的自阻抗；除节点k以外的任一节点i产生的电压与注入电流之比等于节点k和节点i之间的互阻抗；如果节点k的注入电流为单位电流1A，则节点k的电压在数值上就等于自阻抗；节点i的电压在数值上就等于互阻抗；当在连接节点l和m的区段间插入一个虚拟节点N+1，节点N+1到节点l的距离占区段l—m长度的比例为λ处，0≤λ≤1；根据节点阻抗矩阵元素的物理意义可知，节点N+1的加入不会对原来的N阶节点阻抗矩阵元素产生影响；新增加的第N+1列能通过在节点N+1注入单位电流后，根据各节点产生的电压来获得；在节点N+1注入单位电流等效于分别在节点l注入(1
‑
λ)
×
1A的电流源和在节点m注入λ
×
1A；根据叠加定理和节点阻抗矩阵元素的物理意义可
得，节点N+1的互阻抗表示为：式中，Z
i(N+1)
表示节点i与虚拟节点N+1的互阻抗，为节点i的电压,为节点N+1的注入电流；表示在虚拟节点N+1注入单位电流，而其它节点的注入电流都为零时节点i的电压与虚拟节点N+1的注入电流之比，数值上等于节点i与虚拟节点N+1的互阻抗；λ是虚拟节点N+1到节点l的距离占区段l—m长度的比例，Z
il
为节点i和节点l的互阻抗，Z
im
为节点i和节点m的互阻抗；进一步，虚拟节点N+1的自阻抗表示为：Z
(N+1)(N+1)
＝(1
‑
λ)Z
l(N+1)
+λZ
m(N+1)
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴青华，单海婷，张禄亮，李梦诗，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：