[發明專利]基于預測校正技術的配電網容錯性在線故障定位方法

有效

• 申請號: 201610979581.7
• 申請日: 2016-11-03
• 公開（公告）號: CN106526419B
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 郭壯志;李小魁;黃全振;張秋慧;陳濤;薛鵬;詹自熬;徐其興;肖海紅
• 申請（專利權）人: 河南工程學院
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;H02H7/26
• 代理公司: 鄭州優盾知識產權代理有限公司41125
• 代理人: 張紹琳,栗改

1.一種基于預測校正技術的配電網容錯性在線故障定位方法，其特征在于，其步驟如下：

步驟1：利用配電網地理信息系統收集配電網基本拓撲信息，建立配電網獨立區域，利用配電網獨立區域的拓撲連接和潮流輸移關系，建立配電網優先級結構辨識矩陣P'；

步驟2：基于獨立區域過電流信息向量集G和配電網優先級結構辨識矩陣P'，構建故障獨立區域判定矩陣P，確定故障獨立區域故障辨識系數K，進而辨識出發生故障的配電網獨立區域；

步驟3：以獨立區域為基本分界限，建立代數關系描述的開關函數模型，構建配電網故障區段辨識的預測模型與校正模型，實現饋線區段的預測和故障區段的確定；

步驟4：利用預測校正算法實現配電網饋線單一故障或復雜多重故障區段的辨識，主站向故障饋線區段緊鄰的自動化開關發送分閘命令，實現饋線故障區段的隔離；

所述配電網優先級結構辨識矩陣P'的建立方法是：配電網優先級結構辨識矩陣P'的行數和列數均等于獨立區域的數量；矩陣P'的對角線元素全為1；對于非對角線元素若獨立區域i和獨立區域j緊鄰，且獨立區域i優先級高于獨立區域j，則元素P'_i,j為1，第j行的其余列的元素為0；若獨立區域j優先級高于獨立區域i，則元素P'_i,j為1，第i行的其余列的元素為0；

所述辨識出發生故障的配電網獨立區域的方法為：

(1)建立獨立區域過電流信息向量集G：獨立區域過電流信息向量集G＝[G_i]^T的元素個數為獨立區域的數量，若獨立區域內任意饋線支路的FTU自動化終端采集到過流信息，則表示所在獨立區域有過流信息，元素G_i用數字1表示，否則元素G_i用數字0表示；

(2)構建故障獨立區域判定矩陣P：依據獨立區域過電流信息向量集G，找出獨立區域過電流信息向量集G中非零元素所在行，找出與其對應行的配電網優先級結構辨識矩陣P'中的非對角線的非零元素所在列，并將對應列的所有元素置為0，得到故障獨立區域判定矩陣P；

(3)確定故障獨立區域故障辨識系數K：K＝[K_i]^T的確定利用故障獨立區域判定矩陣P×獨立區域過電流信息向量集G確定；

(4)判斷存在故障的獨立區域：故障獨立區域故障辨識系數K中元素K_i為1對應的獨立區域i內存在饋線故障；

所述開關函數模型的構建方法是：(1)首先以獨立區域為基本單元，采用因果關聯分析理論找出獨立區域內與監控點上傳故障報警信息直接相關的因果設備；(2)基于單一饋線故障假設和區域內故障電流的作用疊加特性建立開關函數的代數關系模型；

所述配電網故障區段辨識的預測模型的構建方法是：基于松弛定理和二次凸規劃極值理論構建配電網故障辨識二次凸規劃模型作為配電網故障區段辨識的預測模型，配電網故障辨識二次凸規劃模型為：

min f(X)=Σj=1JΣi=L+1L+NjKjBi(X)Bi(X)=[Ii*-Ii(X)]2Ii(X)=Σi=L+1L+Njx(i)L=Σi=0j-1NiX=x(1)x(2)...x(Σj=1JNj)0≤X≤1N0=0,i=1,2,...,Σj=1JNj;]]>

其中，X為饋線狀態集，f(X)為優化目標函數，J為配電網獨立區域編號，N_j為獨立區域饋線支路總數，為電流越限信息報警集I^*中第i個元素，I_i(X)為第i個自動化開關的開關函數，B_i(X)為第i個自動化開關的電流越限信息逼近關系函數，x(i)為饋線i的饋線狀態信息，N_j為第j個配電網獨立區域饋線數；

所述配電網故障區段辨識校正模型的構建方法是：設分別為預測模型的全局最優點及其目標函數值，ΔX為自變量擾動量，為優化目標函數f(X)的一階導數矩陣，配電網故障定位的校正模型為：

min h(ΔX)=▿f(X‾*)TΔX+g(ΔX)g(ΔX)=12ΔXT▿2f(X‾*)ΔX(X‾*+ΔX)⊥(1-X‾*-ΔX)=0;]]>

其中，h(ΔX)為優化目標函數f(X)泰勒級數展開式的一階及二階項的代數和，g(ΔX)為優化目標函數f(X)泰勒級數的二階項，為目標函數的二階導數矩陣，即海森矩陣。