[发明专利]配电网故障监测装置安装位置的确定方法及系统

说明书

本发明公开了一种配电网故障监测装置安装位置的确定方法及系统，确定方法包括以下步骤：对故障监测装置的SCADA数据集进行矩阵标准化处理；对标准化数据矩阵进行奇异值分解处理；计算数据集的协方差矩阵；计算复合指标及复合指标阈值；根据复合指标是否在复合指标阈值范围内确定故障监测装置的安装位置。本发明实现配电网对状态变化敏感位置的识别，进而实现了对于配电网故障监测装置安装位置优化确定和有效识别。

技术领域

本发明涉及一种配电网故障监测装置安装位置的确定方法及系统，属于配电网故障监测技术领域。

背景技术

我国配电网络分支线多，区段线路长度不一致，线路末端所带负载类型种类多而为了监测配电网故障，需要在网络中加装故障监测装置，而由于维护、成本、监测效率等因数影响，无法在全网每个分支节点、负荷接入点等都加装监测装置，而为了实现全网故障可观测，目前故障监测装置一般选择安装在线路和各分支线路末端。这样安装存在的主要问题是：由于配电网结构复杂，当故障发生所产生的暂态高频信号经过线路分支节点的多次折反射以及线路上的能量衰减后，故障信号到达变电站端时强度无法达到故障定位装置启动条件，从而出现线路保护装置动作，故障定位装置不启动；或线路末端监测装置收到末端大量谐波的干扰，进而出现频繁误动等情况。而国内开展的关于配电网故障监测的研究中，几乎没有涉及到监测装置安装位置如何确定的问题。

而目前存在许多其他设备安装位置确定方法，例如PMU优化部署方法，往往是从网络拓扑的角度利用图论理论按最短路径进行确定，或通过优化理论在多种约束下通过最优化理论进行判别。然而这些方法均需经过多次或多重迭代，而且所确定位置是否适合故障监测没有明确的理论证明或实践验证。

配电网络由于运行、故障恢复、负荷种类、设备或线路老化等因数影响，网络中分接点、开关点、杆塔等适合安装监测装置位置上进行监测时，监测点所量测量对于系统运行状态，尤其是故障发生时的敏感度是不同的，即故障发生时敏感度高的位置上监测量无论从反应时间还是初始检测量大小或陡度一般都比低敏感度位置上的监测量要快、大或陡。因此根据这种特性山东理工大学于2017年提出了一种基于主元空间的配置方法，由于故障信息主要包含在数据残差空间中，但该方法却忽略了残差空间中故障量对安装位置识别的影响，从而使得所确定位置不是唯一且具有大量冗余。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种配电网故障监测装置安装位置的确定方法及系统，能够实现配电网故障监测装置安装位置的优化确定和有效识别。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

一方面，本发明实施例提供的一种配电网故障监测装置安装位置的确定方法，包括以下步骤：

对故障监测装置的SCADA数据集进行矩阵标准化处理；

对标准化数据矩阵进行奇异值分解处理；

计算数据集的协方差矩阵；

计算复合指标及复合指标阈值；

根据复合指标是否在复合指标阈值范围内确定故障监测装置的安装位置。

作为本实施例一种可能的实现方式，对SCADA数据集X’进行标准化处理后，得到标准化数据矩阵：

X∈R^N×m

其中，m为变量数，N为每个变量的采样数。

作为本实施例一种可能的实现方式，对标准化数据矩阵X进行奇异值分解得到：

X＝UDP^T (1)

其中，U＝[u₁,L,u_m]和P＝[p₁,K,p_m]为酉矩阵；

奇异值矩阵表示为