一種基于矩陣運算的配電網(wǎng)10kV饋線故障定位方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種基于矩陣運算的配電網(wǎng)10kV饋線故障定位方法，屬于配電網(wǎng)自動化【技術(shù)領(lǐng)域】。所要解決的技術(shù)問題是配電網(wǎng)中壓10kV饋線的故障定位問題，本發(fā)明方法是先根據(jù)配電網(wǎng)饋線拓撲結(jié)構(gòu)形成配電網(wǎng)初始供電路徑矩陣H，為解決故障重復(fù)定位對H進行修正得到修正路徑矩陣H'，通過饋線終端裝置（FTU）獲得故障信息，再根據(jù)故障信息對修正路徑矩陣H'進行運算處理，形成初始判斷矩陣P'，最終得到故障判斷矩陣P，根據(jù)P中的相關(guān)元素可以有效地判斷出故障區(qū)域的父節(jié)點，從而得到故障區(qū)域。基于本發(fā)明方法實現(xiàn)配電網(wǎng)饋線故障定位，判斷原理簡單、有效，無需進行繁瑣的矩陣相乘運算，并且可以很好的解決饋線末端故障定位的問題。
【專利說明】 —種基于矩陣運算的配電網(wǎng)IOkV饋線故障定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于配電網(wǎng)自動化領(lǐng)域，涉及一種基于矩陣運算的配電網(wǎng)IOkV饋線故障定位新方法。
【背景技術(shù)】
[0002]配電自動化系統(tǒng)的一個重要功能就是饋線自動化，而饋線自動化的主要功能在于準(zhǔn)確定位故障，迅速隔離故障區(qū)域并恢復(fù)非故障區(qū)域供電。目前，現(xiàn)有的故障定位原理和方法主要可分為三類:一類是以在線路端點處測量故障距離為目的的故障測距法；一類是故障發(fā)生后通過向系統(tǒng)注入特定信號實現(xiàn)尋跡的信號注入法；還有一類是根據(jù)饋線各開關(guān)處安裝的饋線終端裝置(Feeder Terminal Unit, FTU)所提供的故障信息(一般是過流信息)確定故障區(qū)段的故障區(qū)段定位法。第一類從理論上可行，但由于配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，混合線路接頭處、線路分支處和負荷處均為波阻抗不連續(xù)點，行波在波阻抗不連續(xù)點的折射和反射造成線路一端測得的行波波形將特別復(fù)雜，很難正確識別出故障點的反射波，使測距實現(xiàn)困難；第二類具有測距結(jié)果不受負載參數(shù)變化影響的優(yōu)點，但由于其取地模網(wǎng)絡(luò)做為故障定位信息依據(jù)，不能解決只存在線模分量的相間短路故障的定位問題；第三類利用線路FTU實現(xiàn)線路故障信息的檢測，可以自動定位出故障所在區(qū)段，在配電自動化系統(tǒng)中最為常用。
[0003]基于故障信息的故障區(qū)段定位方法有多種，其中應(yīng)用較為廣泛的是利用矩陣算法實現(xiàn)故障的分段定位，其基本思路是將網(wǎng)絡(luò)描述矩陣和故障信息矩陣相乘，再進行規(guī)格化處理，根據(jù)最后所得的判別矩陣判斷故障區(qū)域。但對于N個節(jié)點的配電網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)描述矩陣是一個NXN方陣，需占用較多存儲空間，有的算法甚至需要繁雜的矩陣相乘運算，運算量大，處理時間長；對于饋線末端故障，缺乏有效定位，或者定位過程比較繁瑣。本發(fā)明定義了饋線的供電路徑矩陣，并在該矩陣的基礎(chǔ)上進行運算，與已有的矩陣算法相比，矩陣規(guī)模更小且矩陣運算更簡單，并能有效地定位饋線末端故障，判斷原理簡單、有效，可滿足實時性要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是一種基于矩陣運算的配電網(wǎng)中壓IOkV饋線故障定位方法。該方法根據(jù)配電網(wǎng)饋線拓撲結(jié)構(gòu)形成配電網(wǎng)初始供電路徑矩陣H，為解決故障重復(fù)定位對H進行修正得到修正路徑矩陣H’，通過FTU獲得故障信息，再根據(jù)故障信息對修正路徑矩陣H’進行運算處理，形成初始判斷矩陣P’，最終得到故障判斷矩陣P，根據(jù)P中的相關(guān)元素可以有效地判斷出故障區(qū)域的父節(jié)點，從而得到故障區(qū)域。基于本發(fā)明方法實現(xiàn)配電網(wǎng)饋線故障定位，判斷原理簡單、有效，無需進行繁瑣的矩陣相乘運算，并且可以很好的解決饋線末端故障定位的問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0006]一種基于矩陣運算的配電網(wǎng)IOkV饋線故障定位新方法，其特征在于，包括如下步驟:
[0007]步驟1:對于一個輻射狀結(jié)構(gòu)的包含一個電源、M個負荷及N個開關(guān)的IOkV饋線，將電源、各負荷及各開關(guān)均當(dāng)做節(jié)點，將相鄰節(jié)點間的各支路當(dāng)做邊，則該饋線構(gòu)成一個無向連通圖；采用深度優(yōu)先搜索法對連通圖中的開關(guān)節(jié)點進行搜索，即先從電源節(jié)點出發(fā)搜索其一個鄰接開關(guān)節(jié)點，從該節(jié)點搜索下一個子節(jié)點，如此不斷地向縱深前進直到不能再前進(到達負荷節(jié)點)時，才從當(dāng)前節(jié)點返回到上一級節(jié)點，沿另一方向又繼續(xù)前進，這種方法保證了的搜索樹是從樹根開始一枝一枝逐漸形成的；當(dāng)搜索完整個饋線后，按搜索到各開關(guān)節(jié)點的順序?qū)﹂_關(guān)節(jié)點編號；
[0008]步驟2:由電源節(jié)點向一個負荷節(jié)點供電所經(jīng)歷的開關(guān)節(jié)點的有序集合構(gòu)成一個供電路徑(一條含M個負荷的饋線有M個供電路徑)，故障發(fā)生前，建立由M個供電路徑和N個開關(guān)節(jié)點所構(gòu)成的M行N列的配電網(wǎng)初始路徑矩陣H:
【權(quán)利要求】
1.一種基于矩陣運算的配電網(wǎng)IOkV饋線故障定位新方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1:對于一個輻射狀結(jié)構(gòu)的包含一個電源、M個負荷及N個開關(guān)的IOkV饋線，將電源、各負荷及各開關(guān)均當(dāng)做節(jié)點，將相鄰節(jié)點間的各支路當(dāng)做邊，則該饋線構(gòu)成一個無向連通圖，采用深度優(yōu)先搜索法對連通圖中的開關(guān)節(jié)點進行搜索，并按各開關(guān)節(jié)點搜索到的順序?qū)﹂_關(guān)節(jié)點進行編號； 步驟2:由電源節(jié)點向一個負荷節(jié)點供電所經(jīng)歷的開關(guān)節(jié)點的有序集合構(gòu)成一個供電路徑(一條含M個負荷的饋線有M個供電路徑)，故障發(fā)生前，建立由M個供電路徑和N個開關(guān)節(jié)點所構(gòu)成的M行N列的配電網(wǎng)初始路徑矩陣H:
【文檔編號】G01R31/08GK103558512SQ201310579589
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】江亞群, 于浩明, 黃純, 杜立新, 羅勛華 申請人:湖南大學(xué)