CN108919046A - 一种配电网接地故障试停线路序位决策方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种配电网接地故障试停线路序位决策方法及***，先后对选停线路和空载线路试停后，若仍未确定故障点，则对剩余线路根据其接地故障综合测度值由大到小的顺序进行序位试停。本发明为调度人员提供了可靠、科学、固定的线路试停序列的参考依据，能够快速排查出故障电路，保障线路安全。

Description

一种配电网接地故障试停线路序位决策方法及***

技术领域

本发明涉及电力调度技术领域,具体地说是一种配电网接地故障试停线路序位决策方法及***。

背景技术

单相接地故障是配电***中最常见的故障之一。中性点非直接接地的配电网发生单相接地故障，接地电流较小，断路器保护不动作，通过发出接地信号提醒调控人员，需要根据选线信息采取人工拉路的方法来判断故障线路并隔离。减小接地故障对***供电的影响，主要通过以下两方面实现：

一是通过接地故障电气量变化特点，辨识接地故障线路提供接地线路信息。中性点不接地的配电网中，选线装置通过以下三种原理之一判断接地故障线路。

1、零序电流方向法。小电流接地***单相接地时，接地线路零序电流大小等于同母线非故障线路零序电流之和，方向相反。接地母线所有线路零序电流的方向，可以作为判别接地故障线路的依据。

2、电流注入法，中性点非直接接地***发生单相接地故障时，通过注入电流，追踪电流流向，可以检测接地故障点，从而确定接地故障区间。

3、并联中电阻法，在中性点非直接接地***中，发生单相接地故障时，中性点短时投入与消弧线圈并联的小电阻，并联小电阻通过接地故障点构成接地故障回路，故障电流变大，可以检测接地故障线路。

二是在接地选线信息不准确的情况下，优化试停线路序列，提高试停线路的针对性，减少线路停电。

但以上选线装置仅通过小电流信息提供1条可能的接地线路，且由于设备老化、现场环境恶劣等原因，选线准确率不高，若选线信息错误，仍将造成接地试停处理过程的盲目性及接地时间过长造成的人身、设备安全风险。

发明内容

本发明实施例中提供了一种配电网接地故障试停线路序位决策方法及***，以解决现有技术中接地故障发生时，试停线路不准确、盲目选择试停序列造成线路长时间接地，安全隐患高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

本发明提供了一种配电网接地故障试停线路序位决策方法，先后对选停线路和空载线路试停后，若仍未确定故障点，则对剩余线路根据其接地故障综合测度值由大到小的顺序进行序位试停。

进一步地，所述接地故障综合测度值M的计算公式为

M＝w₁m₁+w₂m₂+w₃m₃

式中，m₁为线路历史故障测度值，m₂为无功变化故障测度值，m₃为线路结构故障测度值，w₁、w₂和w₃分别为线路历史故障测度值、无功变化故障测度值和线路结构故障测度值的权重。

进一步地，所述线路历史故障测度值m₁的计算公式为

m₁＝Nf_G+f_T

f_G为线路接地故障历史次数，f_T为线路跳闸故障历史次数，N为系数。

进一步地，所述无功变化故障测度值m₂的计算过程为：

根据t时刻有功功率、无功功率历史数据累计的平均值，得到配电线路在t时刻有功功率、无功功率的标准值；

在发生接地故障时，计算故障前后有功功率的变化值；

若有功功率的变化值超过第一设定值，则m₂取0；

若有功功率的变化值未超过第一设定值，则计算无功功率在故障时刻的突降量；

若突降量为正，则m₂取突降量和故障时刻无功变化量与故障前一时刻无功变化量差值的相对值；

若突降量为负，则m₂取0。

进一步地，所述根据t时刻有功功率、无功功率历史数据累计的平均值，得到配电线路在t时刻有功功率、无功功率的标准值的具体过程为：

每隔固定时间间隔，获取配电线路中的有功功率和无功功率的数值；

计算t时刻有功功率变化值与无功功率变化值的相对比例；

若所述相对比例超过第二设定值，则剔除该时刻有功功率和无功功率的数值；

若所述相对比例未超过第二设定值，则计算并存储该时刻有功功率和无功功率的累计平均值，并将累计平均值作为配电线路在t时刻有功功率和无功功率的标准值。

进一步地，所述线路结构故障测度值m₃的计算公式为

m₃＝N_B*p_ov

N_B为分支线条数，p_ov为整条线路中架空线路的比例。

进一步地，根据得到的m₁、m₂和m₃的值，结合实际的接地故障线路，对权重w₁、w₂和w₃进行自适应调整。

进一步地，所述对权重w₁、w₂和w₃进行自适应调整的具体过程为：

获取根据测度值m₁、m₂和m₃分别得到的故障试停序位n_SE1、n_SE2和n_SE3，以及实际的接地故障线路；

计算权重的变化量Δw_i＝n_SEj/(n_SE1+n_SE2+n_SE3)，且i+j＝4；

根据权重的变化量，对w₁、w₂和w₃进行自适应调整，自适应调整的公式为w_i＝vw_i,+(1-v)Δw_i；v表示每次调整的幅度。

本发明还提供了一种配电网接地故障试停线路序位决策***，包括接地试停序列决策模块，所述接地试停序列决策模块用于在接地故障时先后试停选线线路和空载线路，所述接地试停序列决策模块还用于对剩余线路根据其接地故障综合测度值由大到小的顺序进行序位试停。

进一步地，所述接地故障综合测度值的影响因素包括线路历史故障、无功变化故障和线路结构故障，所述***还包括决策参数自适应反馈调节模块，所述决策参数自适应反馈调节模块用于结合实际接地故障线路对接地故障综合测度值各影响因素的权重进行调整。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

1、在原有的首先试停选线线路然后试停空载线路基础上，对剩余所有线路根据其接地故障综合测度值确定其接地故障可能性的大小，列出试停线路的合理排序。为调度人员提供了可靠、科学、固定的试停线路参考依据，能够快速排查出故障电路，保障线路安全。

2、根据线路的故障历史、线路结构及故障时的电气量异常变化情况，量化地表示每条线路接地故障可能性地大小，并根据接地故障综合测度值的大小，提供相应的试停线路序列。克服了影响线路接地故障多种因素无法综合量化表示的缺点。

3、提出了接地故障综合测度值的决策公式，并提出了权重参数自适应反馈调节方法，根据实际接地信息调整决策公式中相关因素的权重参数。以实现决策公式根据实际故障结果的自适应调整。不断提高线路接地故障综合测度决策公式的准确性。

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，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述方法的流程示意图；

图2是本发明所述接地故障综合测度值影响因素及根据综合测度值得到试停序列的逻辑示意图；

图3是本发明中性点非直接接地的配电***单相接地故障示意图；

图4是本发明有功功率、无功功率累计平均值的计算流程图；

图5是本发明无功变化故障测度值m₂的计算流程图；

图6是本发明权重自适应调整的流程示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

如图1所示，由接地试停序列决策模块提供接地试停线路序列，在原有的首先试停选线线路及空载线路基础上，对剩余线路根据其接地故障综合测度值确定其接地故障可能性的大小，列出试停线路的合理排序。各线路接地故障综合测度值得决策公式由线路历史故障、线路结构故障及无功变化故障情况等确定。确定接地故障线路后，将实际接地线路信息通过决策参数自适应反馈调整模块反馈至决策公式的相应参数，以不断提高决策公式的准确程度。

图1中，接地试停序列决策模块在接受到接地故障信息后，根据选线信息确定选线线路，根据线路负荷信息确定空载线路。将选线线路列为第一顺位试停序列，将空载线路列为第二顺位试停序列，若试停选线线路和空载线路后接地线路均未确定，则剩余线路试停顺序按接地故障综合测度值排序。按照该排序试停确定接地线路后，将实际的接地线路信息反馈至决策参数自适应反馈调节模块，该模块根据实际接地信息调整接地故障测度函数中相应影响因素的权重，并将调整后的参数赋值于线路的决策公式中。以实现决策公式根据实际故障结果的自适应调整。

如图2所示，对于每条配电线路，求取表征其接地故障可能性大小的接地故障综合测度值，根据其接地故障综合测度值大小排序列出相应线路的试停排序。

线路接地综合故障测度值M由历史故障测度值(m₁)、无功变化故障测度值(m₂)、线路结构故障测度值(m₃)赋予不同的权重(w₁、w₂、w₃)加权求和得到。即

M＝w₁m₁+w₂m₂+w₃m₃

为保证接地故障综合测度值M的稳定性与w₁、w₂、w₃自适应调整的可行性，取w₁+w₂+w₃＝1。

针对每条故障线路历史故障测度值m₁、无功变化故障测度值m₂和线路结构故障测度值m3具体计算求解方法，以及w₁、w₂、w₃自适应调整方法如下：

线路故障历史故障测度值m₁：取m₁＝Nf_G+f_T，式中f_G为线路接地故障历史次数，f_T为线路跳闸故障历史次数，取f_G权重为f_T的N倍，N取大于5的值，表示线路接地历史故障对线路接地故障可能性的参照度远大于跳闸故障。

图3表示了中性点非直接接地的配电***单相接地情况下的接地故障，Z、C分别为线路的等值阻抗及等值电容，Z_f为单相接地阻抗，i_C为相应线路的对地电容电流。单相接地后，接地故障线路增加方向为大地流向母线的接地故障电流I_f，因此反映在无功分布方面，为接地故障线路无功输出突降。因此通过对照接地故障后配电线路无功变化情况(ΔQF)与线路正常的无功波动(ΔQ)之间的差异，表征线路接地故障可能性的大小。

无功变化故障测度值m₂的求取由数据采集、筛选、存储模块完成。一般情况下，调度自动化***对配电线路有功功率值、无功功率值、负荷值采样间隔为300s(5min)。针对某一固定时刻t，分别取每天该时刻(t)有功功率、无功功率累计平均值，作为该配电线路该时刻(t)有功无功的标准值，作为单相接地故障情况下线路无功变化情况的参照基准。

如图4所示，在计算有功功率、无功功率累计平均值前，每隔固定时间间隔，获取配电线路中的有功功率P’(t)_n和无功功率Q’(t)_n的数值；计算t时刻有功功率变化值与无功功率变化值的相对比例，计算公式为若相对比例超过第二设定值，则剔除该时刻有功功率和无功功率的数值，累计平均值不变，即P(t)_n＝P(t)_n-1；Q(t)_n＝Q(t)_n-1；若相对比例未超过第二设定值，则计算并存储该时刻有功功率和无功功率的累计平均值，t时刻有功功率、无功功率累计平均值的计算公式分别为并将累计平均值作为配电线路在t时刻有功功率和无功功率的标准值。本实施例中第二设定值为1.2，即根据进行数值的筛选。P’(t)、Q’(t)_n分别表示第n天t时刻该配电线路的有功功率、无功功率，P(t)、Q(t)_n表示累计平均后线路的有功功率和无功功率值。

如图5所示，在发生接地故障时，根据得到的配电线路在t时刻有功功率、无功功率的标准值，计算故障前后有功功率的变化值，有功功率变化值的计算公式为若有功功率的变化值超过第一设定值，在有功功率的变化值超过第一设定值时，认为无功变化因负荷变化造成，不考虑因为接地故障造成，则m₂取0，本实施例中第一设定值取1.5，即满足m₂取0；若有功功率的变化值未超过第一设定值，则计算无功功率在故障时刻的突降量，突降量ΔQ_F的计算公式为ΔQ_F＝Q′(t-1)_n-Q′(t)_n，若突降量为正，则m₂取突降量和故障时刻无功变化量与故障前一时刻无功变化量差值的相对值，若突降量为负，则m₂取0，即

其中ΔQ＝|Q(t-1)_n-1-Q(t)_n-1|。需要说明的一点是图5所示m(ΔQ)的值即决策公式中m₂的取值，因m₂的取值为变量，在图5中用m(ΔQ)表示。

线路结构故障测度值m₃：取m₃＝N_B*p_ov，N_B为分支线条数，p_ov为整条线路中架空线路的比例。以量化形式表征分支线条数多，架空线路比例大的线路由较大的接地故障可能性。

如图6所示，根据决策公式进行试停后，结合实际的接地故障线路和3中影响因素的故障测度值m₁、m₂、m₃的准确程度，调整m₁、m₂、m₃在决策公式中的权重值。准确程度较高的增加其权重值，准确程度较低的减少其权重值。

分别获取根据测度值m₁、m₂和m₃分别得到的故障试停序位n_SE1、n_SE2和n_SE3，得到对应的排序k₁、k₂、k₃，以及实际的接地故障线路；计算权重的变化量Δw_i，公式为Δw_i＝n_SEj/(n_SE1+n_SE2+n_SE3)，且i+j＝4，n_SEj表示与序列n_SEi在n_SE1、n_SE2、n_SE3中排序k_i相反的的序列数，即若k_i＝1，则k_j＝3；若k_i＝2，则k_j＝2；若k_i＝3，则k_j＝1。例如，针对实际的接地故障线路，若根据线路故障历史故障测度值m1其试拉序列为2；根据无功变化故障测度值m₂其试拉序列为3；根据线路结构故障测度值m₃其试拉序列为4；则Δw₁＝4/(2+3+4)；Δw₂＝3/(2+3+4)；Δw₂＝2/(2+3+4)；

根据权重的变化量，对w₁、w₂和w₃进行自适应调整，自适应调整的公式为w_i＝vw_i,+(1-v)Δw_i；v表示每次调整的幅度，0<v<1。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种配电网接地故障试停线路序位决策方法，其特征是：先后对选停线路和空载线路试停后，若仍未确定故障点，则对剩余线路根据其接地故障综合测度值由大到小的顺序进行序位试停。

2.根据权利要求1所述的一种配电网接地故障试停线路序位决策方法，其特征是：所述接地故障综合测度值M的计算公式为

M＝w₁m₁+w₂m₂+w₃m₃

式中，m₁为线路历史故障测度值，m₂为无功变化故障测度值，m₃为线路结构故障测度值，w₁、w₂和w₃分别为线路历史故障测度值、无功变化故障测度值和线路结构故障测度值的权重。

3.根据权利要求2所述的一种配电网接地故障试停线路序位决策方法，其特征是：所述线路历史故障测度值m₁的计算公式为

m₁＝Nf_G+f_T

f_G为线路接地故障历史次数，f_T为线路跳闸故障历史次数，N为系数。

4.根据权利要求2所述的一种配电网接地故障试停线路序位决策方法，其特征是：所述无功变化故障测度值m₂的计算过程为：

根据t时刻有功功率、无功功率历史数据累计的平均值，得到配电线路在t时刻有功功率、无功功率的标准值；

在发生接地故障时，计算故障前后有功功率的变化值；

若有功功率的变化值超过第一设定值，则m₂取0；

若有功功率的变化值未超过第一设定值，则计算无功功率在故障时刻的突降量；

若突降量为正，则m₂取突降量和故障时刻无功变化量与故障前一时刻无功变化量差值的相对值；

若突降量为负，则m₂取0。

5.根据权利要求4所述的一种配电网接地故障试停线路序位决策方法，其特征是：所述根据t时刻有功功率、无功功率历史数据累计的平均值，得到配电线路在t时刻有功功率、无功功率的标准值的具体过程为：

每隔固定时间间隔，获取配电线路中的有功功率和无功功率的数值；

计算t时刻有功功率变化值与无功功率变化值的相对比例；

若所述相对比例超过第二设定值，则剔除该时刻有功功率和无功功率的数值；

若所述相对比例未超过第二设定值，则计算并存储该时刻有功功率和无功功率的累计平均值，并将累计平均值作为配电线路在t时刻有功功率和无功功率的标准值。

6.根据权利要求2所述的一种配电网接地故障试停线路序位决策方法，其特征是：所述线路结构故障测度值m₃的计算公式为

m₃＝N_B*p_ov

N_B为分支线条数，p_ov为整条线路中架空线路的比例。

7.根据权利要求2所述的一种配电网接地故障试停线路序位决策方法，其特征是：根据得到的m₁、m₂和m₃的值，结合实际的接地故障线路，对权重w₁、w₂和w₃进行自适应调整。

8.根据权利要求7所述的一种配电网接地故障试停线路序位决策方法，其特征是：所述对权重w₁、w₂和w₃进行自适应调整的具体过程为：

获取根据测度值m₁、m₂和m₃分别得到的故障试停序位n_SE1、n_SE2和n_SE3，以及实际的接地故障线路；

计算权重的变化量Δw_i＝n_SEj/(n_SE1+n_SE2+n_SE3)，且i+j＝4；

根据权重的变化量，对w₁、w₂和w₃进行自适应调整，自适应调整的公式为v表示每次调整的幅度。

9.一种配电网接地故障试停线路序位决策***，包括接地试停序列决策模块，所述接地试停序列决策模块用于在接地故障时先后试停选线线路和空载线路，其特征是：所述接地试停序列决策模块还用于对剩余线路根据其接地故障综合测度值由大到小的顺序进行序位试停。

10.根据权利要求9所述的一种配电网接地故障试停线路序位决策***，其特征是：所述接地故障综合测度值的影响因素包括线路历史故障、无功变化故障和线路结构故障，所述***还包括决策参数自适应反馈调节模块，所述决策参数自适应反馈调节模块用于结合实际接地故障线路对接地故障综合测度值各影响因素的权重进行调整。