[發明專利]基于多源數據協同的配電網電纜故障區段辨識方法

在審

• 申請號: 202110359588.X
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113092936A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 梁睿;唐澤華;王全金;王子龍;彭楠;張鵬
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52;G01R19/00
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 施得運

本發明公開了一種基于多源數據協同的配電網電纜故障區段辨識方法，首先，根據配電網量測終端和電纜區段拓撲信息，在系統發生故障時，采集故障電纜饋線上不同區段首端接地線電流、零序電流以及故障指示器告警狀態，構建配電系統多源信息庫；其次，由零序電流方向判據、故障指示器區段指示判據和基于電纜接地線電流的區段辨識判據對上述數據進行布爾化，形成二元決策序列；再次，以上述判據為邏輯約束，建立混合整數線性規劃故障分析模型；最后，求解模型最優解，在結果中提取相應決策變量實現故障區段辨識。本方法能夠克服數據可能存在的不確定性的影響，具有較高的故障區段辨識精度及魯棒性。

技術領域

本發明涉及配電網故障區段辨識領域，尤其是一種基于多源數據協同的配電網電纜故障區段辨識方法。

背景技術

近年來，我國經濟發展帶動了城鎮化和工業化水平的不斷加深，電力系統也得到了長足的發展，配電網系統規模不斷擴大，結構愈發復雜，電力電纜在城網供電中占比加大，配電網原有架空線路逐漸被地下電纜取代。地下電纜與架空輸電線路在結構和運行方式上的不同，決定了他們在故障特征上存在差異，這對現有故障定位技術提出了新的要求。

為了應對增長的故障定位難度，諸多電力企業正在推進配電系統中智能傳感器的部署，應用配電自動化系統(DAS)對網絡故障進行自動分區和定位，并對智能傳感器進行管理，以提高針對電力電纜的故障定位精度。通過DAS所獲得的實時或近實時的配電系統運行數據，大大增加了可用于故障定位的故障分析數據量，但這也帶來了一個新的問題，即當配電網操作中心所存儲的數據存在不完整或不正確時，基于錯誤數據實現的故障診斷，無疑會增加故障區段辨識的誤判率。

面對以上挑戰，研究配電網電纜的故障特征，提出利用可得的多源數據實現高效、準確的系統化故障區段辨識方法具有重要意義。

發明內容

發明目的：為解決目前配電網電纜故障區段辨識存在的問題，本發明提出一種基于多源數據協同的配電網電纜故障區段辨識方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

1、基于多源數據協同的配電網電纜故障區段辨識方法，其特征在于，包括依次執行的步驟(1)至(5)：

(1)基于配電網量測終端和電纜區段拓撲信息，構建配電系統多源信息庫；

(2)故障發生后，識別故障范圍的電纜區段集合Ω_CS和配電自動化終端集合Ω_DTU，采集故障電纜饋線上不同區段首端接地線電流I^esc、零序電流I₀以及故障指示器告警狀態；

(3)由零序電流方向判據對零序電流數據實現布爾化，形成實測二元決策相量y^0_seq.*；由故障指示器區段指示判據對故障指示器告警狀態數據實現布爾化，形成實測二元決策相量y^RFI*；由基于電纜接地線電流的區段辨識判據對接地線電流數據實現布爾化，形成實測二元決策相量y^esc*，組成實測二元決策相量序列y^*＝[y^esc*,y^0_seq.*,y^RFI*]；

(4)以可得數據與期望故障場景之間的失配度最小為目標函數，將零序電流方向判據、故障指示器區段指示判據和基于電纜接地線電流的區段辨識判據作為邏輯約束，建立基于混合整數線性規劃的故障分析模型；

(5)求解混合整數線性規劃模型得到最優解，在最優解中提取反映區段狀態的相應狀態變量，實現多源信息協同下的故障區段辨識。

進一步地，在步驟(3)中，通過電纜區段首端接地電流I^esc判別故障區段，基于電纜接地線電流的區段辨識判據如下：