CN114252726B - 一种配电***的电压暂降源的定位方法、介质及*** - Google Patents

一种配电***的电压暂降源的定位方法、介质及*** Download PDF

Info

Publication number
CN114252726B
CN114252726B CN202111327317.2A CN202111327317A CN114252726B CN 114252726 B CN114252726 B CN 114252726B CN 202111327317 A CN202111327317 A CN 202111327317A CN 114252726 B CN114252726 B CN 114252726B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bus
subsystem
candidate
vector
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111327317.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114252726A (zh
Inventor
王钲涵
何锴
田勇杰
王海民
秦英
张迪
欧阳博研
王昊波
康增尚
丁宁
肖旭东
赵文韬
陈嘉岐
柳旭升
吴良方
张丹杰
张建军
邓拓
刘炜
刘庆伟
俞贤文
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhongwei Power Supply Company State Grid Ningxia Electric Power Co ltd
Original Assignee
Zhongwei Power Supply Company State Grid Ningxia Electric Power Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhongwei Power Supply Company State Grid Ningxia Electric Power Co ltd filed Critical Zhongwei Power Supply Company State Grid Ningxia Electric Power Co ltd
Priority to CN202111327317.2A priority Critical patent/CN114252726B/zh
Publication of CN114252726A publication Critical patent/CN114252726A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114252726B publication Critical patent/CN114252726B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • G01R31/088—Aspects of digital computing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
    • Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开一种配电***的电压暂降源的定位方法、介质及***。对于每一子***，计算得到子***的终端母线的电压跌落误差向量；从子***的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线作为子***的第一候选母线，得到第一候选向量；计算第一候选向量中第一候选母线的权重；选择最大权重对应的第一候选母线为第二候选母线；在第二候选母线所在的子***中，将第二候选母线相连的线路均添加虚拟的母线，得到候选的子***；计算得到候选的子***的终端母线的电压跌落误差向量；若第二候选母线所在的子***的数量为一个，则从对应的候选的子***的终端母线的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线为电压暂降源。本发明得到良好的定位效果且更易实现。

Description

一种配电***的电压暂降源的定位方法、介质及***
技术领域
本发明涉及电压暂降技术领域，尤其涉及一种配电***的电压暂降源的定位方法、介质及***。
背景技术
在当前的电力***中，电能质量方面的电压暂降问题逐渐凸显。电气与电子工程师学会(IEEE)将电压暂降定义为在***供电电压有效值瞬间减小到额定值的10％～90％，其持续时间为10ms～1min。现代负荷对电压暂降更加敏感，电压暂降会对高新科技企业和许多工业用户造成巨大的经济损失。在此背景下，电压暂降源的定位识别作为抑制和缓解电压暂降的前提，研究具有重要的意义。
当前对于电压暂降源定位方法已有较多的研究中，存在着一些不足：所需安装的电压检测设备过多，增加成本；在存在分布式电源DG的场景下，并不适用；忽略了测量误差；一些方法采用了欠定方程组与复杂算法；需要负载数据。
因此，现有的电压暂降源的定位方法适用性较差、技术上不易实现。
发明内容
本发明实施例提供一种配电***的电压暂降源的定位方法、介质及***，以解决现有技术电压暂降源的定位方法适用性较差、技术上不易实现的问题。
第一方面，提供一种配电***的电压暂降源的定位方法，所述配电***包括至少一个子***，所述定位方法包括：
对于每一子***，计算得到该子***的终端母线的电压跌落误差向量；
对于每一子***，从该子***的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线作为该子***的第一候选母线，得到按照子***的编号排序的第一候选母线组成的第一候选向量；
计算所述第一候选向量中每一第一候选母线的权重；
选择所述第一候选向量中最大权重对应的第一候选母线为第二候选母线；
在所述第二候选母线所在的子***中，将所述第二候选母线相连的线路均添加至少一条虚拟的母线，得到候选的子***；
计算得到所述候选的子***的终端母线的电压跌落误差向量；
若所述第二候选母线所在的子***的数量为一个，则从对应的一个所述候选的子***的终端母线的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线为电压暂降源。
第二方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上述第一方面实施例所述的配电***的电压暂降源的定位方法。
第三方面，提供一种配电***的电压暂降源的定位***，包括：如上述第二方面实施例所述的计算机可读存储介质。
这样，本发明实施例，只需在少数母线上检测故障前和故障期间的三电压以及阻抗矩阵，无需负载参数，通过求解确定的方程组来实现故障定位，更容易实现；不仅对故障电阻不敏感，而且适用于所有的故障类型；在存在分布式电源、线路测算误差、电压测量误差、高负载和不平衡的***条件下，仍能得到良好的故障定位结果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1的配电***的电压暂降源的定位方法的流程图；
图2是本发明实施例2的配电***的电压暂降源的定位方法的流程图；
图3是本发明实施例3的配电***的电压暂降源的定位方法的流程图
图4是一具有7节点的配电***的拓扑结构示意图；
图5是图4所示的配电***的三个子***的拓扑结构示意图，其中，故障注入点在母线2～母线3段且靠近母线3；
图6是图5所示的子***三简化后的拓扑结构示意图；
图7是图5所示的子***一添加了虚拟的母线后的拓扑结构示意图；
图8是图4所示的配电***的三个子***的添加了虚拟的母线后的拓扑结构示意图，其中，故障注入点在母线2～母线3段且靠近母线2；
图9是图4所示的配电***的三个子***的添加了虚拟的母线后的拓扑结构示意图，其中，故障注入点在母线1～母线2段。
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作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种配电***的电压暂降源的定位方法、介质及***。其中，配电***包括至少一个子***，可对每一子***进行编号。所有子***中只有一个子***的终端母线安装同步电压测量装置，例如，电源管理单元(PMU)或数字继电器等，其余子***的终端母线安装非同步电压测量装置，例如，智能电表(SM)，分别通过PMU和SM可采集子***的终端母线的三相电压。变电站母线也安装同步电压测量装置，采集变电站母线的三相电压。如图4所示，为一具体的具有7节点的配电***的拓扑结构示意图。该配电***可划分为如图5所示的三个子***。变电站母线1和子***三的终端母线7连接PMU，子***一的终端母线4和子***二的终端母线6连接SM。
实施例1
本发明实施例1公开了一种配电***的电压暂降源的定位方法。实施例1的方法针对故障电流注入点在一个子***中，且该故障电流注入点靠近的母线存在于一个子***中的情况。下面结合图4所示的配电***对该方法进行描述。具体的，如图1所示，该方法包括如下的步骤：
步骤S101：对于每一子***，计算得到该子***的终端母线的电压跌落误差向量。
当母线2～母线3段发生故障时，所有子***均受到故障的影响，如图5所示。尽管故障的母线2～母线3段不存在于子***二和三中，故障电流仍会通过母线2这一节点流入子***二和三中。即当一个子***不包含故障部分时，最接近故障点的母线是故障电流注入的汇流母线(在有无分布式电源DG的场景下都适用)。因此，由于各子***的终端母线的电压跌落与同一故障有关，可以通过子***的电压跌落来计算故障电流。
具体的，终端母线的电压跌落误差向量的计算方法包括：
步骤一：对于每一子***，计算得到终端母线的第一电压跌落向量。
具体的，步骤一包括如下的过程：
(1)对于每一子***，获取终端母线在故障前的三相电压与故障期间的三相电压的最小值。
在如图4所示的一具体的配电***中，子***一和二通过终端母线4和6连接的SM获取上述的电压值，子***三通过终端母线7连接的PMU获取上述的电压值。
(2)对于每一子***，计算终端母线在故障前的三相电压与故障期间的三相电压的最小值的差，得到终端母线的第一电压跌落向量。
具体的，该步骤的计算式如下：
其中，表示母线n的第一电压跌落向量，/>和/>表示子***i的母线n在故障前的三相电压，/>和/>表示子***i的母线n在故障期间的三相电压的最小值。
步骤二：对于每一子***，依次假设故障电流注入该子***的每一母线的故障情况，计算得到每种故障情况下该子***的每一母线的第二电压跌落向量。
具体的，步骤二包括如下的过程：
(1)获取变电站母线在故障前的三相电压与故障期间的三相电压的最小值。
在如图4所示的一具体的配电***中，变电站母线1连接的PMU获取上述的电压值，
(2)计算变电站母线在故障前的三相电压与故障期间的三相电压的最小值的差，得到变电站母线的第一电压跌落向量。
该计算式与前述的终端母线的计算式相同，在此不再赘述。
(3)对于终端具有同步电压测量装置的子***，消除变电站母线和终端母线之间的母线，保留变电站母线和终端母线，得到简化子***。
图5所示的子***三的终端具有PMU，因此，如图6所示，为图5所示的子***三按照上述处理得到的简化子***的拓扑结构示意图。
(4)根据简化子***的拓扑结构，将简化子***的每一线路的三相阻抗建立第一阻抗矩阵。
通过拓扑结构建立阻抗矩阵是本领域技术人员公知的，其具体过程在此不再赘述。为了方便描述，假设图4所示的配电***的所有的线路均采用相同的三相阻抗，记为Z，配电***的变电站变压器的三相阻抗记为ZT，则图6所示的子***三的简化子***的第一阻抗矩阵表示如下：
(5)按照简化子***的变电站母线到终端母线的顺序排列，将简化子***的变电站母线和终端母线的第一电压跌落向量组成简化子***的电压跌落向量。
图6所示的子***三的简化子***的电压跌落向量表示如下：
其中，/>表示变电站母线1的第一电压跌落向量，/>表示终端母线7的第一电压跌落向量。
(6)计算第一阻抗矩阵的逆矩阵与简化子***的电压跌落向量的乘积，得到简化子***的电流向量。
具体的，针对图6所示的子***三的简化子***，其计算式如下：
其中，表示简化子***的电流向量。
(7)计算电流向量中的电流的和，得到故障电流向量。
具体的，针对图6所示的子***三的简化子***，其计算式如下：
其中，表示故障电流向量，/>和/>表示电流向量中的电流。/>有一个、两个或三个非零元素，分别对应于单相故障、两相故障或三相故障。
与没有分布式电源DG的情况相比，DG会改变故障前和故障期间的电压。但由于故障电流是基于电压跌落计算的，DG产生的影响已经包含在由PMU测量的故障前电压和故障期间电压中。因此，在有/无DG的场景下，图5所示的子***形成过程是一样的，也就是即使连接了DG，也需要消除变电站与终端母线之间的所有母线。此外，因为故障电阻的影响也包含在故障时电压的测量中，本发明实施例的方法对故障电阻也不敏感。
(8)对于每一子***，根据该子***的拓扑结构，将该子***的每一线路的三相阻抗建立第二阻抗矩阵。
通过拓扑结构建立阻抗矩阵是本领域技术人员公知的，其具体过程在此不再赘述。针对图5所示的三个子***，各自的第二阻抗矩阵如下所示：
子***一和子***二均为：
子***三为：
(9)对于每一子***，依次假设故障电流注入点在该子***的每一母线处的故障情况，按照该子***的变电站母线到终端母线的顺序排列，得到该子***的每种故障情况下的稀疏电流向量。
其中，稀疏电流向量中故障电流注入点对应的母线的稀疏电流为故障电流，其余母线的稀疏电流为0。
针对图5所示的子***一，当故障电流注入点在母线1处时，对应的稀疏电流向量为：当故障电流注入点在母线2处时，对应的稀疏电流向量为：/>当故障电流注入点在母线3处时，对应的稀疏电流向量为：/>当故障电流注入点在母线4处时，对应的稀疏电流向量为：/>
同理，针对图5所示的子***二，当故障电流注入点分别在母线1、2、5、6处时，对应的稀疏电流向量分别为：
同理，针对图5所示的子***三，当故障电流注入点分别在母线1、2、7处时，对应的稀疏电流向量分别为：
(10)对于每一子***，计算该子***的第二阻抗矩阵与该子***的每种故障情况下的稀疏电流向量的乘积，得到每种故障情况下该子***的每一母线的第二电压跌落向量。
每种故障情况下该子***的每一母线的第二电压跌落向量用表示，其表示子***i中，当故障电流注入点为母线n时，母线m处的第二电压跌落向量。
以图5所示的各个子***为例说明：
故障电流注入点在母线1时，子***一的各母线的第二电压跌落向量为：
故障电流注入点在母线2时，子***一的各母线的第二电压跌落向量为：
故障电流注入点在母线3时，子***一的各母线的第二电压跌落向量为：
故障电流注入点在母线4时，子***一的各母线的第二电压跌落向量为：
故障电流注入点在母线1时，子***二的各母线的第二电压跌落向量为：
故障电流注入点在母线2时，子***二的各母线的第二电压跌落向量为：
故障电流注入点在母线5时，子***二的各母线的第二电压跌落向量为：
故障电流注入点在母线6时，子***二的各母线的第二电压跌落向量为：
故障电流注入点在母线1时，子***三的各母线的第二电压跌落向量为：
故障电流注入点在母线2时，子***三的各母线的第二电压跌落向量为：
故障电流注入点在母线7时，子***三的各母线的第二电压跌落向量为：
步骤三：对于每一子***，计算该子***的终端母线的第一电压跌落向量的模与第二电压跌落向量的模的差，得到终端母线的电压跌落误差向量。
针对图5所示的三个子***，子***一的终端母线4的电压跌落误差向量为：
子***二的终端母线6的电压跌落误差向量为：
子***三的终端母线7的电压跌落误差向量为：
步骤S102：对于每一子***，从该子***的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线作为该子***的第一候选母线，得到按照子***的编号排序的第一候选母线组成的第一候选向量。
第一候选向量用X表示，具体如下：X＝[x1 x2 … xi … xS-1 xS]。其中，xi表示子***i的第一候选母线，子***的数量一共为S个。最小误差对应的母线被认为是更接近故障的母线。
如图5所示，当母线2～母线3段发生故障，由每个子***的最小误差可以得到更接近故障的母线。故障实际上发生在距离母线3较近的地方。因此，通过该步骤，母线3被选为子***一的第一候选母线。从图4中还可以看出，子***二和子***三中不存在发生故障的母线2～母线3段。如前所述，当一个子***不包含故障部分时，故障电流会注入到其最接近故障所连接的母线上，并且最小误差将与该母线相关联。在这种情况下，母线2被选为子***二和子***三中的第一候选母线。因此，当故障发生在母线2～母线3段，更接近母线3时，会通过本步骤得到第一候选向量X结果为：X＝[3 2 2]。
在故障恰好发生在母线2～母线3段中间的特殊情况下，子***一的最小误差将是母线2和母线3，即对于子***一，会得到母线2和母线3的误差均最小。在这种情况下，任一母线都可以作为第一候选母线，因为它们都与故障母线2～母线3段相连。因此，当该子***的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线有两个时，可选择其中任一个母线作为该子***的第一候选母线。
步骤S103：计算第一候选向量中每一第一候选母线的权重。
具体的，对于第一候选母线的权重，其计算方法包括：
(1)统计一个候选向量中每一候选母线存在于子***的次数，得到对应候选向量的第一次数向量。
第一次数向量Y通过下式表述：
Y＝[y1 y2 … yi … yS-1 yS]。
第一次数向量Y中的元素yi表示候选向量X的候选母线xi存在于多少个子***中。
针对图4所示的配电***，作为第一候选母线的母线3只存在于子***一中，则y1＝1，作为第一候选母线的母线2存在于子***一、二和三中，则y2＝y3＝3，得到Y＝[1 3 3]。
(2)统计一个候选向量中每一候选母线出现的次数，得到对应候选向量的第二次数向量。
第二次数向量J通过下式表述：
J＝[j1 j2 … ji … jS-1 jS]。
第二次数向量J中的元素ji表示母线xi被选为候选向量X的候选母线的次数。
针对图4所示的配电***，母线3只在子***一中被选为第一候选母线，则j1＝1，母线2在子***二和子***三中被选为第一候选母线，则j2＝j3＝2，得到J＝[1 2 2]。
(3)计算一个候选向量中每一候选母线的第一次数向量的次数与第二次数向量的次数的商，得到每一候选母线的权重。
候选母线的权重的计算式如下：
其中，wi表示母线xi的权重，0<wi≤1。
针对图4所示的配电***，
步骤S104：选择第一候选向量中最大权重对应的第一候选母线为第二候选母线。
理想情况下，应该在所有子***中选择最接近故障的母线作为候选母线，最大的权重对应的第一候选母线为最接近故障的第二候选母线。应当理解的是，当有两个第一候选母线的权重都最大时，选择其中任意一个第一候选母线作为第二候选母线即可。
针对图4所示的配电***，母线3的权重最大，故母线3是距离故障最近的第二候选母线。
步骤S105：在第二候选母线所在的子***中，将第二候选母线相连的线路均添加至少一条虚拟的母线，得到候选的子***。
识别出离故障最近的第二候选母线后，就可以定位故障段以及故障点。应当理解的是，在考虑定位误差的基础上，为了减少选择同一线路上不同母线为故障点的可能性，添加虚拟的母线后，子***中的相邻母线之间的距离不小于距离阈值。该距离阈值可根据实际情况选择。一般的，该距离阈值为相邻母线所在线路的距离的10％。
针对图4所示的配电***，第二候选母线为母线3，因此，将虚拟的母线添加到与母线3相连的所有线路。由于母线3只存在于子***一中，所以这样的过程只应用于子***一。添加虚拟的母线后的子***一的拓扑结构示意图如图7所示。
步骤S106：计算得到候选的子***的终端母线的电压跌落误差向量。
该步骤的电压跌落误差向量的计算方法与步骤S1相同，在此不再赘述。应当理解的是，该步骤的计算中，添加的虚拟的母线改变了子***的拓扑结构，因此，相应的子***的第二阻抗矩阵为添加虚拟的母线后的拓扑结构的阻抗矩阵。
步骤S107：若第二候选母线所在的子***的数量为一个，则从对应的一个候选的子***的终端母线的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线为电压暂降源。
针对图7所示的子***一，最终计算的最小误差对应的母线为虚拟的母线d23，因此，该处为电压暂降源，即故障发生的位置。
无论配电***大小，本发明实施例1通过两次同步电压测量和S-1(S为子***数量)次非同步电压测量，即可通过求解确定的方程组，找到最小误差对应的母线来实现故障定位。
实施例2
本发明实施例2公开了一种配电***的电压暂降源的定位方法。实施例2的方法针对故障电流注入点在一个子***中，但是该故障电流注入点靠近的母线存在于多个子***中的情况。下面结合图4所示的配电***对该方法进行描述。具体的，如图2所示，该方法包括如下的步骤：
步骤S201：对于每一子***，计算得到该子***的终端母线的电压跌落误差向量。
步骤S202：对于每一子***，从该子***的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线作为该子***的第一候选母线，得到按照子***的编号排序的第一候选母线组成的第一候选向量。
步骤S203：计算第一候选向量中每一第一候选母线的权重。
步骤S204：选择第一候选向量中最大权重对应的第一候选母线为第二候选母线。
步骤S205：在第二候选母线所在的子***中，将第二候选母线相连的线路均添加至少一条虚拟的母线，得到候选的子***。
针对图4所示的配电***，其中的汇流母线2，出现在多个子***中。如图8所示，故障发生在母线2～母线3段且距离汇流母线2较近的位置。汇流母线2将在第一候选向量中出现不止一次。如果汇流母线2是最接近故障的母线，其权重最大，则步骤S205会在所有包含汇流母线2的子***中添加虚拟的母线，如图8所示。此外，由于汇流母线2被确定为最接近故障的母线，故障可能恰好发生在汇流母线2或连接到汇流母线2的任何部分。因此，虚拟的母线也必须添加于连接到汇流母线2的所有线路中。
步骤S206：计算得到候选的子***的终端母线的电压跌落误差向量。
步骤S201～S206与实施例1的步骤S101～S106相同，在此不再赘述。
步骤S207：若第二候选母线所在的子***的数量为至少两个，则对于每一候选的子***，从该候选的子***的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线作为该候选的子***的第三候选母线，得到按照候选的子***的编号排序的第三候选母线组成的第二候选向量。
针对图8所示的添加了虚拟的母线后的三个候选的子***，第二候选向量表示为：X＝[a23 2 2]，即在候选的子***一中选择虚拟母线a23作为第三候选母线，在候选的子***二和三中选择母线2作为第三候选母线。
步骤S208：计算第二候选向量中每一第三候选母线的权重。
该第三候选母线的权重的计算方法与实施例1的步骤S103的方法相同，在此不再赘述。应当理解的是，此时的候选向量为第二候选向量，子***是候选的子***。
步骤S209：若第二候选向量中最大权重对应的第三候选母线的数量为一个，则选择第二候选向量中最大权重对应的一个第三候选母线为电压暂降源。
针对图8所示的添加了虚拟的母线后的候选的子***，最终计算的第二候选向量中最大权重对应的第三候选母线为虚拟的母线a23，因此，该处为电压暂降源，即故障发生的位置。
无论配电***大小，本发明实施例2通过两次同步电压测量和S-1(S为子***数量)次非同步电压测量，即可通过求解确定的方程组，找到最大权重对应的母线来实现故障定位。
实施例3
本发明实施例3公开了一种配电***的电压暂降源的定位方法。实施例3的方法针对故障电流注入点在至少两个子***中的情况。下面结合图4所示的配电***对该方法进行描述。具体的，如图3所示，该方法包括如下的步骤：
步骤S301：对于每一子***，计算得到该子***的终端母线的电压跌落误差向量。
步骤S302：对于每一子***，从该子***的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线作为该子***的第一候选母线，得到按照子***的编号排序的第一候选母线组成的第一候选向量。
步骤S303：计算第一候选向量中每一第一候选母线的权重。
步骤S304：选择第一候选向量中最大权重对应的第一候选母线为第二候选母线。
步骤S305：在第二候选母线所在的子***中，将第二候选母线相连的线路均添加至少一条虚拟的母线，得到候选的子***。
步骤S306：计算得到候选的子***的终端母线的电压跌落误差向量。
步骤S307：若第二候选母线所在的子***的数量为至少两个，则对于每一候选的子***，从该候选的子***的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线作为该候选的子***的第三候选母线，得到按照候选的子***的编号排序的第三候选母线组成的第二候选向量。
步骤S308：计算第二候选向量中每一第三候选母线的权重。
步骤S301～S308与实施例2的步骤S201～S208相同，在此不再赘述。
步骤S309：若第二候选向量中最大权重对应的第三候选母线的数量为至少两个，则从中选择终端母线在故障前的三相电压最高的子***中的一个第三候选母线为电压暂降源。
如图9所示，当母线1～母线2段中的虚拟的母线a12处发生故障时，理想情况下，应在其所在的所有子***中选择故障的母线a12作为第三候选母线。但是，如图9所示，相邻的母线如母线1和虚拟的母线b12也可能被选为第三候选母线。因此，第二候选向量X将由母线1、母线a12和母线b12组成，第二候选向量中作为第三候选母线的母线1、母线a12和母线b12的权重相同，相当于识别出了三个不同的故障位置。这种情况可能是由于相邻的母线之间的距离很近导致的。此时，通过步骤S309，可以通过检测各子***的终端母线在故障前的三相电压，选择电压最高的子***中对应的第三候选母线作为故障点，从而最终得到母线a12处为电压暂降源，即故障发生的位置。
无论配电***大小，本发明实施例3通过两次同步电压测量和S-1(S为子***数量)次非同步电压测量，即可通过求解确定的方程组，找到最大权重对应的位于终端母线在故障前的三相电压最高的子***中的母线来实现故障定位。
实施例4
本发明实施例4公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上述实施例所述的配电***的电压暂降源的定位方法。
实施例5
本发明实施例5公开了一种配电***的电压暂降源的定位***，包括：如上述实施例所述的计算机可读存储介质。
综上，本发明实施例，只需在少数母线上检测故障前和故障期间的三电压以及阻抗矩阵，无需负载参数，通过求解确定的方程组来实现故障定位，更容易实现；不仅对故障电阻不敏感，而且适用于所有的故障类型；在存在分布式电源、线路测算误差、电压测量误差、高负载和不平衡的***条件下，仍能得到良好的故障定位结果。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种配电***的电压暂降源的定位方法，其特征在于，所述配电***包括至少一个子***，所述定位方法包括：
对于每一子***，计算得到该子***的终端母线的电压跌落误差向量；
对于每一子***，从该子***的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线作为该子***的第一候选母线，得到按照子***的编号排序的第一候选母线组成的第一候选向量；
计算所述第一候选向量中每一第一候选母线的权重；
选择所述第一候选向量中最大权重对应的第一候选母线为第二候选母线；
在所述第二候选母线所在的子***中，将所述第二候选母线相连的线路均添加至少一条虚拟的母线，得到候选的子***；
计算得到所述候选的子***的终端母线的电压跌落误差向量；
若所述第二候选母线所在的子***的数量为一个，则从对应的一个所述候选的子***的终端母线的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线为电压暂降源。
2.根据权利要求1所述的配电***的电压暂降源的定位方法，其特征在于，所述计算得到所述候选的子***的终端母线的电压跌落误差向量的步骤之后，所述方法还包括：
若所述第二候选母线所在的子***的数量为至少两个，则对于每一所述候选的子***，从该候选的子***的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线作为该候选的子***的第三候选母线，得到按照候选的子***的编号排序的第三候选母线组成的第二候选向量；
计算第二候选向量中每一第三候选母线的权重；
若所述第二候选向量中最大权重对应的第三候选母线的数量为一个，则选择所述第二候选向量中最大权重对应的一个第三候选母线为电压暂降源。
3.根据权利要求2所述的配电***的电压暂降源的定位方法，其特征在于，所述计算第二候选向量中每一第三候选母线的权重的步骤之后，所述方法还包括：
若所述第二候选向量中最大权重对应的第三候选母线的数量为至少两个，则从中选择终端母线在故障前的三相电压最高的子***中的一个第三候选母线为电压暂降源。
4.根据权利要求1所述的配电***的电压暂降源的定位方法，其特征在于，对于所述子***和所述候选的子***，所述电压跌落误差向量的计算方法包括：
对于每一子***，计算得到终端母线的第一电压跌落向量；
对于每一子***，依次假设故障电流注入该子***的每一母线的故障情况，计算得到每种故障情况下该子***的每一母线的第二电压跌落向量；
对于每一子***，计算该子***的终端母线的第一电压跌落向量的模与第二电压跌落向量的模的差，得到终端母线的电压跌落误差向量。
5.根据权利要求4所述的配电***的电压暂降源的定位方法，其特征在于，所述计算得到终端母线的第一电压跌落向量的步骤，包括：
对于每一子***，获取终端母线在故障前的三相电压与故障期间的三相电压的最小值；
对于每一子***，计算终端母线在故障前的三相电压与故障期间的三相电压的最小值的差，得到终端母线的第一电压跌落向量。
6.根据权利要求4所述的配电***的电压暂降源的定位方法，其特征在于，所述计算得到每种故障情况下该子***的每一母线的第二电压跌落向量的步骤，包括：
获取变电站母线在故障前的三相电压与故障期间的三相电压的最小值；
计算变电站母线在故障前的三相电压与故障期间的三相电压的最小值的差，得到变电站母线的第一电压跌落向量；
对于终端母线安装同步电压测量装置的子***，消除变电站母线和终端母线之间的母线，保留变电站母线和终端母线，得到简化子***，其中，所有子***中只有一个子***的终端母线安装同步电压测量装置，其余子***的终端母线安装非同步电压测量装置，变电站母线安装同步电压测量装置；
根据所述简化子***的拓扑结构，将所述简化子***的每一线路的三相阻抗建立第一阻抗矩阵；
按照所述简化子***的变电站母线到终端母线的顺序排列，将所述简化子***的变电站母线和终端母线的第一电压跌落向量组成所述简化子***的电压跌落向量；
计算所述第一阻抗矩阵的逆矩阵与所述简化子***的电压跌落向量的乘积，得到所述简化子***的电流向量；
计算所述电流向量中的电流的和，得到故障电流向量；
对于每一子***，根据该子***的拓扑结构，将该子***的每一线路的三相阻抗建立第二阻抗矩阵；
对于每一子***，依次假设故障电流注入点在该子***的每一母线处的故障情况，按照该子***的变电站母线到终端母线的顺序排列，得到该子***的每种故障情况下的稀疏电流向量，其中，所述稀疏电流向量中所述故障电流注入点对应的母线的稀疏电流为所述故障电流，其余母线的稀疏电流为0；
对于每一子***，计算该子***的所述第二阻抗矩阵与该子***的每种故障情况下的所述稀疏电流向量的乘积，得到每种故障情况下该子***的每一母线的第二电压跌落向量。
7.根据权利要求2所述的配电***的电压暂降源的定位方法，其特征在于，对于所述第一候选向量的第一候选母线或所述第二候选向量的第三候选母线，候选母线的权重的计算方法包括：
统计一个候选向量中每一所述候选母线存在于子***的次数，得到对应候选向量的第一次数向量；
统计一个候选向量中每一所述候选母线出现的次数，得到对应候选向量的第二次数向量；
计算一个候选向量中每一所述候选母线的所述第一次数向量的次数与所述第二次数向量的次数的商，得到每一所述候选母线的权重。
8.根据权利要求1所述的配电***的电压暂降源的定位方法，其特征在于：添加所述虚拟的母线后，子***中的相邻母线之间的距离不小于距离阈值。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1～8中任一项所述的配电***的电压暂降源的定位方法。
10.一种配电***的电压暂降源的定位***，其特征在于，包括：如权利要求9所述的计算机可读存储介质。
CN202111327317.2A 2021-11-10 2021-11-10 一种配电***的电压暂降源的定位方法、介质及*** Active CN114252726B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111327317.2A CN114252726B (zh) 2021-11-10 2021-11-10 一种配电***的电压暂降源的定位方法、介质及***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111327317.2A CN114252726B (zh) 2021-11-10 2021-11-10 一种配电***的电压暂降源的定位方法、介质及***

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114252726A CN114252726A (zh) 2022-03-29
CN114252726B true CN114252726B (zh) 2023-10-03

Family

ID=80792389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111327317.2A Active CN114252726B (zh) 2021-11-10 2021-11-10 一种配电***的电压暂降源的定位方法、介质及***

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114252726B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090010536A (ko) * 2007-07-23 2009-01-30 장길수 순간 전압 강하 평가를 위한 취약 지역 결정 시스템, 방법,및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한프로그램을 기록한 매체
CN101566663A (zh) * 2009-06-04 2009-10-28 山东大学 一种配电***电压跌落源定位方法
CN102608493A (zh) * 2011-01-25 2012-07-25 华北电力科学研究院有限责任公司 一种电压暂降源的定位方法及装置
CN104360235A (zh) * 2014-11-19 2015-02-18 南京工程学院 含dg复杂配电网的电压暂降源定位方法
CN105785230A (zh) * 2016-05-10 2016-07-20 浙江工业大学 一种具有容错性的电压暂降源定位方法
CN105842580A (zh) * 2015-11-20 2016-08-10 武汉大学 一种适用于智能配电网的电压暂降源精确定位优化方法
CN107769197A (zh) * 2017-11-14 2018-03-06 国网江苏省电力公司电力科学研究院 一种基于电网设备拓扑的电压暂降源定位***
CN108594077A (zh) * 2018-04-28 2018-09-28 国网山东省电力公司泰安供电公司 一种基于监测点观测交叉区域的电压暂降故障源定位方法
CN111650472A (zh) * 2020-06-05 2020-09-11 众诚开源电气科技(成都)有限公司 一种电压暂降源定位的方法
CN112698148A (zh) * 2020-12-07 2021-04-23 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 一种电压暂降源定位及故障处置方法
CN113009279A (zh) * 2021-03-05 2021-06-22 四川大川云能科技有限公司 基于Neo4j的配电网电压暂降故障定位及其可视化***

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090010536A (ko) * 2007-07-23 2009-01-30 장길수 순간 전압 강하 평가를 위한 취약 지역 결정 시스템, 방법,및 상기 방법을 실행시키기 위한 컴퓨터 판독 가능한프로그램을 기록한 매체
CN101566663A (zh) * 2009-06-04 2009-10-28 山东大学 一种配电***电压跌落源定位方法
CN102608493A (zh) * 2011-01-25 2012-07-25 华北电力科学研究院有限责任公司 一种电压暂降源的定位方法及装置
CN104360235A (zh) * 2014-11-19 2015-02-18 南京工程学院 含dg复杂配电网的电压暂降源定位方法
CN105842580A (zh) * 2015-11-20 2016-08-10 武汉大学 一种适用于智能配电网的电压暂降源精确定位优化方法
CN105785230A (zh) * 2016-05-10 2016-07-20 浙江工业大学 一种具有容错性的电压暂降源定位方法
CN107769197A (zh) * 2017-11-14 2018-03-06 国网江苏省电力公司电力科学研究院 一种基于电网设备拓扑的电压暂降源定位***
CN108594077A (zh) * 2018-04-28 2018-09-28 国网山东省电力公司泰安供电公司 一种基于监测点观测交叉区域的电压暂降故障源定位方法
CN111650472A (zh) * 2020-06-05 2020-09-11 众诚开源电气科技(成都)有限公司 一种电压暂降源定位的方法
CN112698148A (zh) * 2020-12-07 2021-04-23 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 一种电压暂降源定位及故障处置方法
CN113009279A (zh) * 2021-03-05 2021-06-22 四川大川云能科技有限公司 基于Neo4j的配电网电压暂降故障定位及其可视化***

Also Published As

Publication number Publication date
CN114252726A (zh) 2022-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Trindade et al. Low voltage zones to support fault location in distribution systems with smart meters
US7286963B2 (en) Method and device for fault location on three terminal power line
EP1724597B1 (en) System and method for determining location of phase-to-earth fault
US9476931B2 (en) Method for fault location analysis of ungrounded distribution systems
US7283915B2 (en) Method and device of fault location
EP1172660A2 (en) Method and device for fault location in distribution networks
EP1870717B1 (en) System and method for determining phase-to-earth admittances of a three-phase electric line
US6584417B1 (en) Method and directional element for fault direction determination in a capacitance-compensated line
US20150226780A1 (en) Locating Multi-Phase Faults in Ungrounded Power Distribution Systems
Morales-Espana et al. Fault location method based on the determination of the minimum fault reactance for uncertainty loaded and unbalanced power distribution systems
US11035897B2 (en) Method and device for fault section identification in multi-terminal mixed lines
Liao Power transmission line parameter estimation and optimal meter placement
EP1073911B1 (en) Fault location in a medium-voltage network
EP3482472A1 (en) A method and system for locating a fault in a mixed power transmission line
EP2682768B1 (en) Method and apparatus for determining the distance to phase-to-earth fault
Xiu et al. Novel fault location methods for ungrounded radial distribution systems using measurements at substation
Liao A novel method for locating faults on distribution systems
Bansal et al. PMUs enabled tellegen's theorem-based fault identification method for unbalanced active distribution network using RTDS
WO2019166903A1 (en) Method and device for fault location in a two-terminal transmission system
CN114252726B (zh) 一种配电***的电压暂降源的定位方法、介质及***
KR100425417B1 (ko) 전력 계통의 선간 단락 고장 지점 검출 방법
Baldwin et al. Fault locating in distribution networks with the aid of advanced metering infrastructure
Hänninen et al. A probabilistic method for detection and location of very high resistive earth faults
CN111527661A (zh) 多端子抽头线路中的故障定位
Elghazaly et al. A backup wide‐area protection technique for power transmission network

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant