CN111060781A - 一种配电网故障定位的方法和*** - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种配电网故障定位的方法和***，涉及泛在电力物联网领域。所述方法包括：多个测控点在配电网发生故障的情况下，建立故障状态矩阵，多个测控点通过故障状态矩阵和常态矩阵的运算结果，定位配电网发生故障的故障点。本发明的技术方案，结合边缘计算的思想，提出了基于泛在电力物联网的配电网故障定位与隔离方法，设计了配电网故障定位的模式，在测控点上直接提取所需数据，无需进行主控点与测控点之间的数据交换，也不需要主控点大量的计算，利用矩阵算法实现了快速、高效的定位故障点，提升了主控点的工作效率，也充分的利用了各个测控点的资源。

Description

一种配电网故障定位的方法和***

技术领域

本发明涉及泛在电力物联网领域，尤其是涉及一种配电网故障定位的方法和***。

背景技术

能源互联网的建设项目正在如火如荼的展开，在2019年，国家电网公司在“两会”中提出了建设“泛在电力物联网”的目标。电力物联网是一个能够实现电网设施、工作人员和所处环境感知、交互、连接与访问的网络，它可以实现信息传输设备与信息资源之间的融合、各个实体的相互协作，让物物之间相互控制和交流，构建一个智能化程度更高的生产、生活架构，泛在电力物联网这个概念就是从以上特点中衍生而来的。

现阶段泛在电力物联网的配电网故障定位与隔离存在计算繁琐、计算量大以及存储量大的缺陷，若电网规模不断扩大，服务器存储的数据量和计算量将会大大增加，主站(主控点)和各个节点(测控点)之间的联系会更加复杂，这也可能会增加计算出错的几率。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种配电网故障定位的方法和***，解决了上述问题。

本发明实施例提供一种配电网故障定位的方法，所述方法应用于配电网***，所述配电网***包括：主控点和多个测控点，所述主控点与所述多个测控点采用拓扑结构的形式连接，所述方法包括：

所述多个测控点在所述配电网发生故障的情况下，建立故障状态矩阵，所述故障状态矩阵表征所述配电网发生故障时的运行状态；

所述多个测控点通过所述故障状态矩阵和常态矩阵的运算结果，定位所述配电网发生故障的故障点，所述常态矩阵表征所述配电网正常运行时的运行状态以及所述主控点与所述多个测控点之间的连接关系。

可选地，所述常态矩阵中的元素S_ij的取值为：0或者1；其中，i和j表示所述配电网中的任意两个测控点；

在测控点i的常态电流由自身流向测控点j，且该流向与正方向一致的情况下，所述元素Sij的取值为1，所述正方向为所述配电网的电流由电源流出的方向；

在所述测控点i的常态电流由自身流向所述测控点j，且该流向与正方向不一致的情况下，所述元素Sij的取值为0；

在所述测控点i的常态电流由所述测控点j流向自身的情况下，所述元素Sij的取值为0。

可选地，所述故障状态矩阵中的元素Gii的取值为：0或者1；

所述测控点i检测自身是否存在故障电流；

在所述测控点i检测自身存在所述故障电流，且所述故障电流的流向与所述正方向一致的情况下，所述元素Gii的取值为1；

在所述测控点i检测自身存在所述故障电流，且所述故障电流的流向与所述正方向不一致的情况下，所述元素Gii的取值为0。

可选地，所述多个测控点通过所述故障状态矩阵和常态矩阵的运算结果，定位所述配电网发生的故障点，包括：

所述多个测控点对所述故障状态矩阵与所述常态矩阵进行求和运算，得到故障判断矩阵；

所述多个测控点利用所述故障判断矩阵和故障定位公式，定位所述配电网发生故障的故障点；

其中，所述故障定位公式包括：

公式1：

和公式2：

其中，所述公式1用于定位故障是否发生在所述测控点i与所述测控点j之间，P_ii为所述故障判断矩阵中对应所述测控点i的求和数值的元素，P_ij为所述故障判断矩阵中对应所述测控点i与所述测控点j之间的求和数值的元素，P_jj为所述故障判断矩阵中对应所述测控点j的求和数值的元素；

所述公式2用于定位故障是否发生在所述配电网的末端测控点。

可选地，所述多个测控点利用所述故障判断矩阵和故障定位公式，定位所述配电网发生故障的故障点，包括：

在所述故障判断矩阵中的元素有满足所述公式1的情况下，所述多个测控点定位所述配电网发生故障的故障点在所述测控点i与所述测控点j之间；

在所述故障判断矩阵中的元素有满足所述公式2的情况下，所述多个测控点定位所述配电网发生故障的故障点在所述测控点i且所述测控点i为所述末端测控点。

可选地，在所述多个测控点定位所述配电网发生故障的故障点之后，所述方法还包括：

在发生故障的故障点在所述测控点i与所述测控点j之间的情况下，所述测控点i与所述测控点j均发出故障报警信息，进行故障隔离操作，均向所述主控点发送故障定位信息和故障报警信息；

在发生故障的故障点在所述测控点i的情况下，所述测控点i发出故障报警信息，进行故障隔离操作，并向所述主控点发送故障定位信息和故障报警信息；

其中，所述故障隔离操作包括：

在发生故障的故障点在所述测控点i与所述测控点j之间的情况下，所述测控点i与所述测控点j均执行开关跳闸操作；

在发生故障的故障点在所述测控点i且所述测控点i为所述末端测控点的情况下，所述测控点i执行开关跳闸操作。

本发明实施例还提供一种配电网故障定位的***，所述***包括：主控点和多个测控点，所述主控点与所述多个测控点采用拓扑结构的形式连接，所述多个测控点中所有测控点均包括：建立故障状态矩阵模块、运算定位模块、常态矩阵元素取值模块、故障状态矩阵元素取值模块；所述主控点包括：接收确定模块、控制闭合模块；

所述建立故障状态矩阵模块，用于在所述配电网发生故障的情况下，建立故障状态矩阵，所述故障状态矩阵表征所述配电网发生故障时的运行状态；

所述运算定位模块，用于通过所述故障状态矩阵和常态矩阵的运算结果，定位所述配电网发生故障的故障点，所述常态矩阵表征所述配电网正常运行时的运行状态以及所述主控点与所述多个测控点之间的连接关系。

可选地，所述常态矩阵元素取值模块，用于计算所述常态矩阵中的元素的取值；

其中，所述常态矩阵中的元素S_ij的取值为：0或者1；其中，i和j表示所述配电网中的任意两个测控点；

在测控点i的常态电流由自身流向测控点j，且该流向与正方向一致的情况下，所述元素Sij的取值为1，所述正方向为所述配电网的电流由电源流出的方向；

在所述测控点i的常态电流由自身流向所述测控点j，且该流向与正方向不一致的情况下，所述元素Sij的取值为0；

在所述测控点i的常态电流由所述测控点j流向自身的情况下，所述元素Sij的取值为0。

可选地，所述故障状态矩阵元素取值模块，用于计算所述故障状态矩阵中的元素的取值；

所述故障状态矩阵中的元素Gii的取值为：0或者1；

所述测控点i检测自身是否存在故障电流；

在所述测控点i检测自身存在所述故障电流，且所述故障电流的流向与所述正方向一致的情况下，所述元素Gii的取值为1；

在所述测控点i检测自身存在所述故障电流，且所述故障电流的流向与所述正方向不一致的情况下，所述元素Gii的取值为0。

可选地，所述运算定位模块包括：

运算子模块，用于对所述故障状态矩阵与所述常态矩阵进行求和运算，得到故障判断矩阵；

定位子模块，用于利用所述故障判断矩阵和故障定位公式，定位所述配电网发生故障的故障点；

其中，所述故障定位公式包括：

公式1：

和公式2：

其中，所述公式1用于定位故障是否发生在所述测控点i与所述测控点j之间，P_ii为所述故障判断矩阵中对应所述测控点i的求和数值的元素，P_ij为所述故障判断矩阵中对应所述测控点i与所述测控点j之间的求和数值的元素，P_jj为所述故障判断矩阵中对应所述测控点j的求和数值的元素；

所述公式2用于定位故障是否发生在所述配电网的末端测控点。

可选地，所述定位子模块包括：

第一定位从模块，用于在所述故障判断矩阵中的元素有满足所述公式1的情况下，定位所述配电网发生故障的故障点在所述测控点i与所述测控点j之间；

第二定位从模块，用于在所述故障判断矩阵中的元素有满足所述公式2的情况下，定位所述配电网发生故障的故障点在所述测控点i且所述测控点i为所述末端测控点。

可选地，所述配电网***还包括：多个电源、位于所述测控点j与所述测控点h之间的联络开关，所述联络开关与所述配电网的电源连接，选定所述配电网的电流由所述多个电源中的第一电源流出的方向为正方向，所述测控点h为不存在故障电流且位于所述测控点j远离所述第一电源侧的测控点；

所述接收确定模块，用于接收所述故障定位信息，确定所述配电网发生故障的故障点在所述测控点i与所述测控点j之间，所述测控点i位于所述测控点j靠近所述第一电源侧的测控点；

所述控制闭合模块，用于控制所述联络开关执行开关闭合操作，以使得所述第一电源为所述测控点h供电。

采用本发明提供的配电网故障定位的方法，在配电网发生故障的情况下，配电网中的任一测控点均可以建立故障状态矩阵，在通过故障状态矩阵和常态矩阵的运算结果，就可以定位配电网发生故障的故障点。本发明的方法不需要主控点接收各个测控点发送的各种电力信息数据，也不需要主控点大量的计算，只需要各个测控点自行定位故障点，不会出现计算错误，极大的减少了主控点的运算量，各个测控点与主控点的联系也比较简单，提升了主控点的工作效率，也充分的利用了各个测控点的资源。

附图说明

图1为本发明实施例一种配电网故障定位的方法的流程图；

图2为本发明实施例一种单电源配电网的结构示意图；

图3为本发明实施例一种双电源配电网的结构示意图；

图4为本发明实施例一种配电网故障定位的***的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，并不用于限定本发明。

发明人发现，现阶段泛在电力物联网的配电网故障定位与隔离存在计算繁琐、计算量大以及存储量大的缺陷，这是因为现阶段的配电网基本是由主控点接收各个测控点发送的各种电力信息数据，再结合不同种类的算法进行运算，得到各个测控点的运行状态，并在出现故障的时候定位故障点，之后向测控点发送控制信息，不但计算量大，并且计算比较繁琐。

随着电网规模不断扩大，主控点服务器存储的数据量和计算量将会大大增加，并且主控点和各个测控点之间的联系会更加复杂，这也极大的增加计算出错的几率。

针对上述问题，发明人经过深入研究，结合大量的实际测试和仿真实验，创造性的结合边缘计算的思想、配电网络的拓扑结构、重新设计了判断算法，解决了上述的问题。以下对本发明的技术方案进行详尽描述。

参照图1，示出了本发明实施例一种配电网故障定位的方法的流程图，该方法应用于配电网***，配电网***包括：主控点和多个测控点，主控点与多个测控点采用拓扑结构的形式连接，配电网故障定位的方法包括：

步骤101：多个测控点在配电网发生故障的情况下，建立故障状态矩阵，故障状态矩阵表征配电网发生故障时的运行状态。

本发明实施例中，配电网***包括：主控点和多个测控点，主控点与多个测控点采用拓扑结构的形式连接，其中，主控点一般控制整个配电网的运行，因此主控点需要接收整个配电网中所有负载设备、线路、补偿设备等的运行数据、工作参数等，而测控点一般负责接收一定范围内负载设备、线路、补偿设备等的运行数据、工作参数等。主控点与多个测控点之间采用拓扑结构的形式进行连接。

例如：四川省配电网包括：一个主控点、每一个县级市的测控点以及地级市的测控点，主控点位于成都市，成都市也有一个测控点，负责接收成都市范围内负载设备、线路、补偿设备等的运行数据、工作参数等，主控点与所有测控点之间采用拓扑结构的形式进行连接。

多个测控点在配电网发生故障的情况下，会建立故障状态矩阵，所谓故障状态矩阵是表征配电网发生故障时的运行状态的矩阵，当然，多个测控点中任一一个测控点在配电网发生故障的情况下，该测控点，或者与该测控点相邻的测控点都会建立故障状态矩阵。

例如：假设四川省配电网具体包括：一个主控点在成都、五个测控点分别在成都、绵阳、乐山、宜宾、南充，假若四川省配电网中绵阳与成都、乐山连接，假若绵阳或者绵阳-乐山之间发生故障，那么成都、绵阳、乐山、宜宾、南充的测控点均会建立故障状态矩阵，当然，也可以只绵阳的测控点建立故障状态矩阵，其他的测控点不建立故障状态矩阵，或者绵阳和乐山的测控点建立故障状态矩阵，或者绵阳、成都、乐山的测控点建立故障状态矩阵。

步骤102：多个测控点通过故障状态矩阵和常态矩阵的运算结果，定位配电网发生故障的故障点，常态矩阵表征配电网正常运行时的运行状态以及主控点与多个测控点之间的连接关系。

本发明实施例中，在建立故障状态矩阵之后，多个测控点通过故障状态矩阵和常态矩阵的运算结果，就可以定位出配电网发生故障的故障点，其中，常态矩阵表征配电网正常运行时的运行状态以及主控点与多个测控点之间的连接关系。

一般情况下，常态矩阵是在配电网正常运行时就建立好的，存储在每一个测控点中，因为配电网正常运行时，常态矩阵中元素的取值是不会变的，所以只要配电网运行状态或者运行方式没有改变，常态矩阵就不会变化。并且，本发明实施例的常态矩阵还可以表征主控点与多个测控点之间的连接关系。

可选地，本发明实施例中常态矩阵S是以如下方法建立的：

假定配电网中的电流由电源流出的方向为正方向，即，电源产生的功率输出的方向为正方向，若配电网中有多个电源，则以其中一个电源为基础，假定该电源产生的功率输出的方向为正方向。

对于一个具有n个测控点的***，常态矩阵S就是一个n×n阶的方阵，常态矩阵S中的元素S_ij的取值为0或者1，其中，i和j表示配电网中的任意两个测控点：测控点i和测控点j，若常态电流从测控点i流向测控点j，且该流向与正方向一致，则元素S_ij记为1；若常态电流从测控点i流由测控点j，且该流向与正方向不一致，则元素S_ij的取值为0；若常态电流从测控点j流向测控点i，则元素S_ij的取值为0，即：

通过上述方法，所有测控点均建立了配电网的常态矩阵S。

可选地，本发明实施例中故障状态矩阵G是以如下方法建立的：

正方向的选定与常态矩阵S的一样。当配电网出现任何故障时，测控点会检测到故障点线路上，或者故障点与相邻测控点之间的线路上流过故障电流，测控点利用故障电流建立故障状态矩阵G。故障状态矩阵G中的元素G_ii的取值为：0或者1；在测控点i检测自身存在故障电流，且故障电流的流向与正方向一致，则元素G_ii的取值为1；在测控点i检测自身存在故障电流，且故障电流的流向与正方向不一致，则元素G_ii的取值为0，即：

同理，若网络中存在n个节点，故障状态矩阵G也是一个n×n阶的矩阵，且为对角阵，通过上述方法，所有测控点都可以建立配电网故障时的故障状态矩阵G。

可选地，在配电网故障时且测控点建立故障状态矩阵G的情况下，测控点(可以多个或者任一一个)对故障状态矩阵G与常态矩阵S进行求和运算，得到故障判断矩阵P；测控点(可以多个或者任一一个)利用故障判断矩阵P和故障定位公式，就可以定位配电网发生故障的故障点。

其中，故障定位公式包括：

公式1：

和公式2：

其中，公式1用于定位故障是否发生在测控点i与测控点j之间，P_ii为故障判断矩阵中对应测控点i的求和数值的元素，P_ij为故障判断矩阵中对应测控点i与测控点j之间的求和数值的元素，P_jj为故障判断矩阵中对应测控点j的求和数值的元素。

即，判断某两个测控点之间是否发生了故障的判据为：假设流过测控点i故障电流方向为正方向，若测控点j在测控点i之后，若测控点j中没有故障电流流过或流过了与正方向相反的故障电流，则可以判断测控点i与测控点j之间出现了故障。

结合故障判断矩阵P和故障定位公式，在故障判断矩阵中的元素有满足公式1的情况下，测控点定位配电网发生故障的故障点在测控点i与测控点j之间。

而公式2用于定位故障是否发生在配电网的末端测控点。即，判断故障是否发生在配电网的末端节点的判据为：若测控点i流过了故障电流，且从测控点i开始并不存在与测控点i相连的测控点，则判定测控点i为末端节点，且为故障节点。

结合故障判断矩阵P和故障定位公式，在故障判断矩阵中的元素有满足公式2的情况下，测控点定位配电网发生故障的故障点在测控点i且测控点i为配电网的末端测控点。

可选地，在测控点定位配电网发生故障的故障点之后，假若在发生故障的故障点在测控点i与测控点j之间的情况下，测控点i与测控点j均发出故障报警信息，并进行故障隔离操作，测控点i与测控点j均执行开关跳闸操作，这样就将故障点切除出配电网，故障点不会影响配电网的正常运行。同时，测控点i与测控点j均向主控点发送故障定位信息和故障报警信息。

假若在发生故障的故障点在测控点i的情况下，测控点i发出故障报警信息，并进行故障隔离操作，测控点i执行开关跳闸操作，这样就将故障点测控点i切除出配电网，故障点测控点i不会影响配电网的正常运行。同时，测控点i向主控点发送故障定位信息和故障报警信息。

可选地，配电网***还包括：多个电源、位于测控点j与测控点h之间的联络开关，联络开关与配电网的电源连接，选定配电网的电流由多个电源中的第一电源流出的方向为正方向，从其余电源流出的电流的方向均为负方向，测控点h为不存在故障电流且位于测控点j远离第一电源侧的测控点，即，测控点h在测控点j的后方，远离第一电源；测控点发出故障报警信息，进行故障隔离操作，并向主控点发送故障定位信息和故障报警信息之后：

主控点接收故障定位信息，确定配电网发生故障的故障点在测控点i与测控点j之间，测控点i位于测控点j靠近第一电源侧的测控点，即，测控点i在测控点j的前方，远离第一电源；

主控点控制联络开关执行开关闭合操作，以使得第一电源为测控点h供电，这样就使得整个配电网中除测控点i与测控点j之外的所有测控点范围内的依然保证正常运行，整个配电网完成了重组。当然，可以理解的是，在多电源的情况下，也可能不需要控制联络开关执行开关闭合操作，直接由除第一电源以外的电源为整个配电网中除测控点i与测控点j之外的所有测控点范围内的设备供电。

以下，以两个具体示例再次解释本发明的技术方案。参照图2，示出了本发明实施例一种单电源配电网的结构示意图，图中G1为电源，从G1流出电流的方向为正方向，整个配电网线路上布有8个测控点：1、2、3、4、5、6、7、8，根据上述常态矩阵S的方法建立，可以得到该配电网的常态矩阵S为：

假设在测控点3和4以及测控点3和6之间的区域发生故障，则根据上述的故障状态矩阵G的建立方法，得到的故障状态矩阵G为：

求取常态矩阵S与故障状态矩阵G的和，由此得到故障判断矩阵P：

通过上述故障判断矩阵P可知，P₁₁＝1，则查询测控点1所在行，有P₁₂＝1，再查询测控点2所在列，有P₂₂＝1，不满足上文中的公式1和公式2，所以判定测控点1和测控点2之间没有故障；由于P₂₂＝1，则查询测控点2所在行，有P₂₃＝1，再查询测控点3所在列，有P33＝1，同样不满足公式1和公式2，所以测控点2和测控点3之间没有故障；由于P₃₃＝1，所以查询测控点3所在行，有P₃₄＝1以及P₃₆＝1，由于P₄₄＝0以及P₆₆＝0，所以满足公式1，故判定故障在测控点3和测控点4以及测控点3和测控点6之间的区域。定位好故障点后，测控点3、测控点4和测控点6的开关跳闸，并且测控点3和测控点4、测控点6向主控点发出报警。可以理解，故障隔离后部分的未发生故障的正常负荷难以正常供电，因此，对于结构更加合理的配电网来说，假若有联络开关，则可以通过操作联络开关来恢复未发生故障的正常负荷的供电。

参照图3，示出了本发明实施例一种双电源配电网的结构示意图，图中G1、G2均为电源，从G1流出电流的方向为假定正方向，整个配电网的线路上布有9个测控点：1、2、3、4、5、6、7、8、9，G1出线与节点3、4之间为联络开关，根据上述常态矩阵S的方法建立，可以得到该配电网的常态矩阵S为：

假设在测控点1和2之间、5和6之间、8和9之间发生故障，则根据上述的故障状态矩阵G的建立方法，得到的故障信息矩阵G为：

求取常态矩阵S与故障状态矩阵G的和，由此得到故障判断矩阵P：

通过上述故障判断矩阵P可知，P₁₁＝1，则查询测控点1所在行，有P12＝1，根据公式1查询测控点2所在列，因P₂₂＝0，所以满足公式1，因此判定测控点1和测控点2之间存在故障；又因P₅₅＝1，则查询测控点5所在行，有P₅₆＝1，故查询测控点6所在列，因P₆₆＝0，所以根据公式1判定测控点5和测控点6之间存在故障；又因P₈₈＝1，则查询测控点8所在行，有P₈₉＝1，故查询测控点9所在列，因P₉₉＝0，所以判定在测控点8和测控点9之间存在故障。所以测控点1、2、5、6、8和9的开关跳闸，测控点1和2、测控点5和6、测控点8和9向主控点发出报警。可以理解，隔离故障后测控点3与4、测控点2与5之间的负荷供电被迫中断，此时闭合联络开关即可恢复供电，完成配电网的重组。

参照图4，示出了本发明实施例一种配电网故障定位的***的示意图，所述***包括：主控点和多个测控点，所述主控点与所述多个测控点采用拓扑结构的形式连接，所述多个测控点中所有测控点均包括：建立故障状态矩阵模块、运算定位模块、常态矩阵元素取值模块、故障状态矩阵元素取值模块；所述主控点包括：接收确定模块、控制闭合模块；

所述建立故障状态矩阵模块，用于在所述配电网发生故障的情况下，建立故障状态矩阵，所述故障状态矩阵表征所述配电网发生故障时的运行状态；

所述运算定位模块，用于通过所述故障状态矩阵和常态矩阵的运算结果，定位所述配电网发生故障的故障点，所述常态矩阵表征所述配电网正常运行时的运行状态以及所述主控点与所述多个测控点之间的连接关系。

可选地，所述常态矩阵元素取值模块，用于计算所述常态矩阵中的元素的取值；

其中，所述常态矩阵中的元素S_ij的取值为：0或者1；其中，i和j表示所述配电网中的任意两个测控点；

在测控点i的常态电流由自身流向测控点j，且该流向与正方向一致的情况下，所述元素Sij的取值为1，所述正方向为所述配电网的电流由电源流出的方向；

在所述测控点i的常态电流由自身流向所述测控点j，且该流向与正方向不一致的情况下，所述元素Sij的取值为0；

在所述测控点i的常态电流由所述测控点j流向自身的情况下，所述元素Sij的取值为0。

可选地，所述故障状态矩阵元素取值模块，用于计算所述故障状态矩阵中的元素的取值；

所述故障状态矩阵中的元素Gii的取值为：0或者1；

所述测控点i检测自身是否存在故障电流；

在所述测控点i检测自身存在所述故障电流，且所述故障电流的流向与所述正方向一致的情况下，所述元素Gii的取值为1；

在所述测控点i检测自身存在所述故障电流，且所述故障电流的流向与所述正方向不一致的情况下，所述元素Gii的取值为0。

可选地，所述运算定位模块包括：

运算子模块，用于对所述故障状态矩阵与所述常态矩阵进行求和运算，得到故障判断矩阵；

定位子模块，用于利用所述故障判断矩阵和故障定位公式，定位所述配电网发生故障的故障点；

其中，所述故障定位公式包括：

公式1：

和公式2：

其中，所述公式1用于定位故障是否发生在所述测控点i与所述测控点j之间，P_ii为所述故障判断矩阵中对应所述测控点i的求和数值的元素，P_ij为所述故障判断矩阵中对应所述测控点i与所述测控点j之间的求和数值的元素，P_jj为所述故障判断矩阵中对应所述测控点j的求和数值的元素；

所述公式2用于定位故障是否发生在所述配电网的末端测控点。

可选地，所述定位子模块包括：

第一定位从模块，用于在所述故障判断矩阵中的元素有满足所述公式1的情况下，定位所述配电网发生故障的故障点在所述测控点i与所述测控点j之间；

第二定位从模块，用于在所述故障判断矩阵中的元素有满足所述公式2的情况下，定位所述配电网发生故障的故障点在所述测控点i且所述测控点i为所述末端测控点。

可选地，所述配电网***还包括：多个电源、位于所述测控点j与所述测控点h之间的联络开关，所述联络开关与所述配电网的电源连接，选定所述配电网的电流由所述多个电源中的第一电源流出的方向为正方向，所述测控点h为不存在故障电流且位于所述测控点j远离所述第一电源侧的测控点；

所述接收确定模块，用于接收所述故障定位信息，确定所述配电网发生故障的故障点在所述测控点i与所述测控点j之间，所述测控点i位于所述测控点j靠近所述第一电源侧的测控点；

所述控制闭合模块，用于控制所述联络开关执行开关闭合操作，以使得所述第一电源为所述测控点h供电。

通过上述实施例，本发明在配电网发生故障的情况下，配电网中的任一测控点均可以建立故障状态矩阵，在通过故障状态矩阵和常态矩阵的运算结果，就可以定位配电网发生故障的故障点，定位好故障点后进行隔离操作，并且发出报警信息，使得相关工作人员处理故障。本发明的技术方案，结合边缘计算的思想，提出了基于泛在电力物联网的配电网故障定位与隔离方法，设计了配电网故障定位的模式，在测控点上直接提取所需数据，无需进行主控点与测控点之间的数据交换，也不需要主控点大量的计算，利用矩阵算法实现了快速、高效的定位故障点，提升了主控点的工作效率，也充分的利用了各个测控点的资源。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种配电网故障定位的方法，其特征在于，所述方法应用于配电网***，所述配电网***包括：主控点和多个测控点，所述主控点与所述多个测控点采用拓扑结构的形式连接，所述方法包括：

所述多个测控点在所述配电网发生故障的情况下，建立故障状态矩阵，所述故障状态矩阵表征所述配电网发生故障时的运行状态；

所述多个测控点通过所述故障状态矩阵和常态矩阵的运算结果，定位所述配电网发生故障的故障点，所述常态矩阵表征所述配电网正常运行时的运行状态以及所述主控点与所述多个测控点之间的连接关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述常态矩阵中的元素S_ij的取值为：0或者1；其中，i和j表示所述配电网中的任意两个测控点；

在测控点i的常态电流由自身流向测控点j，且该流向与正方向一致的情况下，所述元素Sij的取值为1，所述正方向为所述配电网的电流由电源流出的方向；

在所述测控点i的常态电流由自身流向所述测控点j，且该流向与正方向不一致的情况下，所述元素Sij的取值为0；

在所述测控点i的常态电流由所述测控点j流向自身的情况下，所述元素Sij的取值为0。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述故障状态矩阵中的元素Gii的取值为：0或者1；

所述测控点i检测自身是否存在故障电流；

在所述测控点i检测自身存在所述故障电流，且所述故障电流的流向与所述正方向一致的情况下，所述元素Gii的取值为1；

在所述测控点i检测自身存在所述故障电流，且所述故障电流的流向与所述正方向不一致的情况下，所述元素Gii的取值为0。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多个测控点通过所述故障状态矩阵和常态矩阵的运算结果，定位所述配电网发生的故障点，包括：

所述多个测控点对所述故障状态矩阵与所述常态矩阵进行求和运算，得到故障判断矩阵；

所述多个测控点利用所述故障判断矩阵和故障定位公式，定位所述配电网发生故障的故障点；

其中，所述故障定位公式包括：

公式1：

和公式2：

其中，所述公式1用于定位故障是否发生在所述测控点i与所述测控点j之间，P_ii为所述故障判断矩阵中对应所述测控点i的求和数值的元素，P_ij为所述故障判断矩阵中对应所述测控点i与所述测控点j之间的求和数值的元素，P_jj为所述故障判断矩阵中对应所述测控点j的求和数值的元素；

所述公式2用于定位故障是否发生在所述配电网的末端测控点。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多个测控点利用所述故障判断矩阵和故障定位公式，定位所述配电网发生故障的故障点，包括：

在所述故障判断矩阵中的元素有满足所述公式1的情况下，所述多个测控点定位所述配电网发生故障的故障点在所述测控点i与所述测控点j之间；

在所述故障判断矩阵中的元素有满足所述公式2的情况下，所述多个测控点定位所述配电网发生故障的故障点在所述测控点i且所述测控点i为所述末端测控点。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述多个测控点定位所述配电网发生故障的故障点之后，所述方法还包括：

在发生故障的故障点在所述测控点i与所述测控点j之间的情况下，所述测控点i与所述测控点j均发出故障报警信息，进行故障隔离操作，均向所述主控点发送故障定位信息和故障报警信息；

在发生故障的故障点在所述测控点i的情况下，所述测控点i发出故障报警信息，进行故障隔离操作，并向所述主控点发送故障定位信息和故障报警信息；

其中，所述故障隔离操作包括：

在发生故障的故障点在所述测控点i与所述测控点j之间的情况下，所述测控点i与所述测控点j均执行开关跳闸操作；

在发生故障的故障点在所述测控点i且所述测控点i为所述末端测控点的情况下，所述测控点i执行开关跳闸操作。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述配电网***还包括：多个电源、位于所述测控点j与所述测控点h之间的联络开关，所述联络开关与所述配电网的电源连接，选定所述配电网的电流由所述多个电源中的第一电源流出的方向为正方向，所述测控点h为不存在故障电流且位于所述测控点j远离所述第一电源侧的测控点；所述测控点发出故障报警信息，进行故障隔离操作，并向所述主控点发送故障定位信息和故障报警信息之后，所述方法还包括：

所述主控点接收所述故障定位信息，确定所述配电网发生故障的故障点在所述测控点i与所述测控点j之间，所述测控点i位于所述测控点j靠近所述第一电源侧的测控点；

所述主控点控制所述联络开关执行开关闭合操作，以使得所述第一电源为所述测控点h供电。

8.一种配电网故障定位的***，其特征在于，所述***包括：主控点和多个测控点，所述主控点与所述多个测控点采用拓扑结构的形式连接，所述多个测控点中所有测控点均包括：建立故障状态矩阵模块、运算定位模块、常态矩阵元素取值模块、故障状态矩阵元素取值模块；所述主控点包括：接收确定模块、控制闭合模块；

所述建立故障状态矩阵模块，用于在所述配电网发生故障的情况下，建立故障状态矩阵，所述故障状态矩阵表征所述配电网发生故障时的运行状态；

所述运算定位模块，用于通过所述故障状态矩阵和常态矩阵的运算结果，定位所述配电网发生故障的故障点，所述常态矩阵表征所述配电网正常运行时的运行状态以及所述主控点与所述多个测控点之间的连接关系。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述常态矩阵元素取值模块，用于计算所述常态矩阵中的元素的取值；

其中，所述常态矩阵中的元素S_ij的取值为：0或者1；其中，i和j表示所述配电网中的任意两个测控点；

在测控点i的常态电流由自身流向测控点j，且该流向与正方向一致的情况下，所述元素Sij的取值为1，所述正方向为所述配电网的电流由电源流出的方向；

在所述测控点i的常态电流由自身流向所述测控点j，且该流向与正方向不一致的情况下，所述元素Sij的取值为0；

在所述测控点i的常态电流由所述测控点j流向自身的情况下，所述元素Sij的取值为0

所述运算定位模块包括：

运算子模块，用于对所述故障状态矩阵与所述常态矩阵进行求和运算，得到故障判断矩阵；

定位子模块，用于利用所述故障判断矩阵和故障定位公式，定位所述配电网发生故障的故障点；

其中，所述故障定位公式包括：

公式1：

和公式2：

其中，所述公式1用于定位故障是否发生在所述测控点i与所述测控点j之间，P_ii为所述故障判断矩阵中对应所述测控点i的求和数值的元素，P_ij为所述故障判断矩阵中对应所述测控点i与所述测控点j之间的求和数值的元素，P_jj为所述故障判断矩阵中对应所述测控点j的求和数值的元素；

所述公式2用于定位故障是否发生在所述配电网的末端测控点。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述故障状态矩阵元素取值模块，用于计算所述故障状态矩阵中的元素的取值；

所述故障状态矩阵中的元素Gii的取值为：0或者1；

所述测控点i检测自身是否存在故障电流；

在所述测控点i检测自身存在所述故障电流，且所述故障电流的流向与所述正方向一致的情况下，所述元素Gii的取值为1；

在所述测控点i检测自身存在所述故障电流，且所述故障电流的流向与所述正方向不一致的情况下，所述元素Gii的取值为0。

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