[发明专利]基于松弛优化的配电网故障区间高容错性故障定位方法

说明书

本发明提出了一种基于松弛优化的配电网故障区间高容错性故障定位方法，用于解决现有故障定位最优化技术的逻辑方法数值稳定性差，代数方法缺乏多重故障强适应性的问题。本发明基于故障诊断最小集理论和不等式定理，采用代数建模方法，提出了融入容错因子的配电网故障定位非线性规划模型，具有报警信息畸变时馈线多重故障的强辨识能力，无需应对互补约束的求解问题，可直接在连续域内对离散变量进行优化决策，显著降低故障辨识过程的复杂性；以此为基础，提出一种基于空间伸缩因子的松弛优化技术进行决策求解。本发明故障辨识能力强、鲁棒性好、数值稳定性强、决策效率高，契合于大规模配电网馈线故障区段定位问题，应用前景广泛。

技术领域

本发明涉及配电网故障定位的技术领域，尤其涉及一种基于松弛优化的配电网故障区间高容错性故障定位方法。

背景技术

快速准确的馈线故障区段辨识技术已成为提升配电网安全性和可靠性的关键技术手段。随着配电网智能化水平提升，利用馈线智能化终端可便捷获取馈线运行状态信息，以其为基础的馈线故障辨识方法已成为学术界的研究焦点。其中，基于故障电流信息的馈线故障区段定位技术，因原理直接、实现便捷而成为该领域的研究热点。

快速高容错性的馈线故障区段定位技术是提高配电网智能化水平的重要环节。至今，学术界对基于故障电流信息的馈线故障区段辨识方法已开展大量研究，采用的建模理论与方法主要有：人工智能技术、矩阵算法和最优化方法等。其中，人工智能故障辨识方法可应用于配电网复杂故障且具有容错性，但其对新的故障类型适应能力弱；矩阵算法的故障辨识方法原理简单、建模直接、故障定位效率高，但其多重故障定位能力和容错性不强；最优化方法的故障辨识技术依据故障诊断最小集理论，利用报警信息与故障状态的最佳逼近，通过最优化决策，实现馈线故障区段位置辨识，其与矩阵算法和人工智能技术相比，在通用性和容错性方面有显著优势，一直以来是该领域研究的重要方向。

文献[Wen F S，Chang C S.A new approach to fault diagnosis inelectrical distribution networks using a genetic algorithm[J].ArtificialIntelligence in Engineering，1998，12(1)：69-80.]最早提出了基于逻辑建模的故障区段定位群体智能优化方法，因其对于信息畸变和多重故障情景具有强适应性，吸引了众多学者对该类故障辨识方法的研究，并取得了丰硕成果；但其仍面临建模方案难于契合大规模配电网、故障辨识过程和结果具有随机性、故障定位效率低等固有缺陷。研究基于代数建模的故障区段定位最优化技术，已成为克服上述方法不足的关键。

文献[1]---申请号为201610324035.X的中国发明专利基于代数关系描述和互补理论的配电网故障定位方法，提出了配电网故障区段定位的光滑优化方法，表明基于代数建模的故障区段定位最优化技术具有可行性，但其决策方法数值稳定性不强。文献[2]---申请号为201610324013.3的中国发明专利一种配电网在线故障容错性定位的线性整数规划方法，提出了配电网故障定位的非线性方程组模型和牛顿-拉夫逊求解的故障辨识方法，数值稳定性强、故障辨识效率高。文献[3]---申请号为201610345826.0的中国发明专利基于故障辅助因子的配电网高容错性在线故障定位方法和文献[4]---[何瑞江,胡志坚,李燕,等.含分布式电源配电网故障区段定位的线性整数规划方法[J].电网技术,2018,42(11):3684-3692.]提出数值稳定好、对单故障具有高容错性的配电网故障辨识整数规划方法。但是，当馈线发生多重故障时将会出现漏判或误判现象。文献[5]---申请号为201610979581.7的基于预测校正技术的配电网容错性在线故障定位方法以文献[1]为基础，提出配电网故障定位的预测校正方法，不仅数值稳定性好，且对单一故障和多重故障具有强适应性，但其分层解耦建模过程复杂，对配电网拓扑的动态变化缺乏适应性，模型通用性不强。

发明内容

针对现有故障定位最优化技术的逻辑方法数值稳定性差，代数方法缺乏多重故障强适应性的技术问题，本发明提出一种基于松弛优化的配电网故障区间高容错性故障定位方法，。