[发明专利]一种具有容错性的含分布式电源配电网故障定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有容错性的含分布式电源配电网故障定位方法，属输配电技术 领域。

背景技术

分布式电源因环境友好、经济及提高系统可靠性等特点而应用广泛，但其接入也 给配电网的故障定位带来一定影响。首先，传统配电网的故障电流只由主变电源提供，为单 向流动，分布式电源接入使得故障电流变为双向流动；其次，传统配电网发生故障时，只有 主变电源到故障点的路径存在故障电流，多个分布式电源接入后，每个分布式电源都会向 故障点提供故障电流，使得存在故障电流的线路数目大为增多。

已有故障定位算法主要有直接算法与间接算法。直接算法主要为矩阵算法，该算 法的特点为速度快，且经过学者不断努力，算法的容错性以及适用性得到加强。间接算法主 要包括智能群体算法和神经网络算法，其中智能群体算法主要包括遗传算法，粒子群算法， 蚁群算法和仿电磁学算法等，其特点是容错性好，但是有待于提高运算速度与完善定位模 型。

发明内容

本发明的目的是，提出一种具有容错性的含分布式电源配电网故障定位方法，为 供电部门针对含分布式电源配电网故障定位提供依据。

本发明的技术方案是，根据FTU（配电网馈线终端）或故障指示器设备上传的故障 电流信息，对开关故障电流信息和线路状态信息进行编码，并通过定义开关函数将线路状 态信息转换成相应的开关故障电流信息，再利用目标函数来评价各个解的优劣程度，采用 和声搜索算法搜索最优解，得到FTU或故障指示器信息对应的故障位置。

所述方法对配电网故障定位的步骤如下：

（1）根据分区域处理方法将配电网络分为有源树和无源树枝；

（2）和声搜索算法初始化，随机生成解；

（3）将解的故障信息转化为开关故障电流信息，并计算目标函数值；

（4）更新和声记忆库，进行迭代，输出最有解，转化为故障信息。

本发明对线路的故障状态采用0和1二进制编码方式，0代表无故障，1代表有故 障，种群中解的信息即为线路状态信息。线路状态对应的开关电流信息用-1、0、1来编码，- 1代表有负方向过电流，0代表无过电流，1代表有正方向电流。本方法假设主变电源的潮 流方向为正方向。因此，顺着主变电源潮流方向的过电流为正，逆着主变电源潮流方向的过 电流为负。

本发明建立的开关函数包含两部分，第一部分为主变电源提供的故障电流，即主 变电源到故障点通路所包含的开关电流，其越限电流方向为正方向；第二部分为各DG提供 的故障电流，即DG到故障点通路所包含的开关电流，其越限电流方向由方向系数w决定，开 关函数如下式

式中，I^*_j(s)为第j个开关的开关函数，正常值为0，有正方向的故障电流为1，有负方 向的故障电流为1；I为主变电源到各故障点的通路所包含的开关数；k表示分布式电源的个 数；Nm为第m个DG到故障点的通路所包含的开关数；I(i)为集合I中第i个元素所对应的开 关；Nm(n)为集合Nm中第n个元素对应的开关；w为开关电流的方向系数，当过电流逆流时，w =1；当过电流顺流时，w=1。

本发明建立的目标函数采用异或运算，适应度函数值越小代表开关电流与FTU上 传信息相似度越高，如下式

式中，I_j为FTU上传的过流信息值，-1代表有负方向过电流，0代表无过电流，1代表有正 方向过电流；I^*_j(s)为开关函数得到的开关电流值，-1代表有负方向过电流，0代表无过电 流，1代表有正方向过电流；xor为异或运算符，相同为0，不同为1。

本发明对配电网络进行结构区域划分，将配电网络看成一个有向图，将度（图中与 某个顶点相关联的边的数目）为1且以电源点为顶点的连通图定义为有源树，除去有源树剩 余的路径称为无源树枝，这样就把整个配电网络划分为一个有源树和若干个无源树枝。

本发明采用和声搜索算法求解最优解，对上传的故障信息具有一定容错性，在FTU 信息缺失或畸变情况下也能成功实现故障定位。