[發明專利]一種基于動態集合覆蓋的配電網故障診斷方法

有效

• 申請號: 202011460803.7
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112415337B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 郭敬東;夏炳森;唐元春;占彤平;陳世春;吳飛;羅富財;林文欽;周釗正;張章煌;陳力;陳卓琳;李翠
• 申請（專利權）人: 國網福建省電力有限公司;國網福建省電力有限公司經濟技術研究院
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 錢莉;蔡學俊

本發明涉及一種基于動態集合覆蓋的配電網故障診斷方法，包括步驟：對配電網故障區段的節點和供電線路進行統一編號并引入可達矩陣對各節點間的連通性進行建模；同時構建與可達矩陣對應的故障電流信息?故障區段相關矩陣，并建立動態集合覆蓋模型；使用維特比譯碼求解動態集合覆蓋模型，得到配電網中每條線路區段的工作狀態變化序列；根據工作狀態變化序列判定設定的時間周期上配電網的線路區段狀態集合是否能夠覆蓋所有故障電流信息，得到故障線路的區段集合。本發明可以根據每個時間周期FTU設備上報的故障電流信息集合預測出現故障的線路區段集合，并可以準確定位同時出現故障的多個線路區段。

技術領域

本發明涉及配電網故障診斷技術領域，特別是一種基于動態集合覆蓋的配電網故障診斷方法。

背景技術

配電網作為電力網絡中直接向用戶供電的末端基礎環節，其工作狀態將直接影響電力用戶的用電質量和用電體驗。當前電力用戶對供電可靠性的要求隨著國民經濟的快速發展變得越來越高，因此，在配電網中出現故障時，精確快速的故障定位是保證供電可靠性、降低電力用戶停電時長的重要手段之一。

為了實現對配電網故障的精確定位，當前大多研究都是基于同時結合穩態和暫態電氣信息的故障診斷方法。當配電網發生故障時，根據各區段內諧振頻率的差異，利用聚類方法提取重心頻率，將其與幅值特征相對照從而定位出故障線路區段。但該類方法的準確度會受配電網拓撲的影響。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提出一種基于動態集合覆蓋的配電網故障診斷方法，可以根據每個時間周期FTU設備上報的故障電流信息集合預測出現故障的線路區段集合，并可以準確定位同時出現故障的多個線路區段。

本發明采用以下方案實現：一種基于動態集合覆蓋的配電網故障診斷方法，具體包括以下步驟：

對配電網故障區段的節點和供電線路進行統一編號并引入可達矩陣對各節點間的連通性進行建模；

收集可達矩陣表示的配電網拓撲信息和所有節點的饋線終端單元上報的故障電流信息；同時構建與可達矩陣對應的故障電流信息-故障區段相關矩陣，并建立動態集合覆蓋模型；

根據可達矩陣和故障電流信息使用維特比譯碼求解動態集合覆蓋模型，得到配電網中每條線路區段的工作狀態變化序列；

根據工作狀態變化序列判定設定的時間周期上配電網的線路區段狀態集合是否能夠覆蓋所有故障電流信息，若不能，則根據回報函數增量最大化準則選擇繼續將其它故障線路區段放進解決方案，循環直至滿足每個時間周期的覆蓋條件，得到故障線路的區段集合。

進一步地，所述對配電網故障區段的節點和供電線路進行統一編號具體為：

定義主電源向電力用戶供電的方向為正方向，逆方向為反方向；

將距離主電源最近的節點編號為1，之后沿著正方向對其它節點依次進行編號；

供電線路的區段編號和其流入節點的編號一致。

進一步地，所述引入可達矩陣對各節點間的連通性進行建模具體為：

設節點i和節點j是配電網中的兩個節點，則從節點i到節點j的可達性r_ij∈R可定義如下：

R表示n×n的可達矩陣，n表示網絡中的節點總數，r_ij為可達矩陣中的元素，若滿足i＝j，則r_ij＝1。

進一步地，所述饋線終端單元上報的故障電流信息采用矢量S＝[s₁,s₂,...,s_n]表示，其中n表示配電網中的節點總數，若節點j的饋線終端單元監測到正向故障電流，則s_j＝1，否則s_j＝0，1≤j≤n。