配电网故障定位方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种配电网故障定位方法和系统，该方法包括如下步骤：获取配电网中各个测控点的电流，并将各个测控点的电流与预设整定电流进行匹配分析，得到各个测控点的状态值；根据各个测控点的编号顺序对状态值进行排列，生成故障信息数组；采用微分进化算法在故障信息数组中对满足目标函数的最小值进行寻优，获得最优解；根据最优解确定所述配电网发生故障的馈线区段。本发明专利技术能准确定位发生故障的馈线区间，不受信息畸变的影响，具有较好的收敛性、抗干扰性和容错能力，能广泛应用在配电网故障定位领域，特别是复杂配电网的故障定位领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电网
，特别是涉及一种配电网故障定位方法和系统。
技术介绍
配电网作为电能的传输单元，在电网中起到至关重要的作用，其结构类型多为辐射型，并与用户侧有着密切联系。随着经济快速发展，用电需求日益增加，致使配电网的规模日益扩大，拓扑结构渐趋复杂，故障率逐渐增高，基于此更要求系统能对故障段进行实时有效定位，使工作人员能尽快进行故障排除，从而降低经济损失。
技术实现思路
基于此，为解决现有技术中的问题，本专利技术提供一种配电网故障定位方法和系统，可以实现对配电网中单点以及多点故障的准确定位，并有很好地容错能力。为实现上述目的，本专利技术实施例采用以下技术方案：一种配电网故障定位方法，包括如下步骤：获取配电网中各个测控点的电流，并将各个测控点的电流与预设整定电流进行匹配分析，得到各个测控点的状态值；根据各个测控点的编号顺序对所述状态值进行排列，生成故障信息数组；采用微分进化算法在所述故障信息数组中对满足目标函数的最小值进行寻优，获得最优解；所述目标函数用于描述所述配电网的实际故障情况与期望故障情况的偏离程度；根据所述最优解确定所述配电网发生故障的馈线区段。一种配电网故障定位系统，包括：获取模块，用于获取配电网中各个测控点处的电流；分析模块，用于将各个测控点处的电流与预设整定电流进行匹配分析，得到各个测控点的状态值；生成模块，用于根据各个测控点的编号顺序对所述状态值进行排列，生成故障信息数组；寻优模块，用于采用微分进化算法在所述故障信息数组中对满足目标函数的最小值进行寻优，获得最优解；所述目标函数用于描述所述配电网的实际故障情况与期望故障情况的偏离程度；定位模块，用于根据所述最优解确定所述配电网发生故障的馈线区段。基于上述技术方案，可利用暂态录波装置监测各个测控点处的馈线电流变化，获得配电网中测控点的状态值，形成故障信息数组，并构造一个用于描述配电网的实际故障情况与期望故障情况的偏离程度的目标函数，利用考虑种群个体多样性的动态更新策略的微分进化算法在故障信息数组中对满足目标函数的最小值进行寻优，从而准确定位发生故障的馈线区间，不受信息畸变的影响，具有较好的收敛性、抗干扰性和容错能力，能广泛应用在配电网故障定位领域，特别是复杂配电网的故障定位领域。附图说明图1是本专利技术的配电网故障定位方法在一个实施例中的流程示意图；图2是本专利技术实施例中复杂配电网的结构示意图；图3是本专利技术实施例中的仿真实验结果示意图；图4是本专利技术的配电网故障定位系统在一个实施例中的结构示意图。具体实施方式下面将结合较佳实施例及附图对本专利技术的内容作进一步详细描述。显然，下文所描述的实施例仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应当理解的是，尽管在下文中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本专利技术范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。图1是本专利技术的配电网故障定位方法在一个实施例中的流程示意图，如图1所示，本实施例中的配电网故障定位方法包括以下步骤：步骤S110，获取配电网中各个测控点的电流，并将各个测控点的电流与预设整定电流进行匹配分析，得到各个测控点的状态值；具体的，可以在配电网的各个测控点处安装暂态录波装置，暂态录波装置可以监测测控点所在馈线的电流变化。在本实施例中，可通过暂态录波装置获取各个测控点的电流，然后将测控点的电流与预设整定电流进行匹配分析，得到各个测控点的状态值，该状态值即可作为测控点的故障信息。步骤S120，根据各个测控点的编号顺序对所述状态值进行排列，生成故障信息数组；测控点是在馈线上按顺序配置的，因此各个测控点均有其编号，按照测控
点的编号顺序对测控点的状态值进行排列，得到故障信息数组。在一种可选的实施方式中，若测控点的电流与预设整定电流相匹配，表示测控点处的设备工作正常，则该测控点的状态值为“0”；若测控点的电流与预设整定电流不匹配，表示监测到故障电流，该测控点处有设备发生故障，则该测控点的状态值为“1”。按照测控点的编号顺序对测控点的状态值进行排列，就可以获得由“0”和“1”构成的离散数据，由该离散数据生成故障信息数组。步骤S130，采用微分进化算法在所述故障信息数组中对满足目标函数的最小值进行寻优，获得最优解；在本实施例中，目标函数用于描述配电网的实际故障情况与期望故障情况的偏离程度。在一种可选的实施方式中，对于简单配电网，可构造如下的目标函数为： F = Σ j = 1 N | X ( j ) - Y ( j ) | + μ Σ j = 1 N | Z ( j ) | - - - ( 1 ) ]]>在公式(1)中，X(j)为故障信息数组X的第j个元素，表示测控点j的状态值；Y(j)为期望状态数组Y的第j个元素，表示测控点j的期望状态值。为了避免出现误诊断，公式(1)中增加了一项表示故障设备总数，其中：μ为加权系数，μ∈[0,1]；Z(j)为测控点j处故障设备的数量，N为测控点的总数量。对于复杂程度较高的配电网，所构造的目标函数需要将网络电流的流向考虑进去，用以处理闭环运行的配电网故障定位问题。假定由一段电源对全网进行供电，网络中功率流出方向为馈线的正方向，即将闭环运行配电网故障定位转换为简单配电网故障定位，则可构造如下的目标函数：F＝p1·(F1(n→m)+F1(m→n))+p2·F2 (2)在公式(2)中，F1(n→m)表示配电网的第一区域由n端单独进行供电且网络正方
向设定为从n到m时对应的第一目标函数，其中n是第一区域馈线的首端，m是第一区域馈线的末端；F1(m→n)表示配电网的第一区域由m端单独进行供电且网络正方向设定为从m到n时的第二目标函数。F2表示配电网的第二区域对应的第三目标函数；p1、p2为系数，在第一区域中有测控点处的设备发生故障时，p1取1，若第一区域中无设备发生故障，p1取0；同理，第二区域中有测控点处的设备发生故障时，p2取1，若第一区域中无设备发生故障，p2取0。对于已构造的目标函数，采用微分进化算法在已生成的故障信息数组中对满足目标函数的最小值进行寻优，获得最优解。微分进化算法是基于群体的随机优化方法，它具有简单、快速、鲁棒性好等特点。本实施例中利用考虑种群个体多样性的动态更新策略的微分进化算法，实现了增强全局搜索能力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网故障定位方法，其特征在于，包括如下步骤：获取配电网中各个测控点的电流，并将各个测控点的电流与预设整定电流进行匹配分析，得到各个测控点的状态值；根据各个测控点的编号顺序对所述状态值进行排列，生成故障信息数组；采用微分进化算法在所述故障信息数组中对满足目标函数的最小值进行寻优，获得最优解；所述目标函数用于描述所述配电网的实际故障情况与期望故障情况的偏离程度；根据所述最优解确定所述配电网发生故障的馈线区段。

【技术特征摘要】
1.一种配电网故障定位方法，其特征在于，包括如下步骤：获取配电网中各个测控点的电流，并将各个测控点的电流与预设整定电流进行匹配分析，得到各个测控点的状态值；根据各个测控点的编号顺序对所述状态值进行排列，生成故障信息数组；采用微分进化算法在所述故障信息数组中对满足目标函数的最小值进行寻优，获得最优解；所述目标函数用于描述所述配电网的实际故障情况与期望故障情况的偏离程度；根据所述最优解确定所述配电网发生故障的馈线区段。2.根据权利要求1所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述根据对比结果得到故障信息数组的过程包括：若所述测控点的电流与预设整定电流相匹配，则所述测控点的状态值为“0”；若所述测控点的电流与预设整定电流不匹配，则所述测控点的状态值为“1”。3.根据权利要求1所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述目标函数为：其中，X(j)为故障信息数组X的第j个元素，表示测控点j的状态值；Y(j)为期望状态数组Y的第j个元素，表示测控点j的期望状态值；μ为加权系数，μ∈[0,1]；Z(j)为测控点j处故障设备的数量，N为测控点的总数量，表示故障设备总数。4.根据权利要求1所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述目标函数为：F＝p1·(F1(n→m)+F1(m→n))+p2·F2其中，F1(n→m)表示所述配电网的第一区域由n端单独进行供电且网络正方向设定为从n到m时对应的第一目标函数，其中n是所述第一区域馈线的首端，m是所述第一区域馈线的末端；F1(m→n)表示所述配电网的第一区域由m端单独进行供电且网络正方向设定为从m到n时的第二目标函数；F2表示所述配电网的第二区域对应的第三目标函数；p1、p2为系数。5.根据权利要求1至4中任一项所述的配电网故障定位方法，其特征在于，所述采用微分进化算法在所述故障信息数组中对满足目标函数的最小值进行寻优的过程包括：将所述故障信息数组作为一个种群，并初始化所述种群；对所述种群进行变异处理、交叉处理以及选择处理，进化所述种群，并根据进化后的种群中的每个个体计算所述目标函数的值；当微分进化算法的终止条件满足时，停止进化所述种群，根据当前的种群中使所述目标函数的值最小的个体输出最优解。6.一种配电网故障定位系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：周克林，余南华，
申请(专利权)人：广州中超合能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44