[发明专利]一种基于FTU的配电网故障定位方法

说明书

技术领域

本发明属于配电自动化领域，涉及一种基于FTU的配电网故障定位方法。

背景技术

由于现代科学技术的飞速发展和人民生活水平的大大提高，现代电力用户对于电能质量提出了更高的要求。实施智能电网建设，实现配电网自动化，对提高配电网供电可靠性、安全性和供电质量起着非常重要的作用。配电网馈线自动化是配电网自动化的重要组成部分，而配电网故障定位又是配电网馈线自动化的核心。配电网故障定位是实现配电网故障隔离和恢复供电的前提，它对于提高配电网运行效率和供电质量具有及其重要的意义。

目前的配电网故障定位的方法多数停留在理论研究上，距离实用化存在一定的差距。在实际运用中，采用较为普遍的是基于注入信号的定位方法，此类方法在配电网断线故障的情况下不能准确实现故障定位，实际运用中效果较差，且检测时间过长。另一类普遍采用的是基于故障指示器的故障定位方法，对两相和三相短路故障定位实用性较好，但对于单相接地故障定位，实用效果较差。还有一类就是根据馈线各开关处安装的馈线终端装置（FTU）所提供的故障信息（一般是过流信息）确定故障区段的故障定位法。该类方法可以自动定位出故障所在区段，在配电自动化系统中最为常用。

基于信息的故障区段定位方法有多种，其中应用较为广泛的是利用矩阵算法实现故障的分段定位，其基本思路是根据配电网的拓扑结构构建一个网络描述矩阵D，当配电网发生馈线故障时，流过故障电流的开关设备的FTU将检测到比设定值高的故障过电流，根据FTU上传开关数据得到故障信息矩阵G，通过网络描述矩阵D和故障信息矩阵G运算得到故障判定矩阵P，再利用故障判定矩阵P判断配电网发生故障的区间。对于N个节点的配电网，网络描述矩阵和故障信息矩阵都是N×N方阵，进行矩阵相乘时运算量过大，处理时间长；对于馈线末端故障，缺乏有效定位，或者定位过程比较繁琐；而且有的算法只能定位单一故障，对多点故障无法精确定位。因此如能通过定义故障电流支路末端节点判断矩阵，并通过该矩阵进行判断故障位置，能有效解决现有技术计算复杂，无法定位多个故障的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于FTU的配电网故障定位方法。该方法无需进行繁琐的矩阵相乘运算，可以很好的解决馈线末端故障定位和多点故障定位的问题，判断原理简单、有效。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提出的一种基于FTU的配电网故障定位方法，具体步骤为：

(一)：选取节点并进行编号；对于一个辐射状结构的包含电源、负荷及开关的馈线，将馈线终端装置FTU、分段开关和联络开关当作节点并进行编号；

(二)：确定网络接线的正方向；

(三)：形成网络描述矩阵D，所述网络描述矩阵D为N×N方阵，N为节点；若第i个节点和第j个节点之间存在一条馈线，正方向为从节点i流向节点j，则网络描述矩阵D上位于第i行第j列的元素dij=1，而位于第j行第i列的元素dji=0；若第i个节点和第j个节点之间不存在一条馈线，将网络描述矩阵D上不存在馈线连接的节点所对应的元素均置0；

(四)：通过馈线终端装置FTU获取故障信息；

(五)：根据获得的故障信息生成故障电流支路末端支点判断矩阵P；

所述故障信息生成故障电流支路末端支点判断矩阵D为N×N方阵，N为节点；即若第i个节点的馈线终端装置FTU的电流为故障电流，则将网络描述矩阵D中节点i对应的对角线元素置为1，同时网络描述矩阵D中第i列所有非对角线上的元素均保持不变；若第i个节点的馈线终端装置FTU的电流不是故障电流，则将网络描述矩阵D中节点i对应的对角线元素置为0，同时将网络描述矩阵D中第i列所有非对角线上的元素均置为0；

(六)：利用故障电流支路末端支点判断矩阵P判断出故障电流支路末端节点；即如果故障信息生成故障电流支路末端支点判断矩阵P中第i行只有对角线上的元素值为1，该行非对角线上的元素的值均为0，则节点i就是故障电流支路的末端节点；

(七)：通过网络描述矩阵D进行故障定位；若网络描述矩阵D中第i行存在Dij=1，则故障区段为节点i和节点j之间；若网络描述矩阵D中第i行的元素全为0，则故障区段为节点i之后的末端馈线。

本发明中，步骤(二)中确定网络接线的正方向，是以正常运行时网络的功率方向作为网络接线的正方向。

本发明中，步骤(四)中通过FTU获取故障信息的具体方法为：FTU实时采集故障信息，并通过GPRS网络上传到控制中心（SCADA）。