一种配电网故障定位方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种配电网故障定位方法、装置、设备及存储介质，通过根据配电网的拓扑结构进行区域划分；通过依据基尔霍夫电流定律来构建区域故障判断公式以用于确定故障管控区域，针对每一故障管控区域进行故障粗定位以得到故障馈线区段集合；针对每一故障馈线区段集合，通过根据故障电流向量来求解信息畸变量最小的故障馈线区段以作为目标故障馈线区段；其中，故障电流向量为故障馈线区段集合所在故障管控区域的电流信息。本发明专利技术实施例能够通过先对配电网进行区域划分并分别对每一区域进行故障区段的粗定位，然后筛选出信息畸变量最小的馈线区段作为故障点，不存在容易陷入局部最优解的问题且实现了配电网电力故障的快速准确定位。确定位。确定位。

【技术实现步骤摘要】
一种配电网故障定位方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及故障检测
，尤其涉及一种配电网故障定位方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]配电网建设的重要目标是提高供电可靠性，而馈线自动化是一种提高配电网供电可靠性的重要技术手段。当线路出现故障时，配电终端应能实现故障自动判别，自动隔离故障区域，完成配电网馈线区域的供电恢复。
[0003]目前，对配电网馈线故障进行定位的常见方法有矩阵算法和智能算法。矩阵算法是将网络拓扑结构及FTU（Feeder Terminal Unit，馈线终端装置）提供的故障过电流信息以矩阵形式表示，通过适当计算处理后进行故障定位；但是，随着配电网络规模日益扩大，网络节点个数越来越多，矩阵算法中网络描述矩阵、故障信息矩阵及故障判定矩阵的维数也增大，从而导致计算时间较长，不能实现故障的快速定位，并且矩阵算法容错性低，信息畸变会影响其对故障的准确定位。智能算法基于状态逼近思想与最小故障诊断集理论建模，通过算法的有序迭代搜索获取最优解定位故障区段，智能算法虽然容错性较好，但容易陷入局部最优解。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的目的是提供一种配电网故障定位方法、装置、设备及存储介质，通过先对配电网进行区域划分并分别对每一区域进行故障区段的粗定位，然后筛选出信息畸变量最小的馈线区段以作为故障点，不存在容易陷入局部最优解的问题，实现了配电网电力故障的快速准确定位。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种配电网故障定位方法，包括：根据获取的配电网的拓扑结构，进行区域划分，得到若干个管控区域；判定满足以下公式的管控区域为故障管控区域：；（1）其中，表示管控区域t的电流相量幅值，表示管控区域t内的所有节点检测到的短路电流的最小值，r为设定阈值，所述节点为配置有馈线终端装置的分段开关，所述馈线终端装置用于采集电流信息；针对每一故障管控区域进行故障粗定位，得到故障馈线区段集合；针对每一故障馈线区段集合，根据获取的故障电流向量求解得到信息畸变量最小的故障馈线区段，以作为目标故障馈线区段；其中，所述故障电流向量为所述故障馈线区段集合所在故障管控区域的电流信息。
[0006]作为上述方案的改进，所述针对每一故障馈线区段集合，根据获取的故障电流向量求解得到信息畸变量最小的故障馈线区段，以作为目标故障馈线区段，包括：将故障定位问题等效为求解目标函数最小值的问题，所述目标函数为：
；（2）其中，表示故障馈线区段的信息畸变量，A表示节点信息漏报数量，B1表示节点信息正向误报数量，B2表示节点信息负向误报数量，节点信息漏报表示节点有故障电流但所述馈线终端装置未上报，节点信息正向误报表示负方向的故障电流或节点无故障电流但被误报为正方向的故障电流，节点信息负向误报表示正方向的故障电流或节点无故障电流但被误报为负方向的故障电流；、、分别为、、的权重，其计算公式如下：；（3）其中，为预设的漏报概率，取值范围为0.1~0.2；为预设的正向误报概率，为预设的负向误报概率，正向误报概率和负向误报概率的取值范围为0.05~0.1；基于事件互斥原则，根据所述故障电流向量分析得误报漏报信息；根据所述误报漏报信息和以下公式求解A、B1和B2：；（4）其中，n表示故障管控区域内的节点数量，表示将节点j实际的正方向的故障电流误报为无故障电流，表示将节点j实际的负方向的故障电流误报为无故障电流，表示将节点j实际的无故障电流误报为正方向的故障电流，表示将节点j实际的负方向的故障电流误报为正方向的故障电流，表示将节点j实际的正方向的故障电流误报为负方向的故障电流，表示将节点j实际的无故障电流误报为负方向的故障电流；当为真时其值取1，否则取0，当为真时其值取1，否则取0，当为真时其值取1，否则取0，当为真时其值取1，否则取0，当为真时其值取1，否则取0，当为真时其值取1，否则取0；将求解得到的A、B1、B2代入所述目标函数，以求解得到信息畸变量最小的故障馈线区段；将信息畸变量最小的故障馈线区段作为目标故障馈线区段。
[0007]作为上述方案的改进，所述针对每一故障管控区域进行故障粗定位，得到故障馈线区段集合，具体包括：针对每一故障管控区域，由上游节点开始向下游方向搜索，直到搜索到故障电流信息不是正方向的故障电流的节点以作为故障起始节点，从末端节点开始向上游方向搜
索，直到搜索到故障电流信息是正方向的故障电流的节点以作为故障结束节点；其中，所述故障起始节点的相邻的上游节点到所述故障结束节点之间的所有馈线区段组成故障馈线区段集合。
[0008]作为上述方案的改进，所述目标函数通过以下方式获取：对配电网构建信度网络模型；其中，针对每一故障管控区域，对采集到的电流信息进行编码后形成故障电流向量，，n表示故障管控区域内的节点数量；设置配电网的馈线区段的工作状态向量为，,m表示配电网的馈线区段数量；C中的分量的编号意义和的分量的编号意义如下：；（5）；（6）建立概率约束条件：每一馈线终端装置采集到的故障电流信息存在畸变的概率均等；配电网中任一馈线区段发生电力故障的概率相同；同一馈线区段中发生两处及以上数量的电力故障的概率为零；通过决策树理论获得在故障电流先验概率条件下区段发生电力故障的后验概率：；（7）其中，为工作状态向量为的概率，为区段发生电力故障的后验概率，为检测到分支线路的故障电流向量为的概率，即区段发生电力故障的先验概率；为当区段发生电力故障的前提下，检测到分支线路的故障电流向量为的概率；后验概率取决于，根据相互独立事件同时发生时的概率，有：；（8）其中，为工作状态向量为时，所对应馈线区段的电流信息编码为的概率；假设当配电网发生电力故障时，馈线终端装置发生漏报、正向误报和反向误报的概率分别为、、，则有：，则有：；（9）其中，为的次方，为的次方，为的次方，为故障管控区域内的节点数量，为故障电流向量中“0”的数目，包含了漏报和真实上报两种情况，漏报的数目为，概率为,真实上报为“0”的数目为，概率为；为故障电流向量中“1”的数目，包含了正向误报和真实上报两种情况，正向误报的数目为，概率为
，真实上报为“1”的数目为，概率为；为故障电流向量中
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1”的数目，包含了反向误报和真实上报两种情况，反向误报的数目为，概率为，真实上报为
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1”的数目为，概率为；通过公式（4）计算、、；对公式（9）两端取对数得：对公式（9）两端取对数得：；（10）由于故障电流编码根据实际检测值确定，因此公式（10）中的和均为常数，将求解发生概率最大的故障区段等价转化为求解前三项和的最小值的问题，得到公式（2）的目标函数。
[0009]作为上述方案的改进，所述方法由管控节点执行，所述根据获取的配电网的拓扑结构，进行区域划分，得到若干个管控区域，包括：从配电网主电源出发开始搜索，当检测到一节点下游方向的出线大于1时，设置该节点为管控节点，直到遍历完配电网所有节点；其中，所述下游方向为从配电网主电源指向馈线末端的方向，上游方向与下游方向相反；设置除所述管控节点外的其他节点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电网故障定位方法，其特征在于，包括：根据获取的配电网的拓扑结构，进行区域划分，得到若干个管控区域；判定满足以下公式的管控区域为故障管控区域：；（1）其中，表示管控区域t的电流相量幅值，表示管控区域t内的所有节点检测到的短路电流的最小值，r为设定阈值，所述节点为配置有馈线终端装置的分段开关，所述馈线终端装置用于采集电流信息；针对每一故障管控区域进行故障粗定位，得到故障馈线区段集合；针对每一故障馈线区段集合，根据获取的故障电流向量求解得到信息畸变量最小的故障馈线区段，以作为目标故障馈线区段；其中，所述故障电流向量为所述故障馈线区段集合所在故障管控区域的电流信息。2.如权利要求1所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述针对每一故障馈线区段集合，根据获取的故障电流向量求解得到信息畸变量最小的故障馈线区段，以作为目标故障馈线区段，包括：将故障定位问题等效为求解目标函数最小值的问题，所述目标函数为：；（2）其中，表示故障馈线区段的信息畸变量，A表示节点信息漏报数量，B1表示节点信息正向误报数量，B2表示节点信息负向误报数量，节点信息漏报表示节点有故障电流但所述馈线终端装置未上报，节点信息正向误报表示负方向的故障电流或节点无故障电流但被误报为正方向的故障电流，节点信息负向误报表示正方向的故障电流或节点无故障电流但被误报为负方向的故障电流；、、分别为、、的权重，其计算公式如下：；（3）其中，为预设的漏报概率，取值范围为0.1~0.2；为预设的正向误报概率，为预设的负向误报概率，正向误报概率和负向误报概率的取值范围为0.05~0.1；基于事件互斥原则，根据所述故障电流向量分析得误报漏报信息；根据所述误报漏报信息和以下公式求解A、B1、B2：；（4）其中，n表示故障管控区域内的节点数量，表示将节点j实际的正方向的故障电流误
报为无故障电流，表示将节点j实际的负方向的故障电流误报为无故障电流，表示将节点j实际的无故障电流误报为正方向的故障电流，表示将节点j实际的负方向的故障电流误报为正方向的故障电流，表示将节点j实际的正方向的故障电流误报为负方向的故障电流，表示将节点j实际的无故障电流误报为负方向的故障电流；当为真时其值取1，否则取0，当为真时其值取1，否则取0，当为真时其值取1，否则取0，当为真时其值取1，否则取0，当为真时其值取1，否则取0，当为真时其值取1，否则取0；将求解得到的A、B1、B2代入所述目标函数，以求解得到信息畸变量最小的故障馈线区段；将信息畸变量最小的故障馈线区段作为目标故障馈线区段。3.如权利要求2所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述针对每一故障管控区域进行故障粗定位，得到故障馈线区段集合，具体包括：针对每一故障管控区域，由上游节点开始向下游方向搜索，直到搜索到故障电流信息不是正方向的故障电流的节点以作为故障起始节点，从末端节点开始向上游方向搜索，直到搜索到故障电流信息是正方向的故障电流的节点以作为故障结束节点；其中，所述故障起始节点的相邻的上游节点到所述故障结束节点之间的所有馈线区段组成故障馈线区段集合。4.如权利要求2所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述目标函数通过以下方式获取：对配电网构建信度网络模型；其中，针对每一故障管控区域，对采集到的电流信息进行编码后形成故障电流向量，，n表示故障管控区域内的节点数量；设置配电网的馈线区段的工作状态向量为，，m表示配电网的馈线区段数量；C中的分量的编号意义、的分量的编号意义如下：；（5）；（6）建立概率约束条件：每一馈线终端装置采集到的故障电流信息存在畸变的概率均等；配电网中任一馈线区段发生电力故障的概率相同；同一馈线区段中发生两处及以上数量的电力故障的概率为零；通过决策树理论获得在故障电流先验概率条件下区段发生电力故障的后验概率：；（7）其中，为工作状态向量为的概率，为区段发生电力故障的后验概率，为检测到分支线路的故障电流向量为的概率；为当区段发生电力故障的前
提下，检测到分支线路的故障电流向量为的概率；后验概率取决于，根据相互独立事件同时发生时的概率，有：；（8）其中，为工作状态向量为时，所对应馈线区段的电流信息编码为的概率；假设当配电网发生电力故障时，馈线终端装置发生漏报、正向误报和反向误报的概率分别为、、，则有：，则有：；（9）其中，为的次方，为的次方，为的次方，为故障管控区域内的节点数量，为故障电流向量中“0”的数目，包含了漏报和真实上报两种情况，漏报的数目为，概率为，真实上报为“0”的数目为，概率为；为故障电流向量中“1”的数目，包含了正向误报和真实上报两种情况，正向误报的数目为，概率为，真实上报为“1”的数目为，概率为；为故障电流向量中
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【专利技术属性】
技术研发人员：张磐，徐科，郑悦，张腾飞，周霞，王录泽，王源浩，刘明祥，吴磊，庞超，陈沼宇，孙建东，蔡月明，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司南京邮电大学国电南瑞南京控制系统有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：