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1、2014年第3期上海電力基于故障過(guò)流度的配電網(wǎng)故障區(qū)域定位新矩陣算法王威，宋一成，黃敏(國(guó)網(wǎng)上海市電力公司檢修公司，上海200063)摘要：分析了現(xiàn)有配電網(wǎng)故障區(qū)域定位算法存在的問(wèn)題，提出一種基于故障過(guò)流度的配電網(wǎng)故障區(qū)域定位新矩陣算法。該算法通過(guò)計(jì)算比較故障時(shí)各區(qū)段的故障過(guò)流度，判定發(fā)生故障的區(qū)段，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的故障定位。由于網(wǎng)絡(luò)描述矩陣和故障信息矩陣均為0、1高度稀疏矩陣，有效降低了計(jì)算機(jī)資源的占用，提高了計(jì)算速度。新算法適用于單電源、多電源和饋線末端故障等各種情況。算例分析表明了該算法的有效性。關(guān)鍵詞：故障過(guò)流度；故障定位；末端故障；
2、配電網(wǎng)；稀疏矩陣中圖分類號(hào)：TM72文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B的故障信息矩陣，計(jì)算各區(qū)段的故障過(guò)流度，從而0引言判定故障發(fā)生的區(qū)段。該算法能夠適用于任意多饋線自動(dòng)化是配電網(wǎng)自動(dòng)化的重要組成部電源的復(fù)雜配電網(wǎng)，無(wú)需復(fù)雜的矩陣運(yùn)算，也無(wú)需分，其核心作用是故障情況下快速切斷故障段并規(guī)格化處理，占用資源少，計(jì)算速度快，只需假定保持對(duì)非故障區(qū)的不間斷供電口]。隨著配電網(wǎng)規(guī)1次正方向就能確定任意位置的故障區(qū)間，判斷模的日益擴(kuò)大，為了滿足供電需求減小故障停電直觀。區(qū)域，配電網(wǎng)對(duì)故障定位的實(shí)時(shí)性要求越來(lái)越高。l故障定位的新矩陣算法現(xiàn)階段，開(kāi)發(fā)優(yōu)異的故障定位算法已成為各
3、國(guó)專家共同研究的課題。1．1概述文獻(xiàn)[2—3]提出了配電網(wǎng)故障區(qū)段的統(tǒng)一矩單電源輻射形配電網(wǎng)或者環(huán)網(wǎng)開(kāi)環(huán)運(yùn)行情陣算法。文獻(xiàn)[5]中數(shù)學(xué)模型無(wú)法反應(yīng)配電網(wǎng)的況，判斷饋線的故障區(qū)段可通過(guò)采集饋線兩端的實(shí)際運(yùn)行方式，最后的規(guī)格化過(guò)程較繁瑣，且該算現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控終端檢測(cè)的故障電流的有無(wú)和方向信法只適用于單電源配電網(wǎng)。文獻(xiàn)[4]提出的算法息。當(dāng)饋線出現(xiàn)故障時(shí)，若故障電流從饋線區(qū)段需要矩陣相乘后進(jìn)行規(guī)格化處理，計(jì)算量大。文的一端流入，而從另一端流出，可判斷該饋線區(qū)域獻(xiàn)[5]提出的算法適用于多電源配電網(wǎng)，但只能定是非故障區(qū)段。同理，多電源網(wǎng)絡(luò)也可用此方法位單一
4、故障。文獻(xiàn)[6]提出的新統(tǒng)一矩陣算法可判斷饋線故障。以定位多電源復(fù)故障和饋線末端短路的情況，但實(shí)現(xiàn)故障定位首先需要構(gòu)造描述網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)是需要作矩陣相乘，運(yùn)算量大。文獻(xiàn)ET]提出了一構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)描述矩陣D，然后將現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控終端采集種基于開(kāi)關(guān)和雙親表示法的饋線又向描述模型，到的故障信息形成故障信息矩陣G上報(bào)給配電建立的新型算法矩陣運(yùn)算次數(shù)較多，計(jì)算過(guò)程繁管理系統(tǒng)，配電管理系統(tǒng)利用新矩陣定位判據(jù)，結(jié)瑣。文獻(xiàn)[8]提出的綜合判斷矩陣法適用于多電合網(wǎng)絡(luò)描述矩陣和故障信息矩陣計(jì)算出各區(qū)域故源情況，無(wú)需矩陣相乘和規(guī)格化處理，計(jì)算量小，障過(guò)流度，通過(guò)比較各區(qū)域故障
5、過(guò)流度的大小來(lái)但是無(wú)法定位饋線末端故障。定位故障。本文提出了一種基于故障過(guò)流度的配電網(wǎng)故I．2網(wǎng)絡(luò)描述矩陣D障區(qū)域定位新矩陣算法。算法為解決末端饋線的為了定位故障區(qū)段，應(yīng)先形成配電網(wǎng)接線拓故障定位問(wèn)題，將末端饋線的末端點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)描撲信息，即網(wǎng)絡(luò)描述矩陣D，該矩陣只與配電網(wǎng)絡(luò)述矩陣中，通過(guò)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)描述矩陣和FTU測(cè)量拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有關(guān)，而與子節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)無(wú)關(guān)。一77—上海電力2014年第3期除了將配電網(wǎng)饋線上安裝的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控終端的障發(fā)生區(qū)域的故障過(guò)流度始終為1。即：故障區(qū)重合器、分段開(kāi)關(guān)、斷路器定義為節(jié)點(diǎn)外，本文將段可以等效為只有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的區(qū)段，且一端
6、連接未安裝FTU的終端饋線末端點(diǎn)，仍定義為節(jié)點(diǎn)，等效電源而另外一端不連接電源。便于定位末端饋線故障。若網(wǎng)絡(luò)有N個(gè)節(jié)點(diǎn)，則根據(jù)以上三個(gè)步驟，即可確定配電網(wǎng)發(fā)生故可構(gòu)造一個(gè)Nx～方陣。為了不失一般性，可打障的區(qū)段。亂編號(hào)順序。1．5算法流程傳統(tǒng)單電源配電網(wǎng)絡(luò)的正方向?yàn)楣β柿鞒霭l(fā)生故障后，配電管理系統(tǒng)啟動(dòng)算法的流程方向，而多電源網(wǎng)絡(luò)可以假定只由一個(gè)電源供如圖1所示。電(該電源可以任意選取)，饋線的正方向是該由于網(wǎng)絡(luò)描述矩陣D和故障信息矩陣為只電源向全網(wǎng)供電的功率方向。若饋線上沿著正包含0、1高度稀疏矩陣，因此能減小計(jì)算機(jī)的資方向從節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)之間
7、存在直接相連的支源，提高運(yùn)算速度。路，則置網(wǎng)絡(luò)描述矩陣中對(duì)應(yīng)元素d為1，其他建立網(wǎng)絡(luò)描述矩陣D情況下置O。即：f1節(jié)點(diǎn)位于與i直連的正方向?，一{o其他情況獲取故障信息矩陣G此時(shí)，網(wǎng)絡(luò)描述矩陣D是不對(duì)稱的高度稀疏』矩陣，便于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)。計(jì)算各區(qū)段故障過(guò)流度M1．3故障信息矩陣G各現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控終端采集饋線兩端信息后，上傳找出故障過(guò)流度為最小正值的M．到配電管理系統(tǒng)形成故障信息矩陣G。配電網(wǎng)故j障后，若節(jié)點(diǎn)i流過(guò)正方向的故障電流，則g一1；第i個(gè)區(qū)段故障若節(jié)點(diǎn)i流過(guò)反向故障電流，或節(jié)點(diǎn)無(wú)故障電流，則g一0。圖1算法流程對(duì)于未安裝FTU的終端饋線末端
8、節(jié)點(diǎn)，規(guī)定其故障信息始終為O。即：2算例分析f1節(jié)點(diǎn)i流過(guò)正向故障電流?算例采用圖2所示三電源供電配電網(wǎng)模型。gz一10其他情況，為末端節(jié)點(diǎn)假定網(wǎng)絡(luò)正方向如輸電線路旁的射線所示。
