[发明专利]一种配电网单相接地故障的定位方法

权利要求书

1.一种配电网单相接地故障的定位方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1、依据配电网的拓扑结构建立配电网模型，在配电网模型的节点上间隔配置D-PMU，并测量相应节点的三相电流、三相电压、零序电流、零序电压；

步骤2、计算未配置D-PMU节点的三相电压、三相电流、零序电流、零序电压；

步骤3、基于各节点的三相电流计算各节点在一个时间窗内的故障图权重S′_i,k；具体过程为：

步骤3.1、提取一个时间窗内各节点三相电流序列；

步骤3.2、计算各节点各相电流序列的标准差S_i,k，i为节点编号，k为相的标记；

其中，t₀为起始时刻即故障发生的时刻，f为D-PMU的采样频率，I_t,i,k为节点i在t时刻故障相电流的幅值，为节点i的在一个时间窗T内三相电流幅值的平均值，k＝a,b,c；

步骤3.3、比较S_i,a,S_i,b,S_i,c三个值的大小，若有一个值远大于另外两个，则该相为故障相，所有节点的k取该相；

步骤3.4、计算各节点零序电流与零序电压的相位差△θ，并用取整函数处理△θ；

步骤3.5、计算各节点的故障图权重S′_i,k为：

S′_i,k＝S_i,k·σ_i(Δθ)；

步骤4、依据配电网的拓扑结构在图数据库上建立配电网的图模型，计算配电网的图模型中相邻两个节点形成的边权重；

步骤5、在配电网的图模型上运行改进的并行鲁汶算法，得到多个社区；其中，将并行鲁汶算法第二阶段中，顶点社区归属改变时的约束条件进行修改，其约束条件由△Q0变为了如下式：

ΔQ0 or ∑S′_i,k＝∑|S′_i,k|,v_i∈C_i；

ΔQ表示顶点分别移动到相邻顶点社区带来的模块度增益；

步骤6、基于改进的并行鲁汶算法的运行结果自顶向下进行搜索，根据故障图权重S′_i,k确定第一个故障区段的顶点M；

步骤7、判断顶点M是否配置D-PMU，若配置了，则直接输出故障区段在顶点M与后顶点N对应的节点之间；若顶点M未配置D-PMU，分别访问顶点M的前顶点L和后顶点N，计算前顶点L和顶点M在一个时间窗内故障图权重比值θ，通过θ的大小来判断故障区段的另一个节点，从而定位出故障区段。

2.根据权利要求1所述一种配电网单相接地故障的定位方法，其特征在于，步骤1在配电网模型上间隔配置D-PMU的节点具体过程为：对配电网模型节点进行编号，末端节点未配置D-PMU，其余节点中任意两个相连的节点中只有一个节点配置D-PMU。

3.根据权利要求2所述一种配电网单相接地故障的定位方法，其特征在于，步骤2中所述计算未配置D-PMU节点的三相电压和三相电流具体过程为：

判断节点i是否为末端节点，如果是，则节点i通过其前向的节点h的有功负荷P_i,无功负荷Q_i求出节点i的三相电压：

其中Z_hi表示节点h与节点i之间的线路阻抗，J表示虚数；

如果节点i不是末端节点，节点i通过其后向的节点j求出其三相电压；

其中Z_hi表示节点h与节点i之间的线路阻抗；

节点i通过其前向的节点h求出其三相电流；

k＝a,b,c；其中k为相的标记；

则未配置D-PMU节点i的零序电流表示为：

则未配置D-PMU节点i的零序电压表示为：

4.根据权利要求1所述一种配电网单相接地故障的定位方法，其特征在于，步骤3中所述时间窗T设置为0.05s。