[发明专利]一种基于虚拟流故障定位方法

说明书

本发明公开了一种基于虚拟流的故障定位方法，即基于配电网网络拓扑关系和网络故障状态信息，建立由配电网网络拓扑关系和网络故障状态到故障指示器指示状态的映射关系；以线路尽可能故障和线路尽可能正常分别为两个目标函数，在给定约束条件下，根据故障指示器指示状态和网络拓扑关系信息反向确定线路故障状态信息，从而判断由故障指示器指示所得到的线路状态，即正常、故障以及无法确定；约束条件包括：虚拟网络N₁：虚拟流注入约束、虚拟流吸收约束、断开线路不流过虚拟流约束、正常闭合线路两端虚拟流相同约束、虚拟流平衡约束；虚拟网络N₂：仅电源节点可注入虚拟流约束、与电源节点相连节点的虚拟负荷约束。

技术领域

本发明属于电力系统分析领域，尤其涉及一种基于虚拟流的故障定位方法。

背景技术

电力系统是现代社会的重要基础设施，电力系统的安全可靠运行是人们社会生活和经济生活正常进行的重要保障。随着极端天气情况出现的日益频繁，由极端天气引起的电力系统大规模故障越来越多，对工业生产和人们的日常生活造成了严重的影响。智能故障指示器(故障指示器)可以准确获取流经装置的电流信息，常用于电力系统的故障定位中。极端天气引起的电力系统故障常具有大规模、多线路等特点，因此，研究故障指示器对大规模故障的定位，对于提升系统在面对极端天气时的应对能力、保障人们社会生活和经济生活正常进行具有重要的理论价值和实践意义。

对于电力系统中的配电网络而言，通过故障指示器对故障区域进行初步定位是确定故障位置的有效手段之一。利用故障指示器对极端天气引起的大规模配电网故障进行定位，需要获取故障指示器指示的故障电流信息。考虑到故障指示器成本问题，将故障指示器配置到每一条线路并不现实，因此基于有限数量的故障指示器对故障区域进行定位是极具研究价值的问题。多重故障和多分布式电源使故障电流的流动变得更加复杂，现有研究大多无法识别这种情况下的所有故障区域。此外，在现有方法中，当网络拓扑更改时，必须重建与网络拓扑相关的矩阵等。由于配电网络中的环路将使电源、故障指示器和故障区域之间的位置关系不唯一，因此这些方法也不能应用于具有环路的配电网络。

发明内容

为了进一步提升配电系统对于大规模故障的故障定位能力，本发明基于配电网网络拓扑关系和网络故障状态信息，建立了由配电网网络拓扑关系和网络故障状态到故障指示器指示状态的映射关系。以线路尽可能故障和线路尽可能正常分别为两个目标函数，在给定约束条件下，根据故障指示器指示状态和网络拓扑关系信息反向确定线路故障状态信息，从而判断由故障指示器指示所得到的线路状态，即正常、故障以及无法确定。本发明通过如下技术方案实施：

一种基于虚拟流的配电网故障定位方法，所述计算机上的处理器通过执行如下程序完成对配电网故障定位，该程序包括：

通过配电网网络拓扑关系和网络故障状态获得故障指示器指示状态的映射关系；

通过故障指示器指示状态的映射关系建立虚拟流故障定位模型；

通过对虚拟流的故障定位模型求解分析配电网中每条线路的目标函数的结果输出故障区域；其中：

所述虚拟流故障定位模型中映射关系是根据故障指示器指示状态与网络拓扑关系信息，建立虚拟网络N₁和N₂，反向确定线路故障状态信息；

每条线路的目标函数为线路故障和线路正常两个目标函数，通过比较两个目标函数下的结果输出故障区域；

所述虚拟网络N₁通过虚拟流在故障网络中的流动关系设定约束；

所述虚拟网络N₂通过电源节点与其他节点的连接关系设定约束。

进一步，所述线路故障和线路正常的目标函数表示形式分别为：