[发明专利]一种配电网故障定位方法及系统

权利要求书

1.一种配电网故障定位方法，其特征在于，包括：

根据配电网的拓扑结构把配电网划分为一系列层次{K_i|i＝0,1,2,…n}；

生成“层次-区段”关联矩阵和故障电流向量；

所述“层次-区段”关联矩阵的生成过程包括：

当配电网层次K_i与区段I_fj相关联时，K_i所在行且I_fj所在列的矩阵元素值为1，否则为0，“层次-区段”关联矩阵定义为D＝[d_ij]_n×m，j＝1,2,…m，其中的元素值d_ij如下式表示

所述故障电流向量为m维的列向量，其元素定义为

对所述“层次-区段”关联矩阵和所述故障电流向量进行向量乘积运算得到故障判定向量，故障判定向量值M_i表示层次K_i与故障电流的相关数；

设初始故障线路数为N，根据所述故障判定向量值M_i与N的数值关系确定故障线路数量，并根据故障电流流经区段与配电网层次的相关性确定故障发生点，N的取值为断路器所接线路数，其具体包括：

除M₀以外的故障判定向量值均满足M_i≤2N时确定配电网为单线路故障，且除M₀以外的有任意一项故障判定向量值M_i＝1时，单线路故障发生在M_i＝1对应的层次K_i靠近断路器的一侧，故障发生点确定为故障电流向量中元素值为1且与M_i＝1对应的层次K_i靠近断路器的一侧直接相连的区段。

2.根据权利要求1所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述根据配电网的拓扑结构把配电网划分为一系列层次{K_i|i＝0,1,2,…n}包括：

以断路器为起点，与所述断路器相距区段数相同的开关节点划分为同一层次，{K_i|i＝0,1,2,…n}中的下标i表示开关节点与所述断路器相距的区段数。

3.根据权利要求1所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述故障判定向量为n维的行向量。

4.根据权利要求1所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述根据所述故障判定向量值M_i与N的数值关系确定故障线路数量，并根据故障电流流经区段与配电网层次的相关性确定故障发生点还包括：

当确定为单线路故障除M₀以外的故障判定向量值均满足M_i＝2时，单线路故障发生在配电网边界，故障发生点确定为故障电流向量中元素值为1且与配电网边界直接相连的区段。

5.根据权利要求1所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述根据所述故障判定向量值M_i与N的数值关系确定故障线路数量，并根据故障电流流经区段与配电网层次的相关性确定故障发生点还包括：

除M₀以外有任意一项故障判定向量值满足M_i＞2N时确定配电网为多线路故障，从第k个向量值开始依次更新故障线路数，更新公式为N＝N+(M_k-2N)，M_k+a≤2N时停止更新，下标k表示首次出现M_i＞2N的向量值位置，k+a表示停止故障线路数更新的向量值位置，a为正整数，在层次K_k+a远离断路器一侧有N-(2N-M_k+a)条故障线路，故障发生点确定为故障电流向量中元素值为1且与层次K_k或K_k+a直接相连的区段。

6.一种配电网故障定位系统，其特征在于，用于实现如权利要求1-5任一项所述的配电网故障定位方法，包括：

配电网层次划分单元，用于根据配电网拓扑结构把配电网划分为一系列层次{K_i|i＝0,1,2,…n}；

矩阵向量生成及运算单元，用于生成“层次-区段”关联矩阵和故障电流向量并对两者进行数学运算；

所述“层次-区段”关联矩阵的生成过程包括：

当配电网层次K_i与区段I_fj相关联时，K_i所在行且I_fj所在列的矩阵元素值为1，否则为0，“层次-区段”关联矩阵定义为D＝[d_ij]_n×m，j＝1,2,…m，其中的元素值d_ij如下式表示

所述故障电流向量为m维的列向量，其元素定义为

故障发生点确定单元，用于实现以下步骤：

设初始故障线路数为N，根据所述故障判定向量值M_i与N的数值关系确定故障线路数量，并根据故障电流流经区段与配电网层次的相关性确定故障发生点，N的取值为断路器所接线路数，其具体包括：

除M₀以外的故障判定向量值均满足M_i≤2N时确定配电网为单线路故障，且除M₀以外的有任意一项故障判定向量值M_i＝1时，单线路故障发生在M_i＝1对应的层次K_i靠近断路器的一侧，故障发生点确定为故障电流向量中元素值为1且与M_i＝1对应的层次K_i靠近断路器的一侧直接相连的区段。