一种有源配电网快速故障定位方法技术

本发明专利技术公开了一种有源配电网快速故障定位方法，包括步骤：实时拓扑搜索获取相邻开关设备及开关状态，形成开关实时连接关系表及搜索到的开关设备集合；获取开关设备集合中各开关处采集的故障后电流幅值及其方向；读取开关实时连接关系表获取相邻开关及其电流幅值、电流方向；判断下游开关故障电流方向是否都小于等于0，如果有电流方向为“1”状态的则为非故障区段；若该区段的所有开关记录的故障电流方向都小于等于0，则该区段是故障区段；对于故障区段继续按故障电流最大值的开关搜索下一级区段，校核下一区段是否满足非故障区段的特征；输出故障区段。本发明专利技术实现配电网故障定位快速定位，满足配电网故障定位、隔离和供电恢复的实时性要求。实时性要求。实时性要求。

【技术实现步骤摘要】
一种有源配电网快速故障定位方法


[0001]本专利技术属于配电自动化领域，本专利技术涉及含高比例分布式电源的配电线路故障时的故障快速定位方法。

技术介绍

[0002]随着可再生新能源发电装机进一步加速，特别是光伏、风电等新能源电源以分布式接入的形式大量接入了配电网，增加了配电网故障线路。为解决分布式电源接入后的配电网故障定位问题，已有大量研究提出了考虑分布式电源的配电网故障定位方法。现有方法主要有矩阵法和智能优化算法。
[0003]矩阵法基于沿线路安装的配电终端FTU（Feeder Terminal Unit）或故障指示器FPI（Fault Passage Indicator）是否检测到故障电流的状态信息进行故障定位，原理清晰，计算速度快，但定位结果容易受FTU或FPI的错误信息影响。智能优化算法是基于假定线路区段来获取各开关的期望状态函数，并以开关函数逼近为基本目标建立0
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1整数优化模型，并使用智能优化算法求解，现有研究主要是改进优化模型和寻求高效的智能求解算法。
[0004]含DG的有源配电网规模越来越大，拓扑和运行方式愈发复杂，故障定位难度随之增大。配电网中的DG主要是逆变器接口的DG，其输出的短路电流小，出现检测错误的可能性较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对高密度分布式电源接入的配电网，基于故障主路径电流幅值大于其他路径的特征，结合配电终端保护启动信号，构造了基于过热路径搜索的有源配电网中压线路快速故障定位方法，满足高密度分布式电源接入的配电网故障定位要求。
[0006]本专利技术采用的技术方案是，一种有源配电网快速故障定位方法，包括以下步骤：步骤一、馈线出口断路器跳闸后启动故障定位算法，首先进行实时拓扑搜索，获取相邻开关设备及开关状态，并形成开关实时连接关系表，同时形成搜索到的开关设备的集合；步骤二、获取开关设备集合中各开关处采集的故障后电流幅值及其方向；步骤三、以配电线路出口断路器为起点，搜索故障区段，读取开关实时连接关系表获取相邻开关及其电流幅值、电流方向；步骤四、判断下游开关故障电流方向是否都小于等于0，如果有电流方向为“1”状态的则为非故障区段；若该区段的所有开关记录的故障电流方向都小于等于0，则说明该区段是故障区段；步骤五、对于故障区段继续按故障电流最大值的开关搜索下一级区段，校核下一区段是否满足非故障区段的特征；步骤六、最后输出故障区段。
[0007]优选地，所述步骤一以出口断路器为起点向线路侧搜索，搜索采用广度优先BFS算
法并在故障后搜索形成开关实时连接关系表，拓扑搜索结果采用列表方式存储，可使用Set集合类存储实时拓扑搜索结果D，开关设备作为键对象，相邻开关作为值对象。
[0008]优选地，对于集中式控制的馈线，主站算法依次读取相邻开关设备及其故障前的开关开合状态判断其连通性。
[0009]优选地，对于分布式控制的馈线，主控终端通过点对点通信网络依次读取相邻终端的拓扑信息及其相邻开关设备故障前的开关开合状态判断其连通性。
[0010]优选地，故障电流方向定义如下：（a）当开关处的FTU或线路上的FPI检测到故障电流方向是从变电站母线到线路方向，则为正方向，用“1”表示；（b）当FTU或FPI未检测到故障电流，用“0”表示；（c）当FTU或FPI检测到故障电流方向是从线路方向到变电站母线，则为反方向，用“－1”表示。
[0011]优选地，对于非故障区段，比较该区段所有电流幅值大小，电流方向“1”状态的开关所记录的电流幅值应不小于其他开关的电流幅值，以该电流幅值最大且电流方向为“1”状态的开关为键值，读取开关实时连接关系表，进行下一区段判别。
[0012]优选地，馈线上所有智能配电终端安装时以变电站配置语言SCL配置上下游相邻智能配电终端通信参数、局部拓扑，局部拓扑对应相应智能配电终端的控制区域，该控制区域与上下游的其他终端控制区域的边界为从监控的开关到下一个监控开关的区域。
[0013]优选地，通信网采用支持点对点通信的网络，采用集中式控制的馈线，终端与主站直接通信，主站作为故障定位的处理单元；采用分布式控制的馈线可以将线路首开关监控终端或联络开关监控终端作为主控终端，其作为故障定位的发起者和处理单元；馈线上所有智能配电终端正常运行时定时上送开关开合状态及检测到的电压、电流。
[0014]相较现有技术，本专利技术的有益效果是：本专利技术针对高密度分布式电源接入的配电网，基于故障主路径电流幅值大于其他路径的特征，结合配电终端保护启动信号和拓扑实时搜索方法，构造了基于过热路径搜索的有源配电网快速故障定位方法。故障定位算法中故障电流幅值比较和方向信息同时使用，可以减少信息畸变的影响并提高搜索速度，满足高密度分布式电源接入的配电网快速故障定位的需求。另外，分布式馈线自动化模式下进行故障定位的计算资源较少，需要配电网故障定位方法计算量要小，可在配电终端中实现，也可以更好的满足配电网故障定位、隔离和供电恢复的实时性要求。本方法可以适用于配电架空线路、电缆线路及架空
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电缆混合线路的集中式或分布式馈线自动化实施。
附图说明
[0015]图1为本专利技术方法流程图；图2为是一条典型的配电手拉手线路实时例；
具体实施方式
[0016]以下将结合说明书附图对本专利技术进一步解释说明，以便于本领域专业技术人员更好地理解。
[0017]实施例1本专利技术方法中的快速故障定位方法运行于集中时馈线自动化的配电主站或分布式馈线自动化模式下的主控终端节点。方法的主要步骤如下：1）馈线上所有智能配电终端STU安装时以变电站配置语言SCL配置上下游相邻智能配电终端通信参数、局部拓扑；局部拓扑对应相应STU的控制区域，该控制区域与上下游的其他终端控制区域的边界为从监控的开关到下一个监控开关的区域。
[0018]2）通信网采用支持点对点通信的网络，可以是局域网，也可以是广域网。采用集中式控制的馈线，主站作为故障定位的处理单元。采用分布式控制的馈线已线路首开关监控终端作为主控终端，其作为故障定位的发起者和处理单元。馈线上所有STU正常运行时定时上送开关开合状态及检测到的电压、电流。
[0019]3）馈线出口断路器跳闸后启动故障定位算法。如图1
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2所示，具体操作如下：步骤一、首先进行实时拓扑搜索，获取相邻开关设备及开关状态，并形成开关实时连接关系表，同时形成搜索到的开关设备的集合。具体地，以出口断路器为起点向线路侧搜索，对于集中式控制的馈线，主站进行实时拓扑搜索，依次读取相邻开关设备及其故障前的开关开合状态判断其连通性；对于分布式控制的馈线，主控终端通过点对点通信网络依次读取相邻终端的拓扑信息及其相邻开关设备故障前的开关开合状态判断其连通性。
[0020]搜索采用广度优先BFS算法并在故障后搜索形成开关实时连接关系表。
[0021]为减少算法资源消耗，便于故障定位使用，程序开发时拓扑搜索结果采用列表方式存储，可使用Set集合类存储实时拓扑搜索结果D，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种有源配电网快速故障定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、馈线出口断路器跳闸后启动故障定位算法，首先进行实时拓扑搜索，获取相邻开关设备及开关状态，并形成开关实时连接关系表，同时形成搜索到的开关设备的集合；步骤二、获取开关设备集合中各开关处采集的故障后电流幅值及其方向；步骤三、以配电线路出口断路器为起点，搜索故障区段，读取开关实时连接关系表获取相邻开关及其电流幅值、电流方向；步骤四、判断下游开关故障电流方向是否都小于等于0，如果有电流方向为“1”状态的则为非故障区段；若该区段的所有开关记录的故障电流方向都小于等于0，则说明该区段是故障区段；步骤五、对于故障区段继续按故障电流最大值的开关搜索下一级区段，校核下一区段是否满足非故障区段的特征；步骤六、最后输出故障区段。2.根据权利要求1所述的一种有源配电网快速故障定位方法，其特征在于，所述步骤一以出口断路器为起点向线路侧搜索，搜索采用广度优先BFS算法并在故障后搜索形成开关实时连接关系表，拓扑搜索结果采用列表方式存储，可使用Set集合类存储实时拓扑搜索结果D，开关设备作为键对象，相邻开关作为值对象。3.根据权利要求2所述的一种有源配电网快速故障定位方法，其特征在于，对于集中式控制的馈线，主站算法依次读取相邻开关设备及其故障前的开关开合状态判断其连通性。4.根据权利要求2所述的一种有源配电网快速故障定位方法，其特征在于，对于分布式控制的馈线，主控终端通过点对点通信网络依次读取相邻终端的拓扑信息及其相邻开关设备故障前的开关开合状...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄磊，周忠强，方曦，汪适，黎婧，武玮，刘颖，梅嘉馨，吴鹏，姜丹，杨崇品，刘君，韩璐，田翰霖，龙小惠，冯业，张显文，胡惠，刘振球，覃杨，吴寿长，喻群，艾丹，付义洲，杨陈，杨州，孙行，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：