【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统继电保护领域，尤其涉及一种基于电压计算偏差的有限信息配网故障定位方法。
技术介绍
1、配电网快速、准确定位故障区段是及时隔离故障区域以及恢复非故障区域供电的前提，对于提升系统可靠性具有重要意义。据统计，电网80％以上的故障均发生在配网侧。随着大量分布式电源接入配电网成为一个正常运行功率与故障电流双向流动的有源网络，使故障区段定位变得复杂化，传统的定位算法不再适用。同时传统的故障定位方法需要满足数据的严格同步和高采样频率，满足这两个条件的装置造价高昂，导致很多故障定位方法难以在实际中得以运用。所以研究满足准确性的配电网故障区间定位新技术是亟需解决的技术难题。
技术实现思路
1、为了解决上述
技术介绍
提出的技术问题，本专利技术提供了一种基于电压计算偏差的有限信息配网故障定位方法。能够根据配网中少量测量装置测得的数据信息通过基追踪压缩感知算法求得全节点信息，从而依据电压计算偏差来准确进行故障测距。
2、为了实现上述技术目的，本专利技术的技术方案为：
3、一种基于电压计算偏差的有限信息配网故障定位方法，包括以下步骤：(1)收集配电网拓扑结构和相关参数，构建配电网节点阻抗矩阵；
4、(2)构建基于少量监测点的配电网节点监测系统，实时监测配电网少量节点的电压、电流信号；
5、(3)通过监测节点线电压量，判断配电网是否发生故障；
6、(4)当配电网发生故障时，计算各监测节点正序线电压变化量模值；
7、(5
8、(6)使用故障区间所在测点区间下游节点的原始测点数据通过电压计算偏差方法，求取测点信息故障位置；
9、(7)利用重构节点电流向量回推得到系统的故障后全节点电压值；
10、(8)通过计算故障区间下游节点的电压计算偏差，求取重构信息故障位置；
11、(9)结合步骤(6)与步骤(8)中的测点信息与重构信息；
12、(10)进行准确故障定位。
13、可选地，步骤(4)当配电网发生故障时，得到系统发生故障时的测点故障电压u′和测点故障电流i′，利用系统故障稳态时段以及正常运行时段的正序电压数据，得到对应的节点正序线电压变化量模值δum×1，其中第j个节点的正序电压变化量模值，计算方法如下式所示：
14、
15、式中：为第j个节点故障前的正序测量电压，uj为第j个节点故障后的正序测量电压。
16、可选地，步骤(5)构建欠定节点注入故障电流方程通过基于基追踪的压缩感知算法进行计算，得到重构节点电流向量δi和节点电流计算值i；
17、δum×1＝δzm×n·δin×1；
18、式中，δin×1为重构节点电流向量，δzm×n为配网正常运行时的节点阻抗矩阵，δum×1为正序故障电压变化量；
19、观察重构节点电流向量δi判断故障区间；
20、
21、δin×1为n×1的矩阵，其中非零元素δii、δij所占顺序i和j为故障区间节点，因此故障区间为i-j。
22、可选地，步骤(6)考虑到压缩感知算法的不稳定性，先使用原始测点数据计算故障区间所在测点区间下游测点的电压计算偏差，电压计算偏差越小，s1所对应的位置越接近故障点；下式即为测点区间下游节点的的电压计算偏差；
23、
24、其中，s1，s1为从1到m1的自然数；m1为故障区间所在量测装置区间的长度与所需精度之比；dq(s1)1为故障区间p-q两侧最近量测装置区间下游节点q的电压计算偏差，u(q)、u′(q)分别为节点q故障前后测量电压，z′tf节点p和故障点f间的线路阻抗，zqq、zqp为正常运行时节点p与节点q之间节点阻抗矩阵的元素值。
25、可选地，步骤(8)通过下式计算故障区间下游节点的电压计算偏差，电压计算偏差越小，s2所对应的位置越接近故障点；
26、
27、其中，s2，s2为从1到m2的自然数；m2为故障点所在区间的长度与所需精度之比；dj(s2)2为节点j的电压计算偏差，z′为发生故障后考虑故障节点时的系统节点阻抗矩阵，i′为发生故障后考虑故障节点时的系统节点电流矩阵，u′为故障后全节点电压值u′，zjj、zji为正常运行时节点i与节点j之间节点阻抗矩阵的元素值，ztf＝zti+zlif，zti示节点0和节点i间的等效阻抗，zlif为节点i和故障点f间的线路阻抗。
28、可选地，步骤(9)结合步骤(6)与步骤(8)中的结果通过下式进行进一步故障定位；
29、
30、其中，dj(s)1为使用原始测点数据算得的电压计算偏差，dj(p)2为使用压缩感知算法重构数据算得的电压计算偏差，lij、lpq分别为线路ij和线路pq的长度；a、b分别为两次结果所占的权重。
31、可选地，步骤(10)得到电压计算偏差d最小时的位置s，此时故障点于节点i之间的故障距离占故障区间的比例为
32、其中s为从1到m的自然数；m为故障点所在区间的长度与所需精度之比。
33、采用上述技术方案带来的有益效果：
34、本专利技术提供了一种利用配网中少量测点数据通过电压计算偏差来进行配网故障定位的新方法。本专利技术可有效解决配网中故障定位不准确、测量装置成本高等问题。本专利技术适用广泛，经验证改变故障点的位置、电网参数、故障类型等不会影响到本专利技术进行故障定位的准确性。本专利技术能够准确定位出故障定位，有效减少停电范围，提高配电网运行的安全性、经济性和可靠性。
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1.一种基于电压计算偏差的有限信息配网故障定位方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于电压计算偏差的有限信息配电网故障定位方法，其特征在于：步骤(4)当配电网发生故障时，得到系统发生故障时的测点故障电压U′和测点故障电流I′，利用系统故障稳态时段以及正常运行时段的正序电压数据，得到对应的节点正序线电压变化量模值ΔUm×1，其中第j个节点的正序电压变化量模值，计算方法如下式所示：
3.根据权利要求1所述的一种基于电压计算偏差的有限信息配电网故障定位方法，其特征在于：步骤(5)构建欠定节点注入故障电流方程通过基于基追踪的压缩感知算法进行计算，得到重构节点电流向量ΔI和节点电流计算值I；
4.根据权利要求1所述的一种基于电压计算偏差的有限信息配电网故障定位方法，其特征在于：步骤(6)考虑到压缩感知算法的不稳定性，先使用原始测点数据计算故障区间所在测点区间下游测点的电压计算偏差，电压计算偏差越小，s1所对应的位置越接近故障点；下式即为测点区间下游节点的的电压计算偏差；
5.根据权利要求1所述的一种基于电压计算偏差的
6.根据权利要求1所述的一种基于电压计算偏差的有限信息配电网故障定位方法，其特征在于：步骤(9)结合步骤(6)与步骤(8)中的结果通过下式进行进一步故障定位；
7.根据权利要求1所述的一种基于电压计算偏差的有限信息配电网故障定位方法，其特征在于：步骤(10)得到电压计算偏差D最小时的位置s，此时故障点于节点i之间的故障距离占故障区间的比例为
...【技术特征摘要】
1.一种基于电压计算偏差的有限信息配网故障定位方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于电压计算偏差的有限信息配电网故障定位方法，其特征在于：步骤(4)当配电网发生故障时，得到系统发生故障时的测点故障电压u′和测点故障电流i′，利用系统故障稳态时段以及正常运行时段的正序电压数据，得到对应的节点正序线电压变化量模值δum×1，其中第j个节点的正序电压变化量模值，计算方法如下式所示：
3.根据权利要求1所述的一种基于电压计算偏差的有限信息配电网故障定位方法，其特征在于：步骤(5)构建欠定节点注入故障电流方程通过基于基追踪的压缩感知算法进行计算，得到重构节点电流向量δi和节点电流计算值i；
4.根据权利要求1所述的一种基于电压计算偏差的有限信息配电网故障定位方法，其特征在于：步骤(6)考虑...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈奎，朱文豪，孟旭阳，董日盛，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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