[发明专利]基于矩阵算法的分布式电源配电网故障定位方法及系统

说明书

本公开提供了一种基于矩阵算法的分布式电源配电网故障定位方法及系统，包括以下步骤：获取含分布式配电网的网络拓扑；根据网络拓扑构建关系描述矩阵和故障信息矩阵；将构建的关系描述矩阵和故障信息矩阵相乘，得到故障判定矩阵，判断故障区域；其中，故障判定矩阵考虑馈线终端单元的信息缺失和故障信息畸变。本公开提出了适用于含分布式电源的配电网故障定位的故障判据，对传统算法所存在的信息处理困难、计算量大、可靠性一般的问题进行了改进，所采用的矩阵算法计算简单、可靠性强；基于PSCAD搭建模型实现单一故障到多重故障的模拟，充分考虑信息缺失与信息畸变的情况，实现高准确率、强适应性的配电网故障定位。

技术领域

本公开属于电力系统配电网保护技术领域，具体涉及一种基于矩阵算法的分布式电源配电网故障定位方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

电力系统主要由发电厂、输电网、配电网和电力用户构成，而配电网是从发电厂或输电网中接受电能并将电能通过配电设施供给各电力用户的电力网。作为电力供给侧的最后一环，配电网的安全稳定对于整个电力系统而言具有重要的意义。

当配电网某处线路发生故障时，能否及时快速准确的定位故障区域，并及时恢复非故障区域的电力供应关系到整个电力系统的供电可靠性和稳定运行能力。随着新能源电站在电力系统中的渗透率不断上升，配电网的结构逐渐演变成为了电源和用户互联的复杂多电源网络，因此导致了传统意义上的配电网故障定位方法已经越来越不适应新型电力系统的需求，主要体现在准确性和普适性的降低。因此研究含有分布式电源的配电网的故障定位方法不仅在提升电力系统的供电可靠性上，也在促进分布式电网的发展上有着重要的意义。目前的配电网广泛应用了馈线终端单元(Feeder Terminal Unit，简称FTU)，基于FTU的故障定位方法应运而生，针对传统配电网故障定位方法存在的不足如运算复杂、计算周期长、定位准确性差的问题，需要对传统的故障定位算法进行相应的改进与优化，需要根据FTU来实现一种更合理更完备的方法来实现故障定位。

针对目前的配电网，主要的故障定位算法可以分为直接算法和间接算法，直接算法包括基于图论的过热弧搜索法和矩阵算法，间接算法包括基于人工智能的人工神经网络、遗传算法、专家系统等；但是这些传统有源配电网故障定位存在着准确性低、适应性差的问题，亟需进行配电网故障定位的相关研究，以提高电力系统运行的可靠性。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提出了一种基于矩阵算法的分布式电源配电网故障定位方法及系统，采用矩阵算法进行故障的求解，提高了配电网故障定位的准确性与可靠性。

根据一些实施例，本公开的第一方案提供了一种基于矩阵算法的分布式电源配电网故障定位方法，采用如下技术方案：

一种基于矩阵算法的分布式电源配电网故障定位方法，包括以下步骤：

获取含分布式配电网的网络拓扑；

根据网络拓扑构建关系描述矩阵和故障信息矩阵；

将构建的关系描述矩阵和故障信息矩阵相乘，得到故障判定矩阵，判断故障区域；

其中，故障判定矩阵考虑馈线终端单元的信息缺失和故障信息畸变。

作为进一步的技术限定，获取含分布式配电网的网络拓扑前，需要获取馈线终端单元属性矩阵，对馈线终端单元属性矩阵进行逆运算，得到含分布式配电网的网络拓扑。

进一步的，在获取馈线终端单元属性矩阵的过程中，先判断馈线终端单元是否正常通信，若正常通信则直接根据馈线终端单元的状态数据输出馈线终端单元属性矩阵，否则进行馈线终端单元属性矩阵的重构。

进一步的，所述馈线终端单元属性矩阵的重构是将通信异常的馈线终端单元原有馈线终端单元属性矩阵中的通信故障行元素进行替换删除，生成新的馈线终端单元属性矩阵。