[发明专利]一种配电网微距差动算法及其构成原理

权利要求书

1.一种配电网故障后准确定位、切除故障点、隔离故障点成为孤岛、实现配网网络重构的算法及构成。包含整体的数学建模及相关阻抗矩阵及其判据、微距差动整数矩阵算法、相邻设备微差动算法，其特征在于，配电网故障时可以准确的定位故障点、隔离故障设备、缩小停电范围、缩短停电时间、通过网络重构随即恢复部分非故障设备停电用户的供电。同时，还可简化配电网保护定值计算、实现配电网保护的级间定值的配合、提高配电网运行的安全性；

此技术既可以独立使用，也可以成为配网自动化系统的组成部分。

专利的主要数学模型：与阻抗矩阵Z配合的故障定位逻辑判别之模型、算法；集中控制方案的状态码整数关联矩阵构造模型、算法；相邻设备状态字等反推差流识别且构成微距差动保护及其网络重构技术模型、算法。

2.根据权利要求1所述一种与阻抗矩阵Z结果配合的故障定位逻辑判别之模型、算法，其特征在于，阻抗矩阵Z确定故障线路后，能够实现更准确地切除故障点，如式(1)所示。

3.根据权利要求1所述一种配网系统混合整数计算的目标函数，其特征在于，靠近故障点的开关保护动作时间最短，且电源侧相邻开关不会误动，如式(2)所示。同时包括配网系统混合整数计算的期望值，其特征在于，配网任何地点故障，本专利的技术实施后的保护动作跳闸时间不超过0.8秒，且不因配网规模、保护的定值而变化，如式(3)所示。与之配合的是整理出配网分区的备用开关、故障后可能重构网络恢复供电的开关，组建可用开关集。确认故障点Dk且为孤岛后，可从此集合中选定故障点关联的可用开关，为网络重构方案准备了数据，以快速恢复非故障设备的送电，如式(4)所示；

在上述基础上网络重构算法，其特征在于，与L支路相关的网络重构开关(见图2中的开环点开关)收到相关信息后，H_j的合闸的判据式如(6)所示。

4.根据权利要求1所述一种实现切除母线故障的微差动算法，其特征在于，对于开闭所或环网柜而言，即图1中的A-DL₂、B-DL₂开关，当其流过故障电流而其所带母线上出线没有故障电流流过，运算式如(5)所示。在配网的低压系统不可能配置母差的情况下，专利技术此方法实现了配网母差。

5.根据权利要求1所述一种整数矩阵运算，其特征在于，把环网柜等的开关保护动作状态字矩阵ZT_HC预先设置成为N x 10(或其它数)的标准化的全0阵，可对其操作，如式(7)所示；

与上述关联对应的开闭所整数矩阵运算，其特征在于，把开闭所等的开关保护动作状态字矩阵ZT_KB预先设置成为m x 10(或其它数)的标准化的全0阵，可对其操作，如式(8)所示。

6.根据权利要求1所述一种整数矩阵运算，其特征在于，若发生故障，判断一个开闭所或环网柜是否开展计算的判别式，如式(14)所示；

故障后，当ZT_HC和ZT_KB已经形成，主站(或者子站)根据网络结构，则把该矩阵与上一级的列矩阵相乘，计算出故障点。如式(9)～(13)所示。

7.根据权利要求1所述一种相邻间隔微差动算法，其特征在于，一个开关的保护动作后是否与相邻开关存在差流而应该有选择性跳闸，判据式如(15)所示。

8.根据权利要求1所述一种相邻间隔微差动并且使故障点成为孤岛的算法，其特征在于，如果故障点至线路末端还有n-i≥2个开关(网络重构的边界条件)，那么在切除故障的时候，应该断开DL_i+1开关。这样，就使故障点成为一个孤岛，完成了全面隔离故障点的工作，切除相邻开关的运算式如(16)～(17)所示。

相关公式：

(1)T_i＝X_dl＞X_i|Min(X_dl-X_i)＝1，i＝1，；式中i表示开关在配网线路上的位置

(2)T_ti＞T_ti+1，i＝1，2…g，式中i为开关在串联网络中位置，i数值大距故障点更近

(3)T_t≤0.8s，MinT_t≤0.3s，T_t＝故障切除时间

(4)H_i＝1，k＝H_i，H_i∈D_h，H为关联开关集

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)(ZT_HC)_ij＝h_ij·h_1j，i＝1，2...n，j＝2，3...10

(10)(ZT_KB1)_1i＝b_2i∪b_2i，i＝1，2......m

(11)(ZT_KB1)_ki＝(ZT_KB1)_1i，k＝2，3......n

(12)ZT_A＝ZT_HC·ZT_KB1i

(13)ZT_A＝0，0，0，3，0，0，0，0，0，0，0

(14)

(15)

(16)

(17)