本发明是涉及一种小网络故障诊断方法，具体地说是涉及一种基于功率守恒原理的小型网络故障诊断方法的算法优化。
背景技术：
国内的接地网设计采用电力行业标准dl/t621-1997《交流电气装置的接地》，通常使用普通碳钢或者锌镀钢，因此腐蚀现象较为突出。而工程上腐蚀检测的常规方法主要是通过使用测量接地电阻、测量接地引线直流电阻并结合局部开挖检测其腐蚀状况来实现。整个检测过程复杂，检测设备笨重，费时费力且不便于定期检测，无法及时对接地网状态作出分析与评估。
目前，基于电网络理论的接地网故障诊断的研究较为广泛，通过在电网络中某可及节点加直流电流激励，测量可及节点间的电压，再结合网络的拓扑结构和电阻设计值，求出接地网各条导体的实际电阻值。大量研究表明，支路电阻的增大可以反映其故障状况，因此可以根据电阻值变化率来判断电网络故障情况。但现有的故障诊断方法对于单支路故障的小网络诊断较为繁琐，故障诊断效率不高，且诊断精确度不够。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种基于功率守恒原理的故障诊断优化方法，通过在求解欠定方程时加上以功率守恒为目标函数，可以精确地检测出单故障支路的故障点位置，并大大简化计算的繁琐性。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：
一种小网络故障诊断方法，包括：
第一步，当接地网刚刚建成，没有发生任何故障时，可通过忽略次要因素将接地网简化，通过在相应节点加入电流源可以得到各个可及节点的电压值，并将此组值作为初始值；
第二步，当接地网出现某一支路故障，此时各个可及节点的电压将会发生变化，通过电压测量设备可以得到各个可及节点的电压值作为变化后的值；
第三步，用第二步测得的数据计算以下两组值：
p输入＝unt·jn(6)
将p输入和p输出的值输入到通过功率平衡建立的非线性目标函数
具体地，假设接地网有n个独立节点，m个可及节点，b条支路，忽略各条支路的电感和电容时，将接地网等效为纯电阻网络；
根据电网络理论，推导出与m个可及节点电压有关的以各支路阻值增加率xi(i＝1,2,3,...,b)为变量的诊断方程组：
上述诊断方程组的的推导过程如下：
上式中,δui(i＝1,2,3,…,m)为发生故障后节点电压的变化量；f1(i＝1,2,...,m)为关于xi(i＝1,2,3,…,b)的函数式；a为电路网络关联矩阵,at为矩阵a的转置；g为支路导纳矩阵(g＝r-1)，是一个对角阵；gn为节点导纳矩阵；jn为节点的电流源激励列向量；un为节点电压列向量；ri为支路i的电阻，δri为支路i的变化电阻，
该诊断方程为m阶的线性方程组，建立一个非线性的目标函数：min|p输入-p输出|，使输入功率和输出功率的差值的绝对值最小来满足实际网络中的功率守恒原理，最后结合由电网络理论建立的故障诊断方程组，令诊断故障点问题转化为非线性规划问题，利用lingo或matlab软件求得最优解，即找到各支路电阻增加倍数的最优解，对于单支路故障网络来说，某一支路的电阻增加到一定倍数，其余支路电阻变化几乎为零即可判断单支路故障网络中的故障支路位置。
该诊断方程为m阶的线性方程组，在加入激励源之后，各可及节点的电压值均可测出；对于实际接地网模型而言，可及节点个数m+1总是小于支路数b，因此该故障诊断方程是个欠定方程，通常是无解或者多解的情况。而在实际的故障诊断的过程中，要求的解是唯一的，因此求解该故障诊断方程必须结合目标函数来进行求解，从而使解能够反映真实的情况。
电路是满足功率守恒定律的，因此利用功率守恒原理即p输入＝p输出。通过外加电流源进行激励，可以测量各可及节点的电压计算出输入功率：p输入＝unt·jn，输出功率可以表示为以电阻阻值增大倍数xi为变量的方程：
因此可建立一个非线性的目标函数：min|p输入-p输出|，使输入功率和输出功率的差值的绝对值最小来满足实际网络中的功率守恒原理。
最后结合由电网络理论建立的故障诊断方程组，令诊断故障点问题转化为非线性规划问题，利用lingo或matlab软件求得最优解，即找到各支路电阻增加倍数的最优解，对于单支路故障网络来说，某一支路的电阻增加到一定倍数，其余支路电阻变化几乎为零即可判断单支路故障网络中的故障支路位置。
该方法能够在提高工作效率的同时提高对于单故障支路诊断的精确性，大大缩减人力物力成本，提高小网络故障诊断的经济性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
在传统基于电网络理论的故障诊断方法的基础上，利用功率平衡原理，即输入功率与输出功率差值最小作为目标函数进行求解，有效地提高了诊断故障点所在位置的效率，同时提高单支路故障的故障点诊断的精确性。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细描述：
第一步，当接地网刚刚建成，没有发生任何故障时，可通过忽略次要因素将接地网简化，通过在相应节点加入电流源可以得到各个可及节点的电压值，并将此组值作为初始值。
第二步，当接地网出现某一支路故障，此时各个可及节点的电压将会发生变化，通过电压测量设备可以得到各个可及节点的电压值作为变化后的值。
第三步，将所得到的两组值
p输入＝unt·jn(6)
输入到通过功率平衡建立的非线性目标函数
假设接地网有n个独立节点，m个可及节点，b条支路，忽略各条支路的电感和电容时，可将接地网等效为纯电阻网络；
根据电网络理论，可以推导出与m个可及节点电压有关的以各支路阻值增加率xi(i＝1,2,3,...,b)为变量的诊断方程组：
推导过程如下：
上式中,δui(i＝1,2,3,…,m)为发生故障后节点电压的变化量；f1(i＝1,2,...,m)为关于xi(i＝1,2,3,…,b)的函数式；a为电路网络关联矩阵,at为矩阵a的转置；g为支路导纳矩阵(g＝r-1)，是一个对角阵；gn为节点导纳矩阵；jn为节点的电流源激励列向量；un为节点电压列向量；ri为支路i的电阻，δri为支路i的变化电阻，
该诊断方程为m阶的线性方程组，在加入激励源之后，各可及节点的电压值均可测出；对于实际接地网模型而言，可及节点个数m+1总是小于支路数b，因此该故障诊断方程是个欠定方程，通常是无解或者多解的情况。而在实际的故障诊断的过程中，要求的解是唯一的，因此求解该故障诊断方程必须结合目标函数来进行求解，从而使解能够反映真实的情况。
电路是满足功率守恒定律的，因此利用功率守恒原理即p输入＝p输出。通过外加电流源进行激励，可以测量各可及节点的电压计算出输入功率：p输入＝unt·jn，输出功率可以表示为以电阻阻值增大倍数xi为变量的方程：
因此可建立一个非线性的目标函数：min|p输入-p输出|，使输入功率和输出功率的差值的绝对值最小来满足实际网络中的功率守恒原理。
最后结合由电网络理论建立的故障诊断方程组，令诊断故障点问题转化为非线性规划问题，利用lingo或matlab软件求得最优解，即找到各支路电阻增加倍数的最优解，对于单支路故障网络来说，某一支路的电阻增加到一定倍数，其余支路电阻变化几乎为零即可判断单支路故障网络中的故障支路位置。
用功率平衡条件作为接地网故障诊断欠定方程求解过程中的目标函数，可以大大降低计算和编程的复杂性，提高了故障点诊断的精确性和快速性，从而节约时间减少成本，提高故障诊断效率。
本发明中涉及的未说明部份与现有技术相同或采用现有技术加以实现。