[发明专利]一种配电网故障定位方法及系统

说明书

本申请一种配电网故障定位方法及系统，其中的定位方法实施步骤主要包括：(1)根据配电网的拓扑结构对配电网进行层次划分；(2)建立配电网的“层次‑区段”关联矩阵和故障电流向量；(3)计算故障判定向量，结合故障电流向量确定故障发生点；本发明的定位方法通过对配电网进行层次划分并建立“层次‑区段”的关联矩阵，相比现有的“开关‑区段”关联矩阵能提高计算速度和降低计算复杂性，进而提高故障定位效率；针对多线路故障本发明提供的层次故障分析定位方法相比现有技术计算准确度更高，在故障定位准确率上有更好的表现。

技术领域

本发明属于电网故障分析领域，具体涉及一种配电网故障定位方法及系统。

背景技术

配电系统的供电可靠性直接影响到用户的安全生产、工业运行等各方面的社会活动。随着中国新一轮电力体质改革的推进和电力市场化的发展，用户对配电网供电可靠性的提高提出了更高的要求。与输电网不同，配电网规模庞大，运行环境复杂多变，易于遭受人为、动植物、天气等影响，其遭受故障的可能性远大于输电网。现阶段，配电网发生故障后，线路上的各开关处的测量终端会将故障信息上传至故障中心，由配电网自动化主站自动故障定位，但现阶段自动故障定位技术存在定位时间长，定位准确度不理想的问题，从而导致停电时间偏长，经济损失增加。

现有技术提出了一种基于矩阵运算的配电网故障定位方法，通过对配电网的“开关-区段”关联矩阵和故障电流向量的向量运算得到故障判定向量，从而确定故障发生点；但是这种定位方法中建立的“开关-区段”关联矩阵会随着配电网的复杂化和扩张变得愈加复杂庞大，不利于运算，增加计算复杂程度和降低运算速度，从而降低定位效率不利于故障排查和清除；而且当配电网不止一条线路发生故障时上述矩阵定位法容易出现错判，影响故障定位准确度。

发明内容

基于此，本发明旨在提出一种配电网故障定位方法及系统，通过建立“层次-区段”关联矩阵并与故障电流向量进行向量运算得到故障判定向量，根据故障判定向量中各层次与故障的相关性精准确定故障发生点，以弥补现有矩阵定位方法的不足。

本发明一种配电网故障定位方法，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；

对“层次-区段”关联矩阵和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。

进一步地，划分配电网层次包括：

以断路器为起点，与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表示开关节点与断路器相距的区段数；

进一步地，“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

进一步地，故障电流向量为m维的列向量，其元素定义为

进一步地，故障判定向量为n维的行向量。