一種基於矩陣運算的配電網10kV饋線故障定位方法
2023-05-05 03:23:06 1
一種基於矩陣運算的配電網10kV饋線故障定位方法
【專利摘要】本發明是一種基於矩陣運算的配電網10kV饋線故障定位方法，屬於配電網自動化【技術領域】。所要解決的技術問題是配電網中壓10kV饋線的故障定位問題，本發明方法是先根據配電網饋線拓撲結構形成配電網初始供電路徑矩陣H，為解決故障重複定位對H進行修正得到修正路徑矩陣H'，通過饋線終端裝置（FTU）獲得故障信息，再根據故障信息對修正路徑矩陣H'進行運算處理，形成初始判斷矩陣P'，最終得到故障判斷矩陣P，根據P中的相關元素可以有效地判斷出故障區域的父節點，從而得到故障區域。基於本發明方法實現配電網饋線故障定位，判斷原理簡單、有效，無需進行繁瑣的矩陣相乘運算，並且可以很好的解決饋線末端故障定位的問題。
【專利說明】 —種基於矩陣運算的配電網IOkV饋線故障定位方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於配電網自動化領域，涉及一種基於矩陣運算的配電網IOkV饋線故障定位新方法。
【背景技術】
[0002]配電自動化系統的一個重要功能就是饋線自動化，而饋線自動化的主要功能在於準確定位故障，迅速隔離故障區域並恢復非故障區域供電。目前，現有的故障定位原理和方法主要可分為三類:一類是以在線路端點處測量故障距離為目的的故障測距法；一類是故障發生後通過向系統注入特定信號實現尋跡的信號注入法；還有一類是根據饋線各開關處安裝的饋線終端裝置(Feeder Terminal Unit, FTU)所提供的故障信息(一般是過流信息)確定故障區段的故障區段定位法。第一類從理論上可行，但由於配電網結構複雜，混合線路接頭處、線路分支處和負荷處均為波阻抗不連續點，行波在波阻抗不連續點的折射和反射造成線路一端測得的行波波形將特別複雜，很難正確識別出故障點的反射波，使測距實現困難；第二類具有測距結果不受負載參數變化影響的優點，但由於其取地模網絡做為故障定位信息依據，不能解決只存在線模分量的相間短路故障的定位問題；第三類利用線路FTU實現線路故障信息的檢測，可以自動定位出故障所在區段，在配電自動化系統中最為常用。
[0003]基於故障信息的故障區段定位方法有多種，其中應用較為廣泛的是利用矩陣算法實現故障的分段定位，其基本思路是將網絡描述矩陣和故障信息矩陣相乘，再進行規格化處理，根據最後所得的判別矩陣判斷故障區域。但對於N個節點的配電網，網絡描述矩陣是一個NXN方陣，需佔用較多存儲空間，有的算法甚至需要繁雜的矩陣相乘運算，運算量大，處理時間長；對於饋線末端故障，缺乏有效定位，或者定位過程比較繁瑣。本發明定義了饋線的供電路徑矩陣，並在該矩陣的基礎上進行運算，與已有的矩陣算法相比，矩陣規模更小且矩陣運算更簡單，並能有效地定位饋線末端故障，判斷原理簡單、有效，可滿足實時性要求。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是一種基於矩陣運算的配電網中壓IOkV饋線故障定位方法。該方法根據配電網饋線拓撲結構形成配電網初始供電路徑矩陣H，為解決故障重複定位對H進行修正得到修正路徑矩陣H』，通過FTU獲得故障信息，再根據故障信息對修正路徑矩陣H』進行運算處理，形成初始判斷矩陣P』，最終得到故障判斷矩陣P，根據P中的相關元素可以有效地判斷出故障區域的父節點，從而得到故障區域。基於本發明方法實現配電網饋線故障定位，判斷原理簡單、有效，無需進行繁瑣的矩陣相乘運算，並且可以很好的解決饋線末端故障定位的問題。
[0005]本發明的技術解決方案如下:
[0006]一種基於矩陣運算的配電網IOkV饋線故障定位新方法，其特徵在於，包括如下步驟:
[0007]步驟1:對於一個輻射狀結構的包含一個電源、M個負荷及N個開關的IOkV饋線，將電源、各負荷及各開關均當做節點，將相鄰節點間的各支路當做邊，則該饋線構成一個無向連通圖；採用深度優先搜索法對連通圖中的開關節點進行搜索，即先從電源節點出發搜索其一個鄰接開關節點，從該節點搜索下一個子節點，如此不斷地向縱深前進直到不能再前進(到達負荷節點)時，才從當前節點返回到上一級節點，沿另一方向又繼續前進，這種方法保證了的搜索樹是從樹根開始一枝一枝逐漸形成的；當搜索完整個饋線後，按搜索到各開關節點的順序對開關節點編號；
[0008]步驟2:由電源節點向一個負荷節點供電所經歷的開關節點的有序集合構成一個供電路徑(一條含M個負荷的饋線有M個供電路徑)，故障發生前，建立由M個供電路徑和N個開關節點所構成的M行N列的配電網初始路徑矩陣H:
【權利要求】
1.一種基於矩陣運算的配電網IOkV饋線故障定位新方法，其特徵在於，包括如下步驟: 步驟1:對於一個輻射狀結構的包含一個電源、M個負荷及N個開關的IOkV饋線，將電源、各負荷及各開關均當做節點，將相鄰節點間的各支路當做邊，則該饋線構成一個無向連通圖，採用深度優先搜索法對連通圖中的開關節點進行搜索，並按各開關節點搜索到的順序對開關節點進行編號； 步驟2:由電源節點向一個負荷節點供電所經歷的開關節點的有序集合構成一個供電路徑(一條含M個負荷的饋線有M個供電路徑)，故障發生前，建立由M個供電路徑和N個開關節點所構成的M行N列的配電網初始路徑矩陣H:
【文檔編號】G01R31/08GK103558512SQ201310579589
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月19日 優先權日:2013年11月19日
【發明者】江亞群, 於浩明, 黃純, 杜立新, 羅勳華 申請人:湖南大學