[发明专利]含分布式电源的配电网故障区段定位方法

说明书

一种含分布式电源的配电网故障区段定位方法，属于电网技术领域。本发明的目的是采用自适应步长的布谷鸟搜索算法对含分布式电源的配电网故障进行定位的含分布式电源的配电网故障区段定位方法。本发明步骤包括：建立配电网故障定位数学模型，建立一个能够反映线路当前运行状态和配电开关状态之间联系的函数，为了反映实际故障与假设故障之间的误差，建立评价函数，引入布谷鸟搜索算法，对布谷鸟搜索算法进行自适应步长的调整，通过经典算例来对本文提出的算法进行仿真验证，并与其他算法的结果进行对比。本发明通过建立改进的开关函数和评价函数模型，提出了一种基于布谷鸟搜索算法故障定位新方法。同时针对布谷鸟算法后期收敛速度慢、求解精度低的不足，引入自适应步长的改进办法，加快了布谷鸟搜索算法的搜索速度，提高了收敛精度。

技术领域

本发明属于电网技术领域，特别是涉及中低压配电网故障定位技术。

背景技术

随着各类分布式电源大量接入配电网，使得传统的辐射状网络变成含有中小型电源的多电源网络，很多适用于单电源配电网的故障定位算法不能满足新型配电网的故障定位要求，这给配电网的故障定位带来一定的挑战。

目前，基于馈线终端单元(Feeder Terminal Unit，FTU)的配电网故障定位方法可分为两大类，直接法和人工智能算法。直接法一般指的是矩阵算法，该算法简单直观，计算速度快，但容错性较差，由于FTU多安装在自然环境较恶劣的户外，上传的信息容易发生丢失或畸变，所以该算法的实际应用效果并不理想。人工智能算法是将配电网故障区段定位问题转化为0-1整数规划问题，通过建立配电网故障定位的数学优化模型，利用二进制算法在离散域内求取最优解，如遗传算法、粒子群算法、蚁群算法等，这些算法的优点是容错性好，但是随着分布式电源接入的增多，配电网结构的逐渐复杂，这些算法都出现了收敛速度较低、准确率不高的问题，需要对算法进行进一步的完善。

发明内容

本发明的目的是采用自适应步长的布谷鸟搜索算法对含分布式电源的配电网故障进行定位的含分布式电源的配电网故障区段定位方法。

本发明步骤包括：

S1：建立配电网故障定位数学模型，将配电网故障区间定位问题描述为一个具有0-1离散约束条件下的最优化问题；

S2：建立一个能够反映线路当前运行状态和配电开关状态之间联系的函数，实现从开关故障电流越限情况到线路故障状态的转换；

S3：为了反映实际故障与假设故障之间的误差，建立评价函数，函数值越小，表示误差越小，得到的故障区段越准确；

S4：引入布谷鸟搜索算法(CS)，并阐述该算法原理；

S5：对布谷鸟搜索算法进行自适应步长的调整，提高该算法的全局搜索能力和求解精度；

S6：通过经典算例来对本文提出的算法进行仿真验证，并与其他算法的结果进行对比。

本发明所述步骤S1包括：

配电网故障区间定位问题是实质上可以描述为一个具有0-1离散约束条件下的最优化问题，其数学模型为：

式中：f(X)为所求的目标函数；n为参数变量的维数，表示候选故障区间数；x(i)为第i维变量的取值，表示第i个线路区间的故障状态，故障时为1，否则为0；X为线路区段状态向量。

本发明所述步骤S2包括：

在含多个分布式电源的配电网中，传统的二元故障状态编码方式不再适用；为解决这个问题首先假定由系统电源流向用户端的方向为馈线正方向，同时引入三元编码形式，规定故障电流I_j为：