[發明專利]一種基于阻抗矩陣的智能配電網故障定位方法

有效

• 申請號: 202110238679.8
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN113009276B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 祁升龍;朱林;何玉鵬;王小立;劉剛;劉海濤;蘆翔;牛健;尹亮;栗磊;孫大偉;李旭濤;梁亞波;李武龍
• 申請（專利權）人: 國網寧夏電力有限公司電力科學研究院;寧夏電力能源科技有限公司;北京中恒博瑞數字電力科技有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 河北智酷知創知識產權代理事務所(普通合伙) 13157
• 代理人: 武哲

本發明公開了一種基于阻抗矩陣的智能配電網故障定位方法，a、對每一個支路以及每一個支路上的節點進行編號，建立所有支路流入節點的標準電路信息數據庫，存儲在后臺計算機中；b、在每一個節點上設置有信息采集單元，該信息采集單元均實時采集節點上的電路信息，該電路信息定義為觀測信息，反饋給后臺計算機中；c、后臺計算機實時處理所有信息采集單元的觀測信息并與標準電路信息數據庫中的標準電路信息進行對比，計算出是否具有電路信息變化量；d、判定如果該節點的電路信息變化量不等于0，后臺計算機判定配電網該節點當前存在故障，并且讀取該支路與該節點的編號，故障定位完畢。

技術領域

本發明屬于智能配電網配電系統技術領域，涉及到智能配電網中查找故障位置的方法，特別是一種基于阻抗矩陣的智能配電網故障定位方法。

背景技術

配電系統的故障定位技術對于提高其網絡可靠性與彈性具有重要的意義。尤其是，在包含高滲透率分布式電源的智能配電系統中，實現其簡單高效的故障定位對于提高其供電質量，推進其進一步發展至關重要。

由于系統母線數目龐大，支路繁多，三相負荷不平衡等特點，傳統的應用于輸電網的阻抗故障定位法在智能配電網中應用時面臨著以下問題：

1、不同于輸電網，為了節省成本，配電網中的所有節點與支路信息通常不會被全部測量與記錄；

2、智能配電網中分布式電源的接入會給其所連接的支路與母線故障特征帶來改變，例如風機與光伏的故障阻抗并不是固定測常數。

鑒于傳統阻抗定位矩陣的上述兩點不足，本文提出了一種僅基于少量關鍵節點信息的新型故障定位阻抗矩陣構造方法，并基于該矩陣給出了智能配電網故障定位的判斷依據。

發明內容

本發明的目的是為了精確定位智能配電網中的故障節點，解決智能配電網中當出現故障信號時因無法定位故障位置而導致配電網整體運行。

本發明采用的技術方案是，一種基于阻抗矩陣的智能配電網故障定位方法，所述的方法是在搭設有三相配電網的所有支路上對所有支路流入節點進行電路信息采樣的基礎上實現的，關鍵是：所述的方法步驟如下：

a、對每一個支路以及每一個支路上的節點進行編號，建立所有支路流入節點的標準電路信息數據庫，存儲在后臺計算機中；

b、在每一個節點上設置有信息采集單元，該信息采集單元均實時采集節點上的電路信息，該電路信息定義為觀測信息，反饋給后臺計算機中；

c、后臺計算機實時處理所有信息采集單元的觀測信息并與標準電路信息數據庫中的標準電路信息進行對比，計算出是否具有電路信息變化量；

d、判定：如果某一節點的電路信息變化量為0，說明配電網該節點當前不存在故障，如果該節點的電路信息變化量不等于0，后臺計算機判定配電網該節點當前存在故障，并且讀取該支路與該節點的編號，故障定位完畢。

進一步的，所述的信息采集單元為電壓采集單元，標準電路信息數據庫中存儲的標準電路信息為所有支路上的每一個節點的標準電壓信號，在此基礎上，所述的步驟d判定故障時，如果某一節點的電壓變化量為0，說明配電網該節點當前不存在故障，如果該節點的電壓變化量不等于0，后臺計算機判定配電網該節點當前存在故障，并且讀取該支路與該節點的編號，故障定位完畢。

進一步的，所述的步驟c中后臺計算機具體處理過程為：

定義阻抗矩陣Z，觀測信息矩陣C，觀測信息矩陣C為在所有節點中選取與測量節點相關的行向量組成的矩陣，建立故障定位阻抗矩陣模型：

Z＝(C^TC)^-1C^T (式1)

其中C^T為C的轉置矩陣，根據行向量中的電壓變化信息，建立所有行向量電壓變化矩陣：