[发明专利]一种基于广域通信法的直流配网故障区段定位方法

权利要求书

1.一种基于广域通信法的直流配网故障区段定位方法，它包括：

步骤1、对故障指示器和馈线区段进行编号，设故障指示器和馈线区段的最大编号分别为M和N；

步骤2、采集故障指示器检测到的状态信息；

步骤3、构建基于实际测量状态信息的非线性整数规划模型；

步骤4、求解非线性整数规划模型得到故障指示器的期望状态信息；定义期望的状态信息为一个M×M阶的对角矩阵Y，其中的对角元素

步骤5、构建网络定向关联矩阵D_A；

步骤6、将网络定向关联矩阵D_A与期望状态信息矩阵Y相加得到故障判断矩阵P；

步骤7、考察故障判断矩阵P中的元素，进行故障区段定位。

2.根据权利要求1所述的一种基于广域通信法的直流配网故障区段定位方法，其特征在于：步骤1所述的故障指示器为单向故障指示器；每个故障指示器与数据处理中心以无线通信的方式传递测量到的状态信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于广域通信法的直流配网故障区段定位方法，其特征在于：故障指示器安装在直流配网中靠近断路器的地方。

4.根据权利要求1所述的一种基于广域通信法的直流配网故障区段定位方法，其特征在于：所述单向故障指示器的保护方向为从变电所指向各个支路末端。

5.根据权利要求1所述的一种基于广域通信法的直流配网故障区段定位方法，其特征在于：步骤3所述构建基于实际测量状态信息的非线性整数规划模型的方法包括：

建立如式(1)所示目标函数

min α₁*N_failure+α₂*N_malfunction (1)

式中，α₁和α₂分别为故障指示器漏报和误报的权重因子，α₁＝0.75，α₂＝0.83；N_failure为故障指示器漏报的数量，即N_malfunction为故障指示器误报的数量，即f_i表示第i个故障指示器发生漏报；m_i表示第i个故障指示器发生误报；

步骤3.2：建立如式(2)所示的约束条件

式中，和为第i个和第l个故障指示器的期望状态信息；Ω_{FI_l}表示故障指示器l上游的故障指示器集合；Ω_FI表示整个配电网中的故障指示器集合；上游是指从该指示器处至变电所之间的故障指示器集合，下游则是从该指示器处至沿支路末端之间的故障指示器集合；

步骤3.3：建立如式(3)所示的约束条件

式中，表示第i个故障指示器实际测量的状态信息；∧为逻辑“与”；∨为逻辑“或”；～为逻辑“非”；

步骤3.4：建立如式(4)所示的约束条件

式(4)表明了决策变量f_i,m_i之间的逻辑关系；

构建出一个以式(1)为目标函数，以式(2)、式(3)和式(4)为约束条件的非线性整数规划模型。

6.根据权利要求1所述的一种基于广域通信法的直流配网故障区段定位方法，其特征在于：所述求解非线性整数规划模型方法为：采用LINGO 12.0求解非线性整数规划模型。

7.根据权利要求1所述的一种基于广域通信法的直流配网故障区段定位方法，其特征在于：步骤5所述构建网络定向关联矩阵D_A的方法为：

假设整个网络有M个故障指示器，则可以构造一个M×M阶方阵，若故障指示器i和j之间仅存在一条馈线且该馈线的正方向与故障指示器的保护方向一致，则对应的矩阵D_A中的元素a_ij＝1，而a_ji＝0，第i行的其他元素也置为0，即a_ik＝0(k≠i)。

。

8.根据权利要求1所述的一种基于广域通信法的直流配网故障区段定位方法，其特征在于：步骤7所述考察故障判断矩阵P中的元素，进行故障区段定位的方法为：若p_ii＝1，对所有的p_ij＝1(j≠i)都有p_jj＝0，则故障指示器i和j之间存在故障；若p_ii＝1对所有的p_ij＝0，则故障指示器i属于馈线末端且与编号一致的馈线区段为故障区段。