[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

说明书

本发明公开了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：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；采集故障指示器检测到的状态信息；构建基于实际测量状态信息的非线性整数规划模型；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，其中的对角元素构建网络定向关联矩阵D_A；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；考察故障判断矩阵P中的元素，进行故障区段定位；解决了现有技术对直流配网故障区段定位存在的定位效率低下和差错率高等技术问题。

技术领域

本发明属于直流配网故障区段定位技术领域，尤其涉及一种基于广域通信法的直流配网故障区段定位方法。

技术背景

自电力行业发展以来，保证电力系统中输配网的供电可靠性就成为一个备受关注的话题。近年来，随着新能源的接入，城市规模的扩大等等，直流配网的规模日益庞大，并且对故障越来越敏感。因此，准确快速的定位出故障区段对直流配网的可靠运行具有重大的意义。

鉴于直流配网在整个电力系统的重要性，现有技术提出了多种定位方法来保证供电的可靠性，以满足人们生产、生活用电的需要。不过直到今天，维修人员通过目测的方式来检测故障的行为仍然普遍，这对他们来说是一项艰巨的任务。目测这种方法不仅消耗大量的人力，而且会消耗很长的时间，这种低效率的方法不能缩短供电系统恢复过程。除了人工方法，许多其他形式的定位方法被提了出来，按照工作原理，这些定位方位可以分为阻抗法、行波法、优化算法和矩阵算法。

阻抗法通过故障时测量点电压和电流来计算故障线路阻抗，以此求得故障距离。该方法因安装设备数量少，成本低而受到欢迎，然而在含有多支路的直流配网中，这种方法会测得多个伪故障定位点，即所谓的“多测量问题”。并且阻抗法易受过渡电阻、线路结构不对称等因素的影响，使得测量结果误差偏大。当线路发生故障时，故障点会产生高频行波，通过测量行波从故障点到测量装置接受处的时间来定位故障点，该方法基本不受过渡电阻等因素影响。行波法被成功地应用在输电线路中，许多改进的行波法也被应用到了直流配网中。然而，在故障阻抗很大的情况下，由于故障产生的行波幅值被大大削弱，定位效率会降低。而且，配电线路较输电线路更短，而行波速度将近光速，因此在计算故障距离时会存在很大的误差。

随着配电自动化的发展，大量的检测装置被安装在直流配网中，如馈线终端单元，微型向量测量单元和故障指示器等等，学者们通过这些设备提供的数据信息提出了优化算法和矩阵算法，统称为广域通信法。优化算法利用测量信息来构建合适的目标函数和约束条件，通过采用寻优方法(粒子群算法、遗传算法等等)来定位故障区段。由于寻优方法本身存在的缺陷以及直流配网测量数据的多样性，使得定位存在耗时长的不足，但该方法能够在测量信息存在畸变的情况下，实现故障的准确定位。矩阵算法因构建简单，定位效率高而得到广泛应用，然而由于对测量信息的准确性依赖性极高，因此定位容错性差，因此如何为矩阵算法提供准确的测量信息是一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于广域通信法的直流配网故障区段定位方法，以解决现有技术对直流配网故障区段定位存在的定位效率低下和差错率高等技术问题。

本发明技术方案：

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；