[发明专利]一种电网故障检测和故障线路识别方法

权利要求书

1.一种电网故障检测和故障线路识别方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，获取具有n个节点、m条线路的电网系统的拓扑结构以及线路参数，并确认在每个节点上安装了矢量量测设备；

步骤2，实时采集并获取电网中所有矢量量测设备的量测向量z以及量测误差向量v；

步骤3，根据状态向量x与量测向量z的关系，计算量测矩阵H；

步骤4，根据线性加权最小二乘状态估计，计算该电网所有节点的估计状态向量

步骤5，计算每条线路实时状态SE估计的度量标准，即加权量测残差WMR以及所有加权量测残差WMR的均值WMR_mean；

步骤6，比较两个连续时间步长的加权量测残差均值WMR_mean，检测故障是否发生；

步骤7，若检测到故障发生，加权量测残差WMR最小的线路被识别为故障线路，且根据该条故障线路的状态估计结果计算故障电流并识别故障类型。

2.如权利要求1电网故障检测和故障线路识别方法，其特征在于，所述步骤2中，实时采集并获取电网中所有矢量量测设备的量测向量z以及量测误差向量v具体包括：

在每个节点都安装矢量量测设备的电网中，量测向量z由3m个相对地电压矢量以及3m个输入电流矢量构成，

量测向量表示为z＝[z_V,z_I]^T，其中(i＝1,2,…,m)：

假设量测误差向量v为一高斯白噪声，表示为：

p(v)～N(0,R)\*MERGEFORMAT(3)

其中，R代表量测设备精确度的量测噪声协方差矩阵；假设各量测误差之间不相关，则R可以表示为：

其中，是第j个量测结果的方差。

3.如权利要求1电网故障检测和故障线路识别方法，其特征在于，所述步骤3中，根据状态向量x与量测向量z的关系，计算量测矩阵H具体包括：

直角坐标系下的n节点三相电网的状态向量可以表示为：

其中，

状态向量x与量测向量z之间的关系表示为：

z＝Hx+v\*MERGEFORMAT(6)

其中，H为量测矩阵，由两个子项H_V以及H_I组成：

H_V将电压量测结果与状态向量相关联，且矩阵内元素均为0或1，由公式(6)推导得到；H_I将电流量测结果与状态向量相关，且与电网的导纳矩阵有关，其计算过程如下：

电网三相注入电流的实部和虚部可以表示为：

其中，i和h分别代表节点，p和l分别代表相位，G和B分别代表电网导纳矩阵的实部和虚部；因此，推导出H_I为：

4.如权利要求1电网故障检测和故障线路识别方法，其特征在于，所述步骤4中，根据线性加权最小二乘状态估计，计算该电网所有节点的估计状态向量具体包括：

在已知量测矩阵H和量测噪声协方差矩阵R的情况下，增益矩阵G表示为：

G＝H^TR^-1H\*MERGEFORMAT(11)

此时，该电网所有节点的估计状态向量表示为：

5.如权利要求1电网故障检测和故障线路识别方法，其特征在于，所述步骤5中，以每条线路实时状态SE估计的加权量测残差WMR作为度量标准，并计算所有WMR的均值WMR_mean具体包括：

每条线路实时状态SE估计的度量标准为加权量测残差WMR：

其中，j为电网中任意一条线路，且

此时，计算出所有WMR的均值WMR_mean为：