[发明专利]一种配电网单相接地故障的定位方法

说明书

本发明公开了一种配电网单相接地故障的定位方法，在自配电网模型的首端节点开始间隔配置D‑PMU，计算未配置D‑PMU节点的三相电流序列以及故障发生时一个时间窗内各节点故障相电流的标准差；在图数据库上依照配电网模型拓扑结构建立配电网图模型，每条边取得对应的权重后运行IPLM，最终，在IPLM运行结果的基础上自顶向下查询故障区段的第一个顶点，并根据该顶点与前一个顶点权重之比来确定准确的故障区段。本发明配电网单相接地故障定位方法，利用图计算理论和图数据库平台，只在配电网模型中一半节点配置D‑PMU的情况下实现了单相接地故障的快速准确定位，在部分D‑PMU失去时间同步性时，仍能准确定位故障区段。

技术领域

本发明属于电网中故障定位技术领域，具体涉及一种配电网单相接地故障的定位方法。

背景技术

我国配电网的特点是供电半径长、线路分支多、量测系统不完善。准确地定位故障区段是快速排除配电网故障的重要条件。单相接地故障是所有故障中发生频率最高的故障，约占到所有故障的80％。单相接地故障具有故障特征不明显、易受噪声干扰等特点，这导致了单相接地故障发生时难以被准确定位。

目前，配电网故障定位的方法主要有阻抗法、行波法、注入信号法和广域测量信息法。基于阻抗法的配电网故障定位方法对故障的过度电阻和故障相角非常敏感，随着配电网的网络结构越来越复杂且线路参数不准确，阻抗法的准确性受到了极大的影响。基于行波法的配电网故障定位方法不受系统运行方式和故障电阻的影响，但是容易受到配电网线路分支的影响。注入信号法与其他三种方法不同，需要通过向配电网中注入信号来定位故障的位置，这类方法需要辅助设备和额外的操作，增加了潜在的风险和成本。随着广域测量技术的发展，相量测量单元(PMU)的体积逐渐减小，成本降低，这使得配电网络的状态估计更加可靠，越来越多的学者采用广域测量信息来进行配电网的故障定位方法，本发明就是一种基于广域测量信息法的配电网故障电网方法。

现阶段，基于广域信息的配电网故障定位研究大多依赖于在配电网模型中大量布置D-PMU或uPMU等高精度的测量单元。这类研究的结果虽然可以准确定位配电网的故障区段，但仍存在两个重要的缺陷，一是这类研究在配电网模型上大量布置测量单元极大地增加了成本，经济上不具有可行性，二是这类研究主要依赖广域测量信息，没有充分利用配电网的拓扑结构信息。有部分学者进行了只基于配电网模型的首末端配置D-PMU的配电网故障定位研究，这类研究可以定位两相短路故障和两相短路接地故障，无法准确定位单相接地故障。

发明内容

本发明的目的是提供一种配电网单相接地故障的定位方法，能够在配电网模型中一半的节点上配置D-PMU的情况下，实现单相接地故障的快速准确定位。

本发明所采用的技术方案是，一种配电网单相接地故障的定位方法，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；

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IPLM，得到多个社区；

步骤6、基于IPLM的运行结果自顶向下进行搜索，确定第一个故障区段的顶点M；

步骤7、分别访问顶点M的前顶点L和后顶点N，计算前顶点L和后顶点N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。

本发明的特点还在于：