[發明專利]基于配電變壓器監測終端的配電網行波故障定位方法

有效

• 申請號: 202011437333.2
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112698150B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 李練兵;孫騰達;劉漢民;馬步云;范輝;曾四鳴;胡文平;梁紀峰
• 申請（專利權）人: 河北工業大學;國網新源張家口風光儲示范電站有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 王瑞;張國榮

1.一種基于配電變壓器監測終端的配電網行波故障定位方法，其特征在于，該方法的具體步驟為：

S1、提取故障電壓行波，記錄初始行波波頭到達各個配電變壓器監測終端的時間；

S2、根據多端行波時差和雙端行波定位原理計算故障點到參考端的理論故障距離，將理論故障距離與參考端支路的線路長度作差得到差值，并將差值與參考端節點和各個非參考端節點之間的節點線路的線路長度的比值作為矩陣元素，構建故障搜索矩陣；

S3、根據故障搜索矩陣的矩陣元素變化特征判斷故障點的位置，包括：

1)故障搜索矩陣的矩陣元素均小于0，故障點位于參考端支路上；

2)故障搜索矩陣的矩陣元素均等于0，故障點位于參考端節點上；

3)故障搜索矩陣中非參考端對應的矩陣元素等于1，故障點位于故障搜索矩陣的等于1的矩陣元素對應的非參考端節點上；

4)故障搜索矩陣中非參考端對應的矩陣元素大于1，故障點位于故障搜索矩陣的大于1的矩陣元素對應的非參考端支路上；

5)故障搜索矩陣存在大于0且小于1的矩陣元素，表明故障點位于節點線路上；

對于不含無效節點的配電網，則只需要將參考端與故障搜索矩陣中的大于0且小于1的矩陣元素對應的非參考端之間的節點線路取交集，然后減去參考端與等于1的矩陣元素對應非參考端之間的節點線路，剩余節點線路即為故障點所在的節點線路；

對于含有無效節點的配電網，則需要構建輔助矩陣，將故障搜索矩陣與輔助矩陣相結合判斷故障點的位置；

當輔助矩陣中存在大于0且小于1的矩陣元素時，將輔助矩陣中的矩陣元素大于0且小于1的非參考端對應的節點線路取交集，得到故障點所在的節點線路；

當輔助矩陣中不存在大于0且小于1的矩陣元素時，按照不含無效節點的配電網處理；

構建輔助矩陣的具體過程為：

保持參考端Kp不變，選擇包含無效節點Ts的線路，以無效節點Ts作為參考端節點構建關于無效節點的輔助矩陣J；假定與無效節點Ts所在線路相連的非參考端為K1、K2…Ki，i＝1,2…r，則輔助矩陣J滿足公式(2)；

式(2)中，l_KpTs表示參考端Kp與無效節點Ts之間的線路長度，l_TsTK1表示無效節點Ts與非參考端K1對應的非參考端節點TK1之間的線路長度；l_TsTK2表示無效節點Ts與非參考端K2對應的非參考端節點TK2之間的線路長度；l_TsTKi無效節點Ts與非參考端Ki對應的非參考端節點TKi之間的線路長度；

將參考端分別與各個非參考端兩兩配對，根據故障點位置，利用雙端行波定位原理計算各個配對的參考端和非參考端之間的實際故障距離，并將所有的實際故障距離求和取平均值，得到最終故障距離，以此完成故障定位；

其中，與參考端直接相連的線路為參考端支路，與參考端支路直接相連的節點為參考端節點，與非參考端直接相連的線路為非參考端支路，與非參考端支路直接相連的節點為非參考端節點，參考端節點與非參考端節點之間線路為節點線路；除去參考端節點和非參考端節點，剩余的節點均為無效節點；與無效節點直接相連的線路為無效支路。

2.根據權利要求1所述的基于配電變壓器監測終端的配電網行波故障定位方法，其特征在于，步驟S3中，利用誤差裕度根據輔助矩陣修正原則對輔助矩陣的矩陣元素進行修正；

輔助矩陣修正原則為：當故障點到參考端之間的線路長度與參考端到無效節點之間的線路長度的差值接近0時，令此差值等于0；當故障點到參考端之間的線路長度與參考端到無效節點之間的線路長度的差值接近非參考端節點與無效節點之間的線路長度時，令此差值等于非參考端節點與無效節點之間的線路長度。

3.根據權利要求1所述的基于配電變壓器監測終端的配電網行波故障定位方法，其特征在于，步驟S2中，利用誤差裕度根據故障搜索矩陣修正原則對故障搜索矩陣的矩陣元素進行修正；

故障搜索矩陣修正原則為：當故障點到參考端的距離與參考端支路線路長度之間的差值接近0時，令此差值等于0；當故障點到參考端的線路長度與參考端支路的線路長度之間的差值接近參考端節點與非參考端節點之間的線路長度時，令此差值等于參考端節點與非參考端節點之間的線路長度。