[發明專利]一種電網故障檢測和故障線路識別方法

在審

• 申請號: 201810917311.2
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN109254225A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 潘勇斌;朱永虎;陳海拔;韋富彬;鄧厚兵;李闖;廖華;梁陽;申曉杰;袁衛義;鄧朝翥;潘鵬;姜憲法;陳方之;林文彬;鐘文明
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司南寧監控中心
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;黃培智

1.一種電網故障檢測和故障線路識別方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1，獲取具有n個節點、m條線路的電網系統的拓撲結構以及線路參數，并確認在每個節點上安裝了矢量量測設備；

步驟2，實時采集并獲取電網中所有矢量量測設備的量測向量z以及量測誤差向量v；

步驟3，根據狀態向量x與量測向量z的關系，計算量測矩陣H；

步驟4，根據線性加權最小二乘狀態估計，計算該電網所有節點的估計狀態向量

步驟5，計算每條線路實時狀態SE估計的度量標準，即加權量測殘差WMR以及所有加權量測殘差WMR的均值WMR_mean；

步驟6，比較兩個連續時間步長的加權量測殘差均值WMR_mean，檢測故障是否發生；

步驟7，若檢測到故障發生，加權量測殘差WMR最小的線路被識別為故障線路，且根據該條故障線路的狀態估計結果計算故障電流并識別故障類型。

2.如權利要求1電網故障檢測和故障線路識別方法，其特征在于，所述步驟2中，實時采集并獲取電網中所有矢量量測設備的量測向量z以及量測誤差向量v具體包括：

在每個節點都安裝矢量量測設備的電網中，量測向量z由3m個相對地電壓矢量以及3m個輸入電流矢量構成，

量測向量表示為z＝[z_V,z_I]^T，其中(i＝1,2,…,m)：

假設量測誤差向量v為一高斯白噪聲，表示為：

p(v)～N(0,R)\*MERGEFORMAT(3)

其中，R代表量測設備精確度的量測噪聲協方差矩陣；假設各量測誤差之間不相關，則R可以表示為：

其中，是第j個量測結果的方差。

3.如權利要求1電網故障檢測和故障線路識別方法，其特征在于，所述步驟3中，根據狀態向量x與量測向量z的關系，計算量測矩陣H具體包括：

直角坐標系下的n節點三相電網的狀態向量可以表示為：

其中，

狀態向量x與量測向量z之間的關系表示為：

z＝Hx+v\*MERGEFORMAT(6)

其中，H為量測矩陣，由兩個子項H_V以及H_I組成：

H_V將電壓量測結果與狀態向量相關聯，且矩陣內元素均為0或1，由公式(6)推導得到；H_I將電流量測結果與狀態向量相關，且與電網的導納矩陣有關，其計算過程如下：

電網三相注入電流的實部和虛部可以表示為：

其中，i和h分別代表節點，p和l分別代表相位，G和B分別代表電網導納矩陣的實部和虛部；因此，推導出H_I為：

4.如權利要求1電網故障檢測和故障線路識別方法，其特征在于，所述步驟4中，根據線性加權最小二乘狀態估計，計算該電網所有節點的估計狀態向量具體包括：

在已知量測矩陣H和量測噪聲協方差矩陣R的情況下，增益矩陣G表示為：

G＝H^TR^-1H\*MERGEFORMAT(11)

此時，該電網所有節點的估計狀態向量表示為：

5.如權利要求1電網故障檢測和故障線路識別方法，其特征在于，所述步驟5中，以每條線路實時狀態SE估計的加權量測殘差WMR作為度量標準，并計算所有WMR的均值WMR_mean具體包括：

每條線路實時狀態SE估計的度量標準為加權量測殘差WMR：

其中，j為電網中任意一條線路，且

此時，計算出所有WMR的均值WMR_mean為：