[发明专利]基于预测校正技术的配电网容错性在线故障定位方法

摘要

本发明公开一种基于预测校正技术的配电网容错性在线故障定位方法，其步骤如下利用配电网独立区域拓扑连接和潮流输移关系，建立配电网优先级结构辨识矩阵；基于独立区域过电流信息向量集和配电网优先级结构辨识矩阵，构建故障独立区域判定矩阵，确定故障独立区域故障辨识系数，辨识出发生故障的独立区域；以独立区域为基本分界限，建立代数关系描述的开关函数模型，构建配电网故障区段辨识的预测模型与校正模型；利用预测校正算法实现配电网馈线单一故障或复杂多重故障区段的辨识。本发明具有更高的信息畸变容错能力、强通用性、高可靠性，能够有效实现配电网任意复杂多重短路故障的区段辨识，具有全局收敛性，实现便捷，故障辨识效率高。

主权项

一种基于预测校正技术的配电网容错性在线故障定位方法，其特征在于，其步骤如下：步骤1：利用配电网地理信息系统收集配电网基本拓扑信息，建立配电网独立区域，利用配电网独立区域的拓扑连接和潮流输移关系，建立配电网优先级结构辨识矩阵P'；步骤2：基于独立区域过电流信息向量集G和配电网优先级结构辨识矩阵P'，构建故障独立区域判定矩阵P，确定故障独立区域故障辨识系数K，进而辨识出发生故障的配电网独立区域；步骤3：以独立区域为基本分界限，建立代数关系描述的开关函数模型，构建配电网故障区段辨识的预测模型与校正模型，实现馈线区段的预测和故障区段的确定；步骤4：利用预测校正算法实现配电网馈线单一故障或复杂多重故障区段的辨识，主站向故障馈线区段紧邻的自动化开关发送分闸命令，实现馈线故障区段的隔离；所述配电网优先级结构辨识矩阵P'的建立方法是：配电网优先级结构辨识矩阵P'的行数和列数均等于独立区域的数量；矩阵P'的对角线元素全为1；对于非对角线元素若独立区域i和独立区域j紧邻，且独立区域i优先级高于独立区域j，则元素P'i,j为1，第j行的其余列的元素为0；若独立区域j优先级高于独立区域i，则元素P'i,j为1，第i行的其余列的元素为0；所述辨识出发生故障的配电网独立区域的方法为：(1)建立独立区域过电流信息向量集G：独立区域过电流信息向量集G＝[Gi]T的元素个数为独立区域的数量，若独立区域内任意馈线支路的FTU自动化终端采集到过流信息，则表示所在独立区域有过流信息，元素Gi用数字1表示，否则元素Gi用数字0表示；(2)构建故障独立区域判定矩阵P：依据独立区域过电流信息向量集G，找出独立区域过电流信息向量集G中非零元素所在行，找出与其对应行的配电网优先级结构辨识矩阵P'中的非对角线的非零元素所在列，并将对应列的所有元素置为0，得到故障独立区域判定矩阵P；(3)确定故障独立区域故障辨识系数K：K＝[Ki]T的确定利用故障独立区域判定矩阵P×独立区域过电流信息向量集G确定；(4)判断存在故障的独立区域：故障独立区域故障辨识系数K中元素Ki为1对应的独立区域i内存在馈线故障；所述开关函数模型的构建方法是：(1)首先以独立区域为基本单元，采用因果关联分析理论找出独立区域内与监控点上传故障报警信息直接相关的因果设备；(2)基于单一馈线故障假设和区域内故障电流的作用叠加特性建立开关函数的代数关系模型；所述配电网故障区段辨识的预测模型的构建方法是：基于松弛定理和二次凸规划极值理论构建配电网故障辨识二次凸规划模型作为配电网故障区段辨识的预测模型，配电网故障辨识二次凸规划模型为：minf(X)=Σj=1JΣi=L+1L+NjKjBi(X)Bi(X)=[Ii*-Ii(X)]2Ii(X)=Σi=L+1L+Njx(i)L=Σi=0j-1NiX=x(1)x(2)...x(Σj=1JNj)0≤X≤1N0=0,i=1,2,...,Σj=1JNj;]]>其中，X为馈线状态集，f(X)为优化目标函数，J为配电网独立区域编号，Nj为独立区域馈线支路总数，为电流越限信息报警集I*中第i个元素，Ii(X)为第i个自动化开关的开关函数，Bi(X)为第i个自动化开关的电流越限信息逼近关系函数，x(i)为馈线i的馈线状态信息，Nj为第j个配电网独立区域馈线数；所述配电网故障区段辨识校正模型的构建方法是：设分别为预测模型的全局最优点及其目标函数值，ΔX为自变量扰动量，为优化目标函数f(X)的一阶导数矩阵，配电网故障定位的校正模型为：minh(ΔX)=▿f(X‾*)TΔX+g(ΔX)g(ΔX)=12ΔXT▿2f(X‾*)ΔX(X‾*+ΔX)⊥(1-X‾*-ΔX)=0;]]>其中，h(ΔX)为优化目标函数f(X)泰勒级数展开式的一阶及二阶项的代数和，g(ΔX)为优化目标函数f(X)泰勒级数的二阶项，为目标函数的二阶导数矩阵，即海森矩阵。