CN103645423A - 一种输电网络的故障定位方法和*** - Google Patents

Abstract

本发明公开提供了一种输电网络的故障定位方法和***，当确定预设故障线路两端的故障数据都不存在时，利用该预设故障线路相邻线路节点的检测装置，获取该预设故障线路上的实际故障数据，之后，从预设的故障匹配数据库中获取与该实际故障数据相匹配的预设故障数据，并根据预设规则，利用该实际故障数据和预设故障数据，确定预设故障线路的故障点位置，从而提高了确定输电线路故障点位置的准确度和效率，解决了现有技术中当预设故障线路任意一端的单端数据都不存在时，无法及时确定预设故障线路的故障点位置，而使变电站的安全可靠运行存在很大安全隐患的技术问题。

Description

一种输电网络的故障定位方法和***

技术领域

本发明涉及故障定位技术领域，更具体的说是涉及一种输电网络的故障定位方法和***。

背景技术

在实际应用中，电力***中的故障通常都是发生在输电线路上，因而，为了保证电力***的安全可靠运行，快速且准确地确定输电线路上的故障点的位置成为关键。

目前，当输电线路发生故障时，国网调度部门主要是依靠设置在变电站内的输电线路保护装置或故障录波装置，来获取故障定位信息，之后再利用故障定位算法确定故障点。现有技术中，常用的故障算法有单端定位算法和双端定位算法，其中，单端定位算法是根据输电线路一端测得的电压和电流故障数据，对故障电流的特性进行分析计算出故障距离；而双端定位算法是根据测得的输电线路两端电压和电流故障数据，对故障电流和电压的特性进行分析计算出故障距离。

由此可见，在采用上述故障算法确定输电网路中的故障点时，只有当输电线路两端中的至少一侧配置有故障测量单元，从而得到至少一端的故障数据才能够实现故障定位，为输电网络故障点的确认带来了很大的局限性；而且，输电线路保护装置或故障录波装置作为获取故障数据的关键，往往无法避免自身的故障，从而无法对输电线路两端的故障数据进行采集，此时无论是单端定位算法还是双端定位算法都无法使用，进而也就无法及时确定出输电线路的故障点，大大影响了电力***的安全可靠运行。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种输电网络的故障定位方法和***，解决了现有的故障定位方法只能在输电线路至少一端有故障测量单元，从而获得该输电线路的至少一端故障数据时，才能对该输电线路进行故障定位，导致该故障定位方法具有很大局限性的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种输电网络故障定位方法，所述方法包括：

当预设故障线路两端的故障数据都不存在时，利用所述预设故障线路相邻线路节点的检测装置，获取所述预设故障线路上的实际故障数据；

从预设的故障匹配数据库中获取与所述实际故障数据相匹配的预设故障数据；

根据预设规则，利用所述实际故障数据和所述预设故障数据，确定所述预设故障线路的故障点位置。

优选的，在所述从预设的故障匹配数据库中获取与所述实际故障数据相匹配的预设故障数据之前，所述方法还包括：

随机产生以预设故障线路的故障点位置、过渡电阻和故障类型为变量的父代群体；

利用仿真电路获得与所述父代群体对应的所述预设故障线路的故障数据；

将所述故障数据作为预设故障数据发送给故障匹配数据库进行存储。

优选的，所述根据预设规则，利用所述实际故障数据和所述预设故障数据，确定所述预设故障线路的故障点位置包括：

根据预设规则，确定所述实际故障数据和所述预设故障数据之间的适应值，其中，所述预设规则为：

$f_e(x,R_x,G_z)=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_k|V_{\mathrm{ns}}-V_{\mathrm{nr}}|+\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_k|I_{\mathrm{ns}}-I_{\mathrm{nr}}|,$

其中，x表示所述预设故障线路的故障点位置；R_x表示所述预设故障线路的过渡电阻；G_z表示所述预设故障线路的故障类型；N表示与所述预设故障线路相邻线路节点的个数；r_k表示故障定位因子的权重；V_ns、I_ns分别表示所述预设故障数据中线路节点n的预设电压和预设电流；V_nr、I_nr分别表示所述实际故障数据中线路节点n的测量电压和测量电流；

判断所述适应值是否超出预设范围，如果是，则进行预设的交叉、选择和变异运算，得到所述父代群体的子代解群；

利用所述仿真电路获取与所述子代解群对应的所述预设故障线路的故障数据，将该故障数据作为与所述实际故障数据相匹配的预设故障数据，返回所述根据预设规则，确定所述实际故障数据和所述预设故障数据之间的适应值步骤。

优选的，所述方法还包括：

获取配置在预设故障线路上的检测装置所采集到的故障数据；

根据所述故障数据，判断所述预设故障线路的两端数据是否存在；

若所述双端数据不存在，判断所述预设故障线路任意一端的单端数据是否存在；

若所述单端数据存在，利用预设的单端定位算法确定所述预设故障线路的故障点位置；

若所述双端数据存在，利用预设的双端定位算法确定所述预设故障线路的故障点位置。

优选的，若所述双端数据存在，利用预设的双端定位算法确定所述预设故障线路的故障点位置，包括：

当所述双端数据存在时，判断所述双端数据是否为同步数据；

若是，则采用基于双端同步数据的双端定位算法，确定所述预设故障线路的故障点的位置；

若否，则采用基于双端不同步数据的双端定位算法，确定所述预设故障线路的故障点的位置。

优选的，所述若所述单端数据存在，利用预设的单端定位算法确定所述预设故障线路的故障点位置，包括：

若所述单端数据存在，判断所述故障类型是否为已知故障类型；

若是，则采用基于相量值的单端定位算法，确定所述预设故障线路的故障点位置；

若否，则采用基于对称分量的单端定位算法，确定所述预设故障线路的故障点位置。

优选的，所述方法还包括：

在输电网络的地域信息图中，对确定的所述故障点位置进行实时显示。

优选的，所述在输电网络的地域信息图中，对确定的所述故障点位置进行实时显示具体包括：

获取所确定的故障点位置信息，并将所述故障点位置信息转换成对应的故障地理位置信息；

根据所述故障地理位置信息，使输电网络的地域信息图上与所述故障地理位置信息对应的提示装置进行闪烁。

优选的，在所述获取所确定的故障点位置信息之前，还包括：

以实际地理图为背景，构建输电网络地域信息图，其中，所述输电网络地域信息图包括：输电线路的实际线路走向和变电站的位置。

一种输电网络故障定位***，所述***包括：依次相连的实际故障数据获取单元、预设故障数据获取单元和故障点确定单元，其中，

所述实际故障数据获取单元：用于当预设故障线路两端的故障数据都不存在时，利用所述预设故障线路相邻线路节点的检测装置，获取所述预设故障线路上的实际故障数据；

所述预设故障数据获取单元：用于从预设的故障匹配数据库中，获取与所述实际故障数据相匹配的预设故障数据；

所述故障点确定单元：用于根据预设规则，利用所述实际故障数据获取单元获取的所述实际故障数据，以及所述预设故障数据获取单元获取的所述预设故障数据，确定所述预设故障线路的故障点位置。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种输电网络的故障定位方法和***，当确定预设故障线路任意一端的单端数据都不存在时，利用该预设故障线路相邻线路节点的检测装置，获取该预设故障线路上的实际故障数据，之后，从预设的故障匹配数据库中获取与该实际故障数据相匹配的预设故障数据，并根据预设规则，利用该实际故障数据和预设故障数据，确定预设故障线路的故障点位置，从而提高了确定输电线路故障点位置的准确度和效率，解决了现有技术中当预设故障线路任意一端的单端数据都不存在时，无法及时确定预设故障线路的故障点位置，而使变电站的安全可靠运行存在很大安全隐患的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明一种传输线路单端测距示意图；

图2为本发明一种输电网络的故障定位方法的实施例1的流程图；

图3为本发明一种输电网络的结构示意图；

图4为本发明故障点位置与适应度的关系曲线图；

图5为本发明一种输电网络的故障定位方法的实施例2的流程图；

图6为本发明一种输电网络的故障定位***实施例1的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在变电站的实际应用中，为了确定预设故障线路的故障点位置，通常都会在该预设故障线路的一端配置测量单元即检测装置，通过该检测装置获取该预设故障线路的故障数据，进而基于单端定位算法，确定该预设故障线路的故障点位置。具体的，如图1所示出的传输线路单端测距示意图，其中，L为预设故障线路的总长，假设发生A相接地故障且过渡电阻为R_f，若该预设故障线路仅有S侧的故障数据，则根据故障原理，可得：

V_Sa＝I_Sa*D*L*Z₁+I_f*R_f（1）

其中，V_Sa、I_Sa分别为S侧的A相电压和电流，I_f为接地点故障电流、D为故障点F到线路R端占输电线路总长L的百分比，Z₁为输电线路的正序特性阻抗，在实际应用中，通过对该公式进行求解，即可确定故障点的位置。

另外，现有技术中，通常还会采用时间同步装置，实现对预设故障线路的两端的故障数据的采集，进而再根据双端定位算法确定该预设故障线路的故障点位置。具体的，假设某预设故障线路发生了故障，可通过设置在预设故障线路两端的测试单元（如图1中的测试单元P和Q），获取该预设故障线路两端的正序电压和电流分量，即（V_S1，I_S1）、（V_R1，I_R1），根据双端测距原理得到故障点位置，其中，与该双端测距原理对应的公式为：

$D=\frac{\ln (N/M)}{2_{\mathrm{\γ}1}L}---\left(2\right)$

$M=\frac{1}{2}{e}^{-\mathrm{\γ}1L}(V_{S1}+Z_{C1}{I}_{S1})-\frac{1}{2}(V_{R1}+Z_{C1}{I}_{R1}),N=\frac{1}{2}(V_{R1}-Z_{C1}{I}_{R1})-\frac{1}{2}{e}^{\mathrm{\γ}1L}(V_{s1}+Z_{C1}{I}_{S1})$

其中，D为故障点F到预设故障线路R端占该预设故障线路总长L的百分比；γ₁、Z_C1分别为该预设故障线路的正序传播系数、特性阻抗。

然而，无论是基于单端定位算法的输电网路故障定位方法，还是基于双端定位算法的输电网络故障定位方法，分别是在能够获取预设故障线路的至少一端或两端的测量单元的故障数据的前提下进行的，所以，当该预设故障线路的两端都无法检测到故障数据时，这两种方法都将无法使用，工作人员也就无法及时得知输电网路中的故障点位置，进而无法及时且准确地排出该故障，大大影响了变电站的安全可靠运行。

为此，本发明实施例公开了一种输电网络的故障定位方法和***，当确定预设故障线路任意一端的单端数据都不存在时，利用该预设故障线路相邻线路节点的检测装置，获取该预设故障线路上的实际故障数据，之后，从预设的故障匹配数据库中获取与该实际故障数据相匹配的预设故障数据，并根据预设规则，利用该实际故障数据和预设故障数据，确定预设故障线路的故障点位置，从而提高了确定输电线路故障点位置的准确度和效率，解决了现有技术中当预设故障线路任意一端的单端数据都不存在时，无法及时确定预设故障线路的故障点位置，而使变电站的安全可靠运行存在很大安全隐患的技术问题。

如图2所示为本发明一种输电网络的故障定位方法的实施例1的流程图，该方法可以包括：

步骤S11：当预设故障线路两端的故障数据都不存在时，利用所述预设故障线路相邻线路节点的检测装置，获取所述预设故障线路上的实际故障数据。

在实际应用中，当预设故障线路两端配置的检测装置故障时，则该检测装置将无法采集到的该预设故障线路的故障数据，此时，本发明实施例通过与该预设故障线路相邻的线路节点的检测装置，获取该预设故障线路的故障数据作为实际故障数据。

具体的如图3所示的本发明一种输电网络结构示意图，若线路8-9为预设故障线路，点F处发生了短路故障，且此时该预设故障线路的两端检测装置故障或未正确启动，则该预设故障线路两端的故障数据都不存在，可通过获取与线路8-9相连的线路节点3、6和7的检测装置所采集到的预设故障线路的故障数据，以便后续利用波形匹配原理实现故障计算。

优选的，在步骤S11之前，该方法还可以包括：

获取配置在预设故障线路上的检测装置所采集到的故障数据，根据该故障数据，判断预设故障线路的两端数据是否存在，当该预设故障线路的两端数据都不存在时，才会执行步骤S11。

其中，上述检测装置具体可以为保护装置或故障录波装置。

步骤S12：从预设的故障匹配数据库中获取与所述实际故障数据相匹配的预设故障数据，

在本发明实施例的实际应用中，为了建立故障点位置与节点相量（即上述预设故障数据）的一一对应的匹配关系，本发明可使用电力仿真软件（PowerSystems Computer Aided Design，简称PSCAD），模拟任意条件下的短路故障（其可以包括：不同故障类型、过渡电阻和故障点位置），从而获得输电网络相应节点的电压、电流相量值，形成故障匹配数据库，这样，当fai输电网络发生故障时，可通过检测装置测得的实际故障数据与该预设的故障匹配数据库中仿真得到的预设故障数据进行匹配，即可确定故障点位置。

其中，在上述步骤S12之前，得到预设故障匹配数据库的方法具体可以包括：

随机产生以预设故障线路的故障点位置、过渡电阻和故障类型为变量的父代群体，利用仿真电路获得与该父代群体对应的该预设故障线路的故障数据，将该故障数据作为预设故障数据发送给故障匹配数据库进行存储，从而形成该预设故障匹配数据库。

步骤S13，根据预设规则，利用所述实际故障数据和所述预设故障数据，确定所述预设故障线路的故障点位置。

在本发明实施例中，该步骤S13所采用的预设规则具体可以为：

$f_e(x,R_x,G_z)=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_k|V_{\mathrm{ns}}-V_{\mathrm{nr}}|+\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}|I_{\mathrm{ns}}-I_{\mathrm{nr}}|---\left(3\right)$

其中，x表示所述预设故障线路的故障点位置；R_x表示所述预设故障线路的过渡电阻；G_z表示所述预设故障线路的故障类型；N表示与所述预设故障线路相邻线路节点的个数；r_k表示故障定位因子的权重；V_ns、I_ns分别表示所述预设故障数据中线路节点n的预设电压和预设电流；V_nr、I_nr分别表示所述实际故障数据中线路节点n的测量电压和测量电流。

在实际应用中，由于仿真误差和测量误差的存在，预设故障数据和实际故障数据很难实现完全匹配，此时需要不断更改故障点位置进行仿真匹配，确定相似度最高的匹配点，在本发明实施例中，可通过不断更改与不同故障点位置对应的预设故障数据与实际故障数据进行匹配，从而确定匹配度最高的预设故障数据。

具体的，可根据上述公式（3）确定步骤S12中确定的预设故障数据与实际故障数据之间的适应值即匹配度，该适应值越接近0，则说明预设故障数据与实际故障数据的匹配度越高，即与该预设故障数据对应的故障点位置与实际故障点位置的距离越近，所以，在得到该适应值后，可通过判断该适应值是否超出预设范围，当判断结果为是时，进行预设的交叉、选择和变异运算，从而得到下一代解群（其可以包括：故障点位置、过渡电阻和故障类型），再利用上述仿真电路获取与其对应的预设故障数据，继续与实际故障数据进行匹配，直至两者之间的适应值在预设范围内为止。

其中，该预设范围可以是工作人员根据经验确定的数值范围，当预设故障数据与实际故障数据之间的适应值在该预设范围内，工作人员或控制设备即可准确地确定出预设故障线路上的故障点位置。

另外，需要说明的是，为了能够采用遗传算法实现上述步骤，本发明实施例可以将上述求解匹配度的最小值问题转换为最大值问题，具体的，可增加预设的限制常数C_max，则上述公式（3）则变为：

$f\left(x\right)=C_{\max }{-f}_c(x,R_x,\mathrm{Gz})=C_{\max }-\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_k|V_{\mathrm{ns}}-V_{\mathrm{nr}}|+\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_k|I_{\mathrm{ns}}-I_{\mathrm{nr}}|---\left(4\right)$

其中，f（x）为适应度函数，C_max为一较大的正数，可根据实际经验确定，而且，上述交叉、选择和变异运算是遗传算法中的常用运算，是本领域技术人员常用手段，此处将不再对其进行详细说明。

具体的，在本发明实际应用中，本发明可基于IEEE9节点测试***进行仿真计算，仍以图3为例进行说明，假定输电网络的所有线路长度均为100km。且仅有母线3、4、5、6、7的测量单元（图3中的黑点处）配置或正确动作。采用PSCAD仿真软件模拟不同条件下的故障，其中，故障模拟仿真条件：过渡电阻为每隔5Ω，每隔5km进行仿真，根据仿真结果建立故障匹配数据库。

其中，当输电线路的任意一端的单端数据都不存在，而采用遗传匹配算法确定故障点位置时，该遗传故障算法的参数具体可以包括：种群数：30、交叉概率：0.95、变异概率：0.08、故障距离的二进制代码长度为8，指标误差权重均设为1。

假设预设故障线路为8-9之间的线路，且距离节点2约53km处发生AB相接地故障，过渡电阻为5Ω，由于此时预设故障线路两侧均无法获取故障数据，此时只能采用本发明提供的遗传匹配算法，通过实际故障数据和预设故障数据的匹配计算，输电线路各点的适应度f（x）变化曲线，如图4所示出的故障点位置与适应度的关系曲线图，其中，横坐标为线路节点n，纵坐标为实际故障数据和预设故障数据之间的适应值f（x）。根据该图可直接看出，匹配适应度仅AB相接地故障时，线路8-9距离母线8约53.27km处，取得最大值，定位误差为0.27km。同时可以发现f（x）的波形很不规则，有着局部最大或最小点，其他故障类型的仿真也存在着相似的特征。一般基于梯度的算法很难找到全局最优解，同时搜索所有可能的路径也将花费大量的时间，不具现实可行性。因此，本发明采用具有全局搜索能力的遗传匹配算法，大大提高了故障定位的效率。

优选的，在本发明实施例中，为了使工作人员能够直观地看到输电网络中的故障点的位置，在得到故障点位置后，可以在输电网络的地域信息图中，对确定的所述故障点位置进行实时显示。具体的，可以通过一信息转换装置获取所确定的故障点位置信息，并将该故障点位置信息转换成对应的故障地理位置信息，之后，根据该故障地理位置信息，使输电网络的地域信息图上与所述故障地理位置信息对应的提示装置进行闪烁，以提醒工作人员该地方发生了故障，从而使工作人员能够及时且准确地排出该故障。此时，还可以将该故障点位置信息通过显示器显示出来，以方便工作人员了解故障情况，其中，该故障点位置信息可以包括：故障点位置，故障类型和过渡电阻等等。

本发明实施例在确定预设故障线路任意一端的单端数据都不存在时，利用该预设故障线路相邻线路节点的检测装置，获取该预设故障线路上的实际故障数据，之后，从预设的故障匹配数据库中获取与该实际故障数据相匹配的预设故障数据，并根据预设规则，利用该实际故障数据和预设故障数据，确定预设故障线路的故障点位置，从而提高了确定输电线路故障点位置的准确度和效率，解决了现有技术中当预设故障线路任意一端的单端数据都不存在时，无法及时确定预设故障线路的故障点位置，而使变电站的安全可靠运行存在很大安全隐患的技术问题。

如图5所示，为本发明一种输电网络的故障定位方法的实施例2的流程图，该方法可以包括：

步骤S21：获取配置在预设故障线路上的检测装置所采集到的故障数据。

其中，该检测装置可以为保护装置或故障录波装置。

步骤S22：根据所述故障数据，判断所述预设故障线路的两端数据是否存在，如果是，则进入步骤S23；如果否，则进入步骤S24。

步骤S23：利用预设的双端定位算法确定所述预设故障线路的故障点位置。

其中，该双端定位算法是上述对应公式（2）所述的故障定位算法，此处将不再复述。

另外，在实际应用中，当预设故障线路的两端数据都存在时，还可以进一步判断所述双端数据是否为同步数据，若是，则采用基于双端同步数据的双端定位算法，确定预设故障线路的故障点的位置；若否，则采用基于双端不同步数据的双端定位算法，确定预设故障线路的故障点的位置。

仍以上述图3对应的实例进行说明，假设预设故障线路为线路5-7，且距离节点5约46km处发生A相接地故障，过渡电阻为15Ω。此时该预设故障线路两侧故障数据均存在，若该故障数据完全同步，则可利用上文基于双端同步数据的双端定位算法，计算得到故障点位置46.45km，定位误差为0.45%；若数据不同步时，则可利用于双端不同步数据的双端定位算法，计算得到故障点位置46.98km，定位误差为0.98%；同时也可采用本发明上述实施例1所提供的遗传匹配算法，计算得到故障位置46.78km，定位误差为0.78%。由此可见，选择基于双端同步数据的双端定位算法的结果46.45km，定位误差最小。

其中，需要说明的是，基于双端同步数据的双端定位算法和基于双端不同步数据的双端定位算法是本领域的现有技术手段，本发明将不再详述。

步骤S24：判断所述预设故障线路任意一端的单端数据是否存在，如果是：则进入步骤S25；如果否，则进入步骤S26。

步骤S25：利用预设的单端定位算法确定所述预设故障线路的故障点位置。

其中，该单端定位算法是上述对应公式（1）的故障定位算法，在此将不再赘述。

在本发明实际应用中，当确定单端数据存在时，还可以进一步判断预设故障线路的故障类型是否为已知故障类型，若是，则采用基于相量值的单端定位算法，确定预设故障线路的故障点位置；若否，则采用基于对称分量的单端定位算法，确定预设故障线路的故障点位置。

具体的，仍以上述图3的实例进行说明，假设预设故障线路为线路2-7，且距离节点5约65km处发生AB相接地故障，过渡电阻为10Ω。此时预设故障线路仅母线7侧存在测量单元，则可利用单端定位算法，计算得到故障位置66.14km，定位误差1.14%；同时也可采用本发明所提供的遗传匹配算法，计算得到故障位置65.86km，定位误差为0.86%。但是，根据该分析可知，选择基于单端定位算法的结果66.14km，定位误差相对较小。

其中，需要说明的是，该基于相量值的单端定位算法和基于对称分量的单端定位算法是本领域的现有技术手段，本发明将不再详述。

步骤S26：利用遗传匹配算法确定所述预设故障线路的故障点位置。

需要说明的是，该遗传匹配算法为本发明实施1所述的输电网络的故障定位方法，即当确定单端数据不存在时，可利用上述实施1的步骤S11～步骤S13或各优选实施例所述的方法，确定预设故障线路的故障点位置。

优选的，本发明实施例还可以包括：

以实际地理图为背景，构建输电网络地域信息图，其中，所述输电网络地域信息图包括：输电线路的实际线路走向和变电站的位置；

在输电网络的地域信息图中，对确定的所述故障点位置进行实时显示。

本发明实施例在通过检测装置采集到的预设故障线路的故障数据后，根据该故障数据判断该预设故障线路的两端数据是否存在，如果是，则直接采用现有的双端定位算法确定故障点位置，若否，则进一步判断单端数据是否存在，若是，则直接采用现有的单端定位算法确定故障点位置，若否，则采用本发明提供的遗传算法确定故障点位置。本发明通过上述方法可选择用于进行预设故障线路的故障定位的最优算法，大大提高了故障定位效率和精度，保证了变电站安全可靠地运行。

如图6所示，为本发明一种输电网络的故障定位***的实施例1的结构示意图，该***可以包括：依次相连的实际故障数据获取单元S31、预设故障数据获取单元S32和故障点确定单元S33，其中，

实际故障数据获取单元S31：用于当预设故障线路任意一端的单端数据都不存在时，利用所述预设故障线路相邻线路节点的检测装置，获取预设故障线路上的实际故障数据。

预设故障数据获取单元S32：用于从预设的故障匹配数据库中，获取与所述实际故障数据相匹配的预设故障数据。

故障点确定单元S33：用于根据预设规则，利用所述实际故障数据获取单元获取的所述实际故障数据，以及所述预设故障数据获取单元获取的所述预设故障数据，确定所述预设故障线路的故障点位置。

优选的，在本发明实施例的实际应用中，该***还可以包括：

父代群体产生单元：用于随机产生以预设故障线路的故障点位置、过渡电阻和故障类型为变量的父代群体。

仿真单元：用于利用仿真电路获得与所述父代群体对应的所述预设故障线路的故障数据。

发送单元：用于将所述故障数据作为预设故障数据发送给故障匹配数据库进行存储。

其中，故障点确定单元S33包括：

第一确定单元：用于根据预设规则，确定实际故障数据和预设故障数据之间的适应值，其中，该预设规则为：

$f_e(x,R_x,G_z)=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_k|V_{\mathrm{ns}}-V_{\mathrm{nr}}|+\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_k|I_{\mathrm{ns}}-I_{\mathrm{nr}}|,$

其中，x表示所述预设故障线路的故障点位置；R_x表示所述预设故障线路的过渡电阻；G_z表示所述预设故障线路的故障类型；N表示与所述预设故障线路相邻线路节点的个数；r_k表示故障定位因子的权重；V_ns、I_ns分别表示所述预设故障数据中线路节点n的预设电压和预设电流；V_nr、I_nr分别表示所述实际故障数据中线路节点n的测量电压和测量电流。

第一判断单元：用于判断第一确定单元确定的适应值是否超出预设范围。

第一运算单元：用于在第一判断单元的判断结果为是时，进行预设的交叉、选择和变异运算，得到所述父代群体的子代解群。

第一获取单元，用于利用所述仿真电路，获取与该第一运算单元确定的子代解群对应的故障数据，将该故障数据作为与实际故障数据相匹配的预设故障数据。

在本发明实施例中，该***还可以包括：

第二获取单元，用于获取配置在预设故障线路上的检测装置所采集到的故障数据。

第二判断单元：用于根据第二获取单元获取的故障数据，判断预设故障线路的两端数据是否存在。

第三判断单元：用于在第二判断单元的判断结果为否时，判断所述预设故障线路任意一端的单端数据是否存在。

第二确定单元：用于在第三判断单元的判断结果为是时，利用预设的单端定位算法确定预设故障线路的故障点位置。

第三确定单元：用于在第二判断单元的判断结果为是时，利用预设的双端定位算法确定预设故障线路的故障点位置。

其中，需要说明的是，当第三判断单元的判断结果为否时，触发实际故障数据获取单元S31。

优选的，为了方便工作人员直接查看故障点位置，同时也为了提醒工作人员输电网络发生了故障，在本发明实施例中，还可以包括：

地图构建单元：用于以实际地理图为背景，构建输电网络地域信息图，其中，该输电网络地域信息图包括：输电线路的实际线路走向和变电站的位置。

在实际应用中，输电线路的实际线路走向可根据线路杆位的实际经纬度确定。

信息转换单元：用于将获取的故障点位置信息转换成与其对应的故障地理位置信息并输出。

提示单元：用于根据信息转换单元发送的故障地理位置信息，使输电网络的地域信息图上与该故障地理位置信息对应的提示装置进行闪烁。

其中，在本发明实施例中，上述各单元均可位于调度中心。且对于输电网络的地域信息图，可从该输电网络的网架出发，结合地理信息***，通过形象的二维实景图像，形成地区电网（局部）拓扑的地域信息图，还可以以多层次、多形式的可视化界面来直观地展示输电网络的运行状态。具体的，该地域新图可以以矢量地理图形作为底图，细化到每个县（区）域，其中，每个县（区）域之间设置分割线，可以用不同颜色的色块进行区分；在底图上方叠加不同电压等级的变电所图层（110KV站及以上），每个变电所之间通过直线或折线连接，并用不同的颜色进行区分。因而，在实际应用中，当输电网络发生故障时，能在该地域信息图直接闪烁故障位置，使得工作人员直观、及时且准确的确定故障点位置，从而进行及时处理，排出变电站安全可靠运行的隐患。

优选的，在地域信息图上闪烁故障位置的同时，还可以设置一显示器或在该地域信息图中弹出一提示窗口，用于显示故障点位置信息，包括故障点位置、故障类型和/或过滤电阻等等，或对该故障点位置信息进行语音播报。从而使工作人员对故障情况更加了解，有利于正确地且快速地排出故障，使输电网络正常工作。

本发明实施例通过实际故障数据获取单元，在确定预设故障线路任意一端的单端数据都不存在时，利用该预设故障线路相邻线路节点的检测装置，获取该预设故障线路上的实际故障数据，之后，由预设故障数据获取单元从预设的故障匹配数据库中获取与该实际故障数据相匹配的预设故障数据，并发送给故障点确定单元，使该故障点确定单元根据预设规则，利用该实际故障数据和预设故障数据，确定预设故障线路的故障点位置，从而提高了确定输电线路故障点位置的准确度和效率，解决了现有技术中当预设故障线路任意一端的单端数据都不存在时，无法及时确定预设故障线路的故障点位置，而使变电站的安全可靠运行存在很大安全隐患的技术问题。

另外，需要说明的是，本发明上述实施例只是一种示范性的例子，不应该作为限制，所给出的具体内容不应该限制本申请的目的。例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元结合一起。另外，多个单元可以或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。而且，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素，在此将不再一一赘述，本领域技术人员只要不是付出创造性努力确定的，均属于本发明的保护范围。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种输电网络的故障定位方法，其特征在于，所述方法包括：

当预设故障线路两端的故障数据都不存在时，利用所述预设故障线路相邻线路节点的检测装置，获取所述预设故障线路上的实际故障数据；

从预设的故障匹配数据库中获取与所述实际故障数据相匹配的预设故障数据；

根据预设规则，利用所述实际故障数据和所述预设故障数据，确定所述预设故障线路的故障点位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述从预设的故障匹配数据库中获取与所述实际故障数据相匹配的预设故障数据之前，所述方法还包括：

随机产生以预设故障线路的故障点位置、过渡电阻和故障类型为变量的父代群体；

利用仿真电路获得与所述父代群体对应的所述预设故障线路的故障数据；

将所述故障数据作为预设故障数据发送给故障匹配数据库进行存储。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据预设规则，利用所述实际故障数据和所述预设故障数据，确定所述预设故障线路的故障点位置包括：

根据预设规则，确定所述实际故障数据和所述预设故障数据之间的适应值，其中，所述预设规则为：

$f_e(x,R_x,G_z)=\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_k|V_{\mathrm{ns}}-V_{\mathrm{nr}}|+\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{r}_k|I_{\mathrm{ns}}-I_{\mathrm{nr}}|,$

其中，x表示所述预设故障线路的故障点位置；R_x表示所述预设故障线路的过渡电阻；G_z表示所述预设故障线路的故障类型；N表示与所述预设故障线路相邻线路节点的个数；r_k表示故障定位因子的权重；V_ns、I_ns分别表示所述预设故障数据中线路节点n的预设电压和预设电流；V_nr、I_nr分别表示所述实际故障数据中线路节点n的测量电压和测量电流；

判断所述适应值是否超出预设范围，如果是，则进行预设的交叉、选择和变异运算，得到所述父代群体的子代解群；

利用所述仿真电路获取与所述子代解群对应的所述预设故障线路的故障数据，将该故障数据作为与所述实际故障数据相匹配的预设故障数据，返回所述根据预设规则，确定所述实际故障数据和所述预设故障数据之间的适应值步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取配置在预设故障线路上的检测装置所采集到的故障数据；

根据所述故障数据，判断所述预设故障线路的两端数据是否存在；

若所述双端数据不存在，判断所述预设故障线路任意一端的单端数据是否存在；

若所述单端数据存在，利用预设的单端定位算法确定所述预设故障线路的故障点位置；

若所述双端数据存在，利用预设的双端定位算法确定所述预设故障线路的故障点位置。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若所述双端数据存在，利用预设的双端定位算法确定所述预设故障线路的故障点位置，包括：

当所述双端数据存在时，判断所述双端数据是否为同步数据；

若是，则采用基于双端同步数据的双端定位算法，确定所述预设故障线路的故障点的位置；

若否，则采用基于双端不同步数据的双端定位算法，确定所述预设故障线路的故障点的位置。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述若所述单端数据存在，利用预设的单端定位算法确定所述预设故障线路的故障点位置，包括：

若所述单端数据存在，判断所述故障类型是否为已知故障类型；

若是，则采用基于相量值的单端定位算法，确定所述预设故障线路的故障点位置；

若否，则采用基于对称分量的单端定位算法，确定所述预设故障线路的故障点位置。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在输电网络的地域信息图中，对确定的所述故障点位置进行实时显示。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述在输电网络的地域信息图中，对确定的所述故障点位置进行实时显示具体包括：

获取所确定的故障点位置信息，并将所述故障点位置信息转换成对应的故障地理位置信息；

根据所述故障地理位置信息，使输电网络的地域信息图上与所述故障地理位置信息对应的提示装置进行闪烁。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述获取所确定的故障点位置信息之前，还包括：

以实际地理图为背景，构建输电网络地域信息图，其中，所述输电网络地域信息图包括：输电线路的实际线路走向和变电站的位置。

10.一种输电网络的故障定位***，其特征在于，所述***包括：依次相连的实际故障数据获取单元、预设故障数据获取单元和故障点确定单元，其中，

所述实际故障数据获取单元：用于当预设故障线路两端的故障数据都不存在时，利用所述预设故障线路相邻线路节点的检测装置，获取所述预设故障线路上的实际故障数据；

所述预设故障数据获取单元：用于从预设的故障匹配数据库中，获取与所述实际故障数据相匹配的预设故障数据；

所述故障点确定单元：用于根据预设规则，利用所述实际故障数据获取单元获取的所述实际故障数据，以及所述预设故障数据获取单元获取的所述预设故障数据，确定所述预设故障线路的故障点位置。

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