一種具有容錯性的含分布式電源配電網故障定位方法技術

一種具有容錯性的含分布式電源配電網故障定位方法，該方法根據FTU（配電網饋線終端）或故障指示器設備上傳的故障電流信息，對開關故障電流信息和線路狀態信息進行編碼，并通過定義開關函數將線路狀態信息轉換成相應的開關故障電流信息，再利用目標函數來評價各個解的優劣程度，采用和聲搜索算法搜索最優解，即為FTU或故障指示器信息對應的故障位置。為了提高故障定位速度，將配電網絡劃分為有源樹和無源樹枝，對于無故障電流的無源樹枝，在定位時不予以考慮，縮短算法中解的維度，從而提高定位效率。本發明專利技術方法適用于已實現配電自動化的配電網。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種具有容錯性的含分布式電源配電網故障定位方法，屬輸配電

技術介紹
分布式電源因環境友好、經濟及提高系統可靠性等特點而應用廣泛，但其接入也給配電網的故障定位帶來一定影響。首先，傳統配電網的故障電流只由主變電源提供，為單向流動，分布式電源接入使得故障電流變為雙向流動；其次，傳統配電網發生故障時，只有主變電源到故障點的路徑存在故障電流，多個分布式電源接入后，每個分布式電源都會向故障點提供故障電流，使得存在故障電流的線路數目大為增多。已有故障定位算法主要有直接算法與間接算法。直接算法主要為矩陣算法，該算法的特點為速度快，且經過學者不斷努力，算法的容錯性以及適用性得到加強。間接算法主要包括智能群體算法和神經網絡算法，其中智能群體算法主要包括遺傳算法，粒子群算法，蟻群算法和仿電磁學算法等，其特點是容錯性好，但是有待于提高運算速度與完善定位模型。
技術實現思路
本專利技術的目的是，提出一種具有容錯性的含分布式電源配電網故障定位方法，為供電部門針對含分布式電源配電網故障定位提供依據。本專利技術的技術方案是，根據FTU（配電網饋線終端）或故障指示器設備上傳的故障電流信息，對開關故障電流信息和線路狀態信息進行編碼，并通過定義開關函數將線路狀態信息轉換成相應的開關故障電流信息，再利用目標函數來評價各個解的優劣程度，采用和聲搜索算法搜索最優解，得到FTU或故障指示器信息對應的故障位置。所述方法對配電網故障定位的步驟如下：（1）根據分區域處理方法將配電網絡分為有源樹和無源樹枝；（2）和聲搜索算法初始化，隨機生成解；（3）將解的故障信息轉化為開關故障電流信息，并計算目標函數值；（4）更新和聲記憶庫，進行迭代，輸出最有解，轉化為故障信息。本專利技術對線路的故障狀態采用0和1二進制編碼方式，0代表無故障，1代表有故障，種群中解的信息即為線路狀態信息。線路狀態對應的開關電流信息用-1、0、1來編碼，-1代表有負方向過電流，0代表無過電流，1代表有正方向電流。本方法假設主變電源的潮流方向為正方向。因此，順著主變電源潮流方向的過電流為正，逆著主變電源潮流方向的過電流為負。本專利技術建立的開關函數包含兩部分，第一部分為主變電源提供的故障電流，即主變電源到故障點通路所包含的開關電流，其越限電流方向為正方向；第二部分為各DG提供的故障電流，即DG到故障點通路所包含的開關電流，其越限電流方向由方向系數w決定，開關函數如下式式中，I*j(s)為第j個開關的開關函數，正常值為0，有正方向的故障電流為1，有負方向的故障電流為1；I為主變電源到各故障點的通路所包含的開關數；k表示分布式電源的個數；Nm為第m個DG到故障點的通路所包含的開關數；I(i)為集合I中第i個元素所對應的開關；Nm(n)為集合Nm中第n個元素對應的開關；w為開關電流的方向系數，當過電流逆流時，w=1；當過電流順流時，w=1。本專利技術建立的目標函數采用異或運算，適應度函數值越小代表開關電流與FTU上傳信息相似度越高，如下式式中，Ij為FTU上傳的過流信息值，-1代表有負方向過電流，0代表無過電流，1代表有正方向過電流；I*j(s)為開關函數得到的開關電流值，-1代表有負方向過電流，0代表無過電流，1代表有正方向過電流；xor為異或運算符，相同為0，不同為1。本專利技術對配電網絡進行結構區域劃分，將配電網絡看成一個有向圖，將度（圖中與某個頂點相關聯的邊的數目）為1且以電源點為頂點的連通圖定義為有源樹，除去有源樹剩余的路徑稱為無源樹枝，這樣就把整個配電網絡劃分為一個有源樹和若干個無源樹枝。本專利技術采用和聲搜索算法求解最優解，對上傳的故障信息具有一定容錯性，在FTU信息缺失或畸變情況下也能成功實現故障定位。本專利技術的有益效果是，本專利技術為了提高故障定位速度，將配電網絡劃分為有源樹和無源樹枝，對于無故障電流的無源樹枝，在定位時不予以考慮，縮短算法中解的維度，從而提高定位效率。本專利技術方法根據故障電流方向信息，解決分布式電源提供故障電流，將故障定位復雜化的問題，即在開關函數中引入方向系數，表征分布式電源故障電流方向。本發明通過FTU或者故障指示器上傳的故障信息，對配電網故障位置進行快速定位，且對上傳的故障信息具有一定的容錯性能，提高了配電網的供電可靠性。本專利技術方法適用于已實現配電自動化的配電網。附圖說明圖1為基于和聲算法的含分布式電源配電網故障定位流程圖。具體實施方式本專利技術的具體實施方式如圖1所示。基于上述提出的故障定位模型和分區域處理方法，運用和聲搜索算法（簡稱HS）尋優的主要步驟為：（1）根據分區域處理方法將配電網絡分為有源樹和無源樹枝；（2）根據FTU上傳的故障電流信息將無故障電流的無源樹枝剔除，確定解的維數，即變量的個數，每個變量的取值為0或1，代表線路狀態；（3）HS算法參數初始化，HM初始化，隨機產生HMS個解；（4）基于HS算法規則產生新解；（5）根據步驟（1）將解的線路故障信息轉化為開關故障電流信息；（6）根據步驟（2）計算解目標函數值；（7）判斷新解是否優于和聲記憶庫中的解，若是，轉至第（8）步；若否，轉至第（10）步；（8）更新和聲記憶庫；（9）判斷最優目標函數值是否為零，若是，轉至第（11）步；若否，轉至第（10）步；（10）判斷迭代次數是否達到最大值，若是，轉至第（11）步，若否，轉至第（４）步；（11）停止迭代，輸出最優解。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有容錯性的含分布式電源配電網故障定位方法，其特征在于，所述方法根據配電網饋線終端FTU或故障指示器設備上傳的故障電流信息，對開關故障電流信息和線路狀態信息進行編碼，并通過定義開關函數將線路狀態信息轉換成相應的開關故障電流信息，再利用目標函數來評價各個解的優劣程度，采用和聲搜索算法搜索最優解，得到FTU或故障指示器信息對應的故障位置；所述方法對配電網故障定位步驟如下：（1）根據分區域處理方法將配電網絡分為有源樹和無源樹枝；（2）和聲算法初始化，隨機生成解；（3）將解的故障信息轉化為開關故障電流信息，并計算目標函數值；（4）更新和聲記憶庫，進行迭代，輸出最有解，轉化為故障信息。

【技術特征摘要】
1.一種具有容錯性的含分布式電源配電網故障定位方法，其特征在于，所述方法根據
配電網饋線終端FTU或故障指示器設備上傳的故障電流信息，對開關故障電流信息和線路
狀態信息進行編碼，并通過定義開關函數將線路狀態信息轉換成相應的開關故障電流信
息，再利用目標函數來評價各個解的優劣程度，采用和聲搜索算法搜索最優解，得到FTU或
故障指示器信息對應的故障位置；
所述方法對配電網故障定位步驟如下：
（1）根據分區域處理方法將配電網絡分為有源樹和無源樹枝；
（2）和聲算法初始化，隨機生成解；
（3）將解的故障信息轉化為開關故障電流信息，并計算目標函數值；
（4）更新和聲記憶庫，進行迭代，輸出最有解，轉化為故障信息。
2.根據權利要求1所述一種具有容錯性的含分布式電源配電網故障定位方法，其特征
在于，所述開關函數包含兩部分，第一部分為主變電源提供的故障電流，即主變電源到故障
點通路所包含的開關電流，其越限電流方向為正方向；第二部分為各DG提供的故障電流，即
DG到故障點通路所包含的開關電流，其越限電流方向由方向系數w決定，開關函數表達如
下：
式中，I*j(s)為第j個開關的開關函數，正常值為0，有正方向的故障電流為1，有負方向
的故障電流為1；I為主變電源到各故障點的通路所包含的開關數；k...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉蓓，鄭蜀江，王華云，安義，蔡木良，潘建兵，賈蕗路，李博江，
申請(專利權)人：國網江西省電力科學研究院，國家電網公司，
類型：發明
國別省市：江西;36