一种具有容错性的配电网故障定位方法及系统与流程

本发明涉及电力设备领域，特别涉及一种具有容错性的配电网故障定位方法及系统。

背景技术：

1、在我国配电网中，准确高效的故障定位对提高配电网的可靠性和实现配电网经济的可靠性运行具有重要意义。随着配电网技术的快速发展，人们可以通过各种装置来获取配电网的实时状态信息，出现了阻抗法、行波法等传统的配电网故障定位方法。而基于ftu采集的过电流信息进行配电网故障定位的方法相对于其他方法具有原理简单、实现便捷等优点。

2、但是随着配电网规模的逐渐扩大，故障定位的难度和复杂度也越来越大。即使能够定位到配电网故障，仍然存在一些问题：基于矩阵分析的方法容错性能差，只能用于信息完好的配电网故障定位；基于目标函数的方法使用单一的决策变量进行逻辑运算，耗时长，准确率低，无法保证解的全局最优。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种具有容错性的配电网故障定位方法及系统，通过将误报漏报状况和馈线状态作为决策变量，构建容错的配电网故障区段定位模型，解决了配电网故障定位耗时长、准确率低的问题。

2、为了实现本发明的目的，采用如下技术方案实现：

3、一种具有容错性的配电网故障定位方法，包括如下步骤：

4、确定配电网的正方向，将配电网中的开关节点和馈线区段进行编号；

5、通过监测设备采集配电网中的节点过流信息和馈线区段状态，并将所述节点过流信息和所述馈线区段状态发送至控制中心，控制中心根据所述节点过流信息生成开关函数；

6、建立容错的配电网故障区段定位模型；所述容错的配电网故障区段定位模型包括目标函数和条件约束函数；将所述目标函数进行线性转化得到转化后的模型；

7、通过jaya算法对线性转化后的模型进行求解，输出定位结果。

8、进一步的，所述开关函数具体包括：

9、设配电网有i个节点和j个馈线区段，所述节点过电流信息s＝[s1，s2，s2......si]t；所述馈线区段状态x＝[x(1)，x(2)，x(3).......(j)]t；其中，si表示节点i处的过流信息，x(j)表示区段j的故障状态；si为1表示节点i处存在正方向过电流，si为0表示节点i处未检测到故障电流或存在反向故障电流；x(j)为1表示区段j故障，x(j)为0表示区段j正常；

10、所述开关函数为节点过流信息和馈线区域状态的关联关系，表示为：

11、

12、其中，nd为配电网节点i下游区域馈线区段的数量；xi(nd)为节点i下游区域馈线区段状态的值；所述下游区域为节点到馈线末端得的全部馈线区段。

13、进一步的，所述建立容错的配电网故障区段定位模型具体包括：

14、构建目标函数和条件约束函数：

15、

16、

17、其中，li、mi分别为节点i的漏报、误报状况，当li＝1时表示过流信息发生漏报，li＝0时表示过流信息没有发生漏报；当mi＝1时表示过流信息发生误报，当mi＝0时表示过流信息没有发生误报；n为节点总数；nl为漏报总数，nm为误报总数；

18、将所述目标函数进行线性转化：

19、

20、其中，w1、w2为节点漏报数量和误报数量的权重系数，μ的值根据配电网拓扑结构复杂度确定，n1为配电网中发生漏报的节点总数；ni为配电网中发生误报的节点总数。

21、进一步的，所述通过jaya算法对线性转化后的模型进行求解具体包括：

22、初始化参数，计算个体适应度值，得到种群的最优解和最差解，优化最优解对应的变量x得到优化变量x′，判断所述优化变量x′所得到的解是否优于变量x得到的解；若是，则x＝x′；若否，则x＝x；重复上述迭代过程，当满足收敛条件或超过最大迭代次数时，结束寻优过程，输出最终的最优解，即故障定位结果。

23、进一步的，所述输出定位结果具体包括故障区段位置以及各个节点的漏报和误报状况。

24、一种具有容错性的配电网故障定位系统，包括开关函数生成单元、故障定位模型建立单元和结果输出单元；

25、所述开关函数生成单元包括：

26、确定配电网的正方向，将配电网中的开关节点和馈线区段进行编号；

27、通过监测设备采集配电网中的节点过流信息和馈线区段状态，并将所述节点过流信息和所述馈线区段状态发送至控制中心，控制中心根据所述节点过流信息生成开关函数；

28、所述故障定位模型建立单元包括：

29、建立容错的配电网故障区段定位模型；所述容错的配电网故障区段定位模型包括目标函数和条件约束函数；将所述目标函数进行线性转化得到转化后的模型；

30、所述结果输出单元包括：

31、通过jaya算法对线性转化后的模型进行求解，输出定位结果。

32、进一步的，所述开关函数生成单元具体包括：

33、所述开关函数具体包括：

34、设配电网有i个节点和j个馈线区段，所述节点过电流信息s＝[s1，s2，s2......si]t；所述馈线区段状态x＝[x(1)，x(2)，x(3).......(j)]t；其中，si表示节点i处的过流信息，x(j)表示区段j的故障状态；si为1表示节点i处存在正方向过电流，si为0表示节点i处未检测到故障电流或存在反向故障电流；x(j)为1表示区段j故障，x(j)为0表示区段j正常；

35、所述开关函数为节点过流信息和馈线区域状态的关联关系，表示为：

36、

37、其中，nd为配电网节点i下游区域馈线区段的数量；xi(nd)为节点i下游区域馈线区段状态的值；所述下游区域为节点到馈线末端得的全部馈线区段。

38、进一步的，所述故障定位模型建立单元具体包括：

39、构建目标函数和条件约束函数：

40、

41、

42、其中，li、mi分别为节点i的漏报、误报状况，当li＝1时表示过流信息发生漏报，li＝0时表示过流信息没有发生漏报；当mi＝1时表示过流信息发生误报，当mi＝0时表示过流信息没有发生误报；n为节点总数；nl为漏报总数，nm为误报总数；

43、将所述目标函数进行线性转化：

44、

45、其中，w1、w2为节点漏报数量和误报数量的权重系数，μ为权重系数，n1为配电网中发生漏报的节点总数；ni为配电网中发生误报的节点总数。

46、进一步的，所述结果输出单元具体包括：

47、所述通过jaya算法对线性转化后的模型进行求解具体包括：

48、初始化参数，计算个体适应度值，得到种群的最优解和最差解，优化最优解对应的变量x得到优化变量x′，判断所述优化变量x′所得到的解是否优于变量x得到的解；若是，则x＝x′；若否，则x＝x；重复上述迭代过程，当满足收敛条件或超过最大迭代次数时，结束寻优过程，输出最终的最优解，即故障定位结果；

49、所述输出定位结果具体包括故障区段位置以及各个节点的漏报和误报状况。

50、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

51、本发明考虑到了节点过流信息的漏报和误报状况，将误报漏报状况和馈线状态作为决策变量，构建了容错的配电网故障区段定位模型，提高了配电网故障定位的容错能力，且使故障定位不仅仅局限于单电源网络；将该模型的约束条件线性化之后再求解，大大提高了求解效率和数值稳定性，便于快速定位故障区段故障。

52、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。