CN104698342A - 一种基于负荷点状态和通路逻辑运算的配电网故障定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于负荷点运行状态和通路逻辑运算的配电网故障定位方法。本发明包括负荷点通路构建，负荷点运行状态判断，逻辑运算故障定位三部分，其中以故障定位部分为主。本发明故障定位方法简洁且高效。

Description

一种基于负荷点状态和通路逻辑运算的配电网故障定位方法

技术领域

本发明属于能源传输分配过程故障定位技术领域，尤其涉及一种基于负荷点运行状态和通路集合逻辑运算的配电网故障定位方法。

背景技术

在电能的传输和分配过程中，配电网直接向用户提供电能，是连接电力系统与用户之间的重要纽带。随着经济和社会发展,人们生活和工业生产对电能的依赖性也逐步提高。据统计，停电故障绝大部分是由于配电网故障造成的。因此，提高配电网的供电可靠性,成为一个迫切而且重要问题。

要提高其可靠性就必须减少停电次数,缩短停电时间。配网的故障定位，是实现故障隔离和尽快恢复供电的基础，对整个电网的优化运行具有重要的作用。利用FTU与SCADA系统配合进行故障定位是当前常用的方式，但是该方式需要大量的设备投资和先进的计算机技术，在城网和先进制造业中应用较多。而在设备投资不足的情况下(这种情况是常见的，比如广农村的配电网，散落荒野的油田电网等)，故障定位大多需要凭借现场工程师的经验来完成，缺乏系统化的理论和方法的支持，更谈不上自动定位的问题。而这些地方又是配网故障频发的地方。随着用户对于恢复供电的时间要求越来越高,传统逐段巡线的故障定位方式显然难以胜任。故，实用的故障定位方法成为本发明关注的重点。

发明内容

本发明的技术方案是，先根据配电网拓扑建立负荷点通路集合，再根据实际运行状况判断负荷点运行状态，最后通过逻辑运算定位故障区段。

1)负荷点通路集合构建：

首先将整个配网按照线路拓扑进行区段划分，第i段记为：l_i(i＝1,2,…n)，其中，n为整个配网划分区段段数，i为区段标号，标号原则是从电源(或变电站出口)开始，先干线后支线，依次标号。

建立每个负荷点到电源点的通路向量，其中第j个负荷点到电源通路所包含区段的集合记做load_j，该通路集合负荷点到电源通路中每一个区段编号构成；

所有负荷点通路集合构成的集合记做L＝{load₁,load₂,…load_m}，其中m为负荷点个数。

2)负荷点运行状态判断方法如下：

利用各负荷点各相电流电压值，各相间电流电压值，功率，功率因数等信息，运用事先建好的故障决策表，判断各个负荷点的故障情况，形成负荷点的故障信息集合F＝[f₁,f₂…f_m]，其中f_j(i＝1,2,…m)表示第j个负荷的状态信息，其值可能是0,1，-1，分别表示负荷点故障，正常，未启用的状态。

3)逻辑运算故障定位方法如下：

从负荷点信息集合F中找出所有元素为1的负荷点，将所有这些点在通路集合L中找到其相应负荷点通路的集合，再将这些通路集合求并集得到健康的区段集合G。

从负荷点信息集合F中找出所有元素为0的负荷点，在L中找到其相应的通路集合。对于第x_p(p＝1,2…t)个故障负荷点，则其通路中包含故障区段的集合计算如下：

$H_{x_p}={\mathrm{load}}_{x_p}-G\∩{\mathrm{load}}_{x_p}---\left(1\right)$

其中，t为故障负荷点个数。造成第x_p个负荷点故障的区段一定在中，但中所有的区段不一定全是故障区段。所以这个定位还是较粗的定位，需要进一步进行更精确的定位。通过如下运算，两两不同中相同部分的集合(p,q＝1,2…t)计算如下：

$S_{x_{p,q}}=H_{x_p}\∩H_{x_p}(p\≠q)---\left(2\right)$

通过所有的求并集计算两两故障通路中相同的故障部分总集合S如下：

S＝S_1,2∪S_2,2…∪S_t-1,t   (3)

排除部分无故障区段的后的集合计算如下：

则电网故障区段的集合H计算如下：

$H={\∪}_{p=1}^t{\mathrm{HS}}_{x_p}---\left(5\right)$

本发明依据配电网负荷点的运行状态信息和现有的结构拓扑，通过逻辑运算，对电网中引起负荷点停电等故障的故障区段进行定位，总体流程如附图1所示，理论方法简洁，具有较好的实用价值。

附图说明

图1电网故障定位流程图

图2油田电网拓扑示例简图

具体实施方式

下面结合附图2，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

附图2是一油田电网的示例性简图。下面给出按照本发明办法进行故障定位的详细过程。

按照区段标号办法，给各个区段进行划分并标号。据此可得：load₁＝{1,7}；load₂＝{1,2,8}；load₃＝{1,2,3,9}；load₄＝{1,2,3,4,10}；load₅＝{1,2,3,4,5,11}；load₆＝{1,2,3,4,5,6}，L＝{load₁,load₂…load₆}。

各个负荷点即油井，通过现场的运行状态很容易知道油井停电与否，故各个油井的运行状态直接在图中给出，据此可以求得：F＝[1,-1,0,1,0,0]；

由F知正常负荷点是油井1和油井4，将L中的油井1和油井4的通路求并得G＝load₁∪load₄＝{1,2,3,4,7,10}。

由F知停电负荷点是油井3，油井5和油井6，其相应的可能故障通路集合计算如下：

H₃＝load₃-load₃∩G＝{9}；H₅＝load₅-load₅∩G＝{5,11}；H₆＝load₆-load₆∩G＝{5,6}

两两求交集，然后在求并集：

S_5,6＝H₅∩H₆＝{5}；S＝S_3,5∪S_3,6∪S_5,6＝{5}

排除部分无故障区段的后的集合HS计算如下：

∵∴ ${\mathrm{HS}}_3=H_{x_3}\left\{9\right\}$

∵∴HS₅＝S∩H₅＝{5}

∵∴HS₆＝S∩H₆＝{5}

综合以上可得此时该油田电网故障区段集合如下：

H＝HS₃∪HS₅∪HS₆＝{5,9}

据此可知故障区段是第5段和第9段。

以上所述，仅为本发明较简的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种基于负荷点状态和通路逻辑运算的配电网故障定位方法，其特征是该方法包含负荷点通路构建，负荷点运行状态判断，逻辑运算故障定位三部分，其中以逻辑故障定位部分为主。

2.根据权利要求1所述的逻辑运算故障定位方法，其特征是故障区段集合计算公式如下：

其中：为第x_p(p＝1,2…t)个负荷点故障通路中排除部分无故障段的集合。

3.根据权利要求2所述的(故障负荷点通路中排除部分无故障段的集合)其特征是计算方法如下：

首先计算两两不同故障负荷点通路中相同区段的集合

其中和分别是第x_p和第x_q个故障负荷点的可能故障区段集合。

然后计算两两故障通路中相同的故障部分总集合S如下：

计算如下：

。

4.根据权利要求3所述的故障负荷点通路中的可能故障区段集合其特征是 计算公式如下：

其中：为第x_p个负荷点到电源通路所包含区段的集合。