多分支配电网馈线短路故障定位方法、系统、介质及设备技术方案

本发明专利技术涉及配电网故障检测技术领域，本发明专利技术公开了多分支配电网馈线短路故障定位方法、系统、介质及设备，包括：按照电源侧到负荷侧的方向，依次计算每个馈线区段的故障判定系数，判断每个馈线区段是否发生故障，并记录故障点所在的馈线区段首端的1模电压和1模电流；同时，按照负荷侧到电源侧的方向，依次计算每个馈线区段的故障判定系数，判断每个馈线区段是否发生故障，并记录故障点所在的馈线区段末端的1模电压和1模电流；基于故障点所在的馈线区段两端的1模电压和1模电流，结合线路参数，通过1模基尔霍夫电压定律时域电压方程，计算得到故障点到故障点所在的馈线区段首端的距离。不受馈线分支的影响，定位精度高。定位精度高。定位精度高。

【技术实现步骤摘要】
多分支配电网馈线短路故障定位方法、系统、介质及设备


[0001]本专利技术涉及配电网故障检测
，具体的说，是涉及多分支配电网馈线短路故障定位方法、系统、介质及设备。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]配电网是直接连接用户的电网末梢，其对电能质量、供电安全等方面的要求更加敏感。配电网发生短路故障后，故障电流较大，需要快速、准确的识别出故障位置，切除故障并尽快修复，以保证配电网供电安全性和可靠性。当前馈线自动化系统实现了故障的定位（定段）、隔离和供电恢复，但尚未实现故障的精确定位，故障抢修时故障点的查找仍然费时费力。
[0004]目前，传统配电网馈线短路故障精确定位由故障测距算法实现，主要包括行波法、阻抗法和信号注入法。
[0005]行波法一般用于输电线路故障测距，测距精度高，不受线路参数、故障类型、系统运行方式的影响，但是配电网馈线较短，分支众多，容易受到反射波的干扰，导致行波波头不易识别。
[0006]阻抗法利用区段两端测量的电气量信息进行故障测距。随着越来越多的负荷分支和分布式电源(DG)接入馈线，使得忽略负荷分支的阻抗法面临严峻挑战。
[0007]注入法需要额外的信号注入源与检测设备，成本较高，且定位所需要的时间长。
[0008]综上，区段内部存在多个负荷分支和DG接入的情况，使得传统测距方法测距精度大大降低。

技术实现思路

[0009]本专利技术为了解决上述问题，本专利技术提供多分支配电网馈线短路故障定位方法、系统、介质及设备，不受馈线分支的影响，定位精度高。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一个方面提供多分支配电网馈线短路故障定位方法，其包括：获取每个馈线区段两端的1模电压和1模电流，并按照电源侧到负荷侧的方向，依次计算每个馈线区段的故障判定系数，判断每个馈线区段是否发生故障，并记录故障点所在的馈线区段首端的1模电压和1模电流；同时，按照负荷侧到电源侧的方向，依次计算每个馈线区段的故障判定系数，判断每个馈线区段是否发生故障，并记录故障点所在的馈线区段末端的1模电压和1模电流；基于故障点所在的馈线区段两端的1模电压和1模电流，结合线路参数，通过1模基尔霍夫电压定律时域电压方程，计算得到故障点到故障点所在的馈线区段首端的距离。
[0011]进一步地，若馈线区段端部为分段开关或断路器，则获取配电开关监控终端采集
的电压和电流后，采用相模变换进行解耦得到1模电压和1模电流，并将解耦得到的1模电压和1模电流，作为馈线区段端部的1模电压和1模电流。
[0012]进一步地，若馈线区段的端部为馈线接入点，则获取配电变压器监测终端采集的电压和电流后，采用相模变换进行解耦得到1模电压和1模电流，并根据解耦得到的1模电压和1模电流，计算馈线接入点处1模电压，将馈线接入点处1模电压作为馈线区段端部的1模电压。
[0013]进一步地，所述馈线接入点处1模电压为：其中，u
T(1)
为配电变压器监测终端采集的电压解耦得到的1模电压；i
T(1)
为配电变压器监测终端采集的电流解耦得到的1模电流；R
c(1)
为连接线的1模电阻，L
c(1)
为连接线的1模电感。
[0014]进一步地，所述线路参数的辨识方法为：对于某个馈线区段，在故障前的若干个时刻，记录两端的1模电压和1模电流，并通过最小二乘法求解超定方程组得到。
[0015]进一步地，所述超定方程组为：式中，R
s(1)
和L
s(1)
为线路参数，u
3(1)
为馈线区段首端的1模电压；u
4(1)
为馈线区段末端的1模电压；i
3(1)
为馈线区段首端的1模电流；R
s(1)
和L
s(1)
分别为馈线区段总长的1模电阻和1模电感。
[0016]进一步地，所述1模基尔霍夫电压定律时域电压方程为：式中，r
(1)
和l
(1)
分别为馈线区段单位长度的1模电阻和1模电感；d
f
为故障点到故障点所在的馈线区段首端的距离；u
3(1)
为馈线区段首端的1模电压；u
4(1)
为馈线区段末端的1模电压；i
3(1)
为馈线区段首端的1模电流；i
4(1)
为馈线区段末端的1模电流；R
s(1)
和L
s(1)
为线路参数。
[0017]本专利技术的第二个方面提供多分支配电网馈线短路故障定位系统，其包括：故障判断模块，其被配置为：获取每个馈线区段两端的1模电压和1模电流，并按照电源侧到负荷侧的方向，依次计算每个馈线区段的故障判定系数，判断每个馈线区段是否发生故障，并记录故障点所在的馈线区段首端的1模电压和1模电流；同时，按照负荷侧到电源侧的方向，依次计算每个馈线区段的故障判定系数，判断每个馈线区段是否发生故障，并记录故障点所在的馈线区段末端的1模电压和1模电流；故障定位模块，其被配置为：基于故障点所在的馈线区段两端的1模电压和1模电流，结合线路参数，通过1模基尔霍夫电压定律时域电压方程，计算得到故障点到故障点所在的馈线区段首端的距离。
[0018]本专利技术的第三个方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该
程序被处理器执行，该程序被处理器执行时实现如上述所述的多分支配电网馈线短路故障定位方法中的步骤。
[0019]本专利技术的第四个方面提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述所述的多分支配电网馈线短路故障定位方法中的步骤。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提供了多分支配电网馈线短路故障定位方法，其根据配网馈线自动化系统所定位的故障区段上的分段开关、断路器和馈线接入点位置，将故障区段划分成若干个馈线区段，利用首尾逐段逼近的方法，确定故障点所在的最小故障区段，避免了故障区段内部负荷分支和DG接入的影响，使得测距精度大大提升。
[0021]本专利技术提供了多分支配电网馈线短路故障定位方法，其通过1模基尔霍夫电压定律时域电压方程，利用辨识后的线路参数和故障后的录波数据进行故障点的精确定位。不受过渡电阻的影响，原理简单，易于实现，且测距精度高。
[0022]本专利技术提供了多分支配电网馈线短路故障定位方法，其在测距前，利用故障前的录波数据对最小故障区段进行线路参数辨识，解决了台账中的线路参数与实际运行线路参数存在一定误差，导致测距精度降低的问题，从而进一步提高了测距精度。
附图说明
[0023]构成本专利技术的一部分说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限定。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.多分支配电网馈线短路故障定位方法，其特征在于，包括：获取每个馈线区段两端的1模电压和1模电流，并按照电源侧到负荷侧的方向，依次计算每个馈线区段的故障判定系数，判断每个馈线区段是否发生故障，并记录故障点所在的馈线区段首端的1模电压和1模电流；同时，按照负荷侧到电源侧的方向，依次计算每个馈线区段的故障判定系数，判断每个馈线区段是否发生故障，并记录故障点所在的馈线区段末端的1模电压和1模电流；基于故障点所在的馈线区段两端的1模电压和1模电流，结合线路参数，通过1模基尔霍夫电压定律时域电压方程，计算得到故障点到故障点所在的馈线区段首端的距离。2.如权利要求1所述的多分支配电网馈线短路故障定位方法，其特征在于，若馈线区段端部为分段开关或断路器，则获取配电开关监控终端采集的电压和电流后，采用相模变换进行解耦得到1模电压和1模电流，并将解耦得到的1模电压和1模电流，作为馈线区段端部的1模电压和1模电流。3.如权利要求1所述的多分支配电网馈线短路故障定位方法，其特征在于，若馈线区段的端部为馈线接入点，则获取配电变压器监测终端采集的电压和电流后，采用相模变换进行解耦得到1模电压和1模电流，并根据解耦得到的1模电压和1模电流，计算馈线接入点处1模电压，将馈线接入点处1模电压作为馈线区段端部的1模电压。4.如权利要求3所述的多分支配电网馈线短路故障定位方法，其特征在于，所述馈线接入点处1模电压为：其中，u
T(1)
为配电变压器监测终端采集的电压解耦得到的1模电压；i
T(1)
为配电变压器监测终端采集的电流解耦得到的1模电流；R
c(1)
为连接线的1模电阻，L
c(1)
为连接线的1模电感。5.如权利要求1所述的多分支配电网馈线短路故障定位方法，其特征在于，所述线路参数的辨识方法为：对于某个馈线区段，在故障前的若干个时刻，记录两端的1模电压和1模电流，并通过最小二乘法求解超定方程组得到。6.如权利要求5所述的多分支配电网馈线短路故障定位方法，其特征在于，所述超定方程组为：式中，R
s(1)
和L
s(1)
为线路参数，u
3(1)
为馈线区段首端的1模电压；u

【专利技术属性】
技术研发人员：刘祥波，王森，李浩，高芳，梁伟，张文轩，杜善慧，扈佃爱，刘玲，于海洋，丁漪，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司日照供电公司，
类型：发明
国别省市：