CN106226657A - 一种用于电网故障诊断的停电区域识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于电网故障诊断的停电区域识别方法，该方法对电网拓扑结构以无向图的形式进行表示，并以邻接矩阵方式存储，识别过程主要包括以下步骤：A、根据电网络拓扑图和发生故障后调度系统所接收到的断路器信息，计算出无源区域即停电区域；B、根据电网络拓扑图、故障后调度系统所接收到的断路器信息和步骤A中得到的停电区域，计算出非匹配断路器信息集合；C、根据电网络拓扑图和步骤B中得到的非匹配断路器信息集合，计算出与非匹配断路器信息集合相对应的最大无源区域；最终得到可用于电网故障诊断的停电区域。本发明的算法充分考虑了故障后因警报信息存在的信息丢失导致的不确定性，提高诊断的准确性。

Description

一种用于电网故障诊断的停电区域识别方法

技术领域

本发明涉及电力网络故障诊断技术领域，特别是涉及一种电力网络的在线故障诊断方法，具体为一种用于电网故障诊断的停电区域识别方法。

背景技术

故障诊断技术是通过对故障发生后调度系统不加选择地收到的警报信息进行分析，快速准确地识别故障区域以及该故障的性质，所得结果能够在故障发生后的事故恢复过程中为工作人员提供辅助决策，减少因故障的发生为系统运行带来的不利影响。故障诊断技术作为电力领域所关注的热点问题，已经取得不少研究成果，但随着电网互联使得电网结构和运行机制逐渐复杂化，警报信息和保护动作行为的不确定性，很多故障诊断技术也显现出弊端，难以胜任。

随着电力系统的结构越来越复杂，规模越来越庞大，在整个电网区域内寻找故障元件非常耗时，且没有实际意义。由于当电网中的元件发生故障后，相关的继电保护装置会动作并跳开对应的断路器切除故障区域，最终形成一个或者多个停电区域，使得故障元件与电源隔离，那么如果对可疑故障元件的识别能够限定在某一个或几个区域，即停电区域，那么诊断系统的诊断效率会得到很大的提升。故障发生后断路器可能存在拒动，或者断路器警报信息存在漏报，这给停电区域的识别带来困难，因此在识别过程中应该充分考虑。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种用于电网故障诊断的停电区域识别方法，以提高故障诊断的快速性和准确性。

本发明提供的技术方案如下:一种用于电网故障诊断的识别停电区域的方法，其特征在于电网拓扑结构以无向图G_r(V(G_r),E(G_r))的形式进行表示，并以邻接矩阵方式进行存储，其中，变压器、线路、母线作为所述无向图的节点集合V(G_r)，断路器作为边集合E(G_r)，满足：

其中，V(G_r)＝{v₁,v₂,…,v_n}称为该图的节点集；E(G_r)＝{e₁₂,e₁₃,…,e_nn}称为图G_r的边集。

所述方法主要包括以下步骤：

A、无源区域搜索SearchPassive-region(G_r,E^*)，即根据电网络拓扑图G_r(V(G_r),E(G_r))和故障发生后调度系统接收到的断路器信息计算出无源区域即停电区域Pr'(v_i')；B、非匹配断路器搜索SearchNon-matched(G_r,Pr',E^*)，即根据电网络拓扑图G_r(V(G_r),E(G_r))和故障发生后调度系统接收到的断路器信息和在步骤A中得到的停电区域Pr'(v_i')，计算出非匹配断路器信息集合E'(e'_ij)；

C、最大无源区域搜索SearchMax-subgraph(G_r,E')，即根据电网络拓扑图G_r(V(G_r),E(G_r))和步骤B中得到的非匹配断路器信息集合E'(e'_ij)，得出非匹配断路器信息集合E'(e'_ij)对应的边所连接的元件顶点为基点，后备保护的最大保护范围内的元件集合Pr”(v_i”)。

其中停电区域识别的起始条件为所述的三个步骤均基于深度优先搜索的方法。

所述的步骤A：无源区域搜索SearchPassive-region(G_r,E^*)，输入为电网络拓扑图G_r(V(G_r),E(G_r))和故障后调度系统接收到的断路器信息集合输出为无源区域即停电区域内的元件集合Pr'(v_i')；其以除电源点外的其他元件节点作为搜索起点，通过深度优先搜索查询方法，一旦访问到有源节点G_e(v_i)，则查询中断，否则继续访问，如果在一次查询中没有访问到有源节点，则认为该次访问过程满足无源性，即认为此次查询过程中访问到的节点组成的区域即为无源区域即停电区域，记为Pr'(v_i')，如果查询过程都不满足无源性，则认为Pr'(v_i')为空集。

所述的步骤B：非匹配断路器搜索SearchNon-matched(G_r,Pr',E^*)，输入为图G_r(V(G_r),E(G_r))，停电区域Pr'(v_i')和故障后调度系统接收到的断路器信息输出为非匹配断路器信息集合E'(e'_ij)；如果输入的无源区域查询得到的Pr'(v_i')为空集，那么非匹配断路器集合如果Pr'(v_i')不为空集，记与该停电区域内的元件所匹配的断路器记为则且

所述的步骤B中的非匹配断路器是指不能形成停电区域的断路器信息。

所述的步骤C：最大无源区域搜索SearchMax-subgraph(G_r,E')，输入为图G_r(V(G_r),E(G_r))和非匹配断路器信息集合E'(e'_ij)，输出为对于非匹配断路器信息E'(e'_ij)所能形成的最大无源区域内的元件集合Pr”(v_i”)；如果输入的非匹配断路器信息集合E'(e'_ij)为空集，则如果非匹配断路器信息集合E'(e'_ij)不为空集，则输出为以非匹配断路器信息集合E'(e'_ij)对应的边所连接的元件顶点为基点，后备保护的最大保护范围内的元件集合Pr”(v_i”)。

由于告警信息中存在断路器信息丢失的可能，因此以非匹配断路器所连接的元件为基点，向外扩展停电区域，这样可以保证实际的故障元件存在于所识别到的停电区域内，扩展依据为元件的后备保护。

所述的停电区域搜索过程中对于警报信息的不确定性主要考虑来自断路器报警信息的丢包，得到的停电区域内的元件Pr(v_i)＝Pr'(v_i')∪Pr”(v_i”)作为故障诊断框架，即可疑故障元件Ω＝Pr(v_i)＝Pr'(v_i')∪Pr”(v_i”)。如果card(Ω)为1，则认为停电区域内只包含一个元件即该元件为故障元件，诊断结束，否则，进入后续诊断。

与现有技术相比，本发明的有益效果：针对目前的集中式故障诊断方法进行了改进。对电力系统网络拓扑图采用邻接矩阵的方式进行表示和存储，其中，变压器、线路、母线作为所述无向图的节点集合，断路器作为边集合，较之传统的表示和存储方式便于搜索且节省存储空间，并且能够根据断路器变位信息对停电区域进行识别；本发明的算法充分考虑了故障后因警报信息存在的信息丢失导致的不确定性，为电网的故障诊断提供一个诊断范围，提高诊断的快速性和准确性。

附图说明

图1为停电区域识别流程。

图2为WSCC三机九节点系统接线图。

图3为WSCC三机九节点系统网络拓扑结构图。

图4为无源区域搜索SearchPassive-region(G_r,E^*)流程。

图5为非匹配断路器搜索SearchNon-matched(G_r,Pr',E^*)流程。

图6为最大无源区域搜索SearchMax-subgraph(G_r,E')流程。

图7为收到E^*＝{CB₁₄,CB₁₅,CB₁₉}后的网络拓扑结构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

如图1所示，本实施例公开一种用于电网故障诊断的停电区域识别方法，根据故障发生后调度系统在固定时间窗内所接收到的断路器警报信息，基于图论方法设定通过三个步骤来对停电区域进行识别，以停电区域内的元件作为故障诊断框架。电网拓扑结构以无向图G_r(V(G_r),E(G_r))的形式进行表示，并以邻接矩阵方式进行存储，其中，变压器、线路、母线作为所述无向图的节点集合V(v_i)，断路器作为边集合E(e_ij)，满足：

其中，V(G_r)＝{v₁,v₂,…,v_n}称为该图的节点集；E(G_r)＝{e₁₂,e₁₃,…,e_nn}称为图G_r的边集。

图2所示为WSCC三机九节点系统，其中G表示发电机，T表示变压器，L表示线路，B表示母线，CB表示断路器。WSCC三机九节点系统的网络拓扑结构可表示为图3，以邻接矩阵的形式可存储为：

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccccccccc}& G_1& G_2& G_3& T_1& T_2& T_3& L_1& L_2& L_3& L_4& L_5& L_6& B_1& B_2& B_3& B_4& B_5& B_6& B_7& B_8& B_9\\ G_1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ G_2& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_2& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ G_3& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_3& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ T_1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_4& 0& 0& {\mathrm{CB}}_5& 0& 0& 0& 0& 0\\ T_2& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_6& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_7& 0& 0\\ T_3& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_8& 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_9\\ L_1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_{10}& {\mathrm{CB}}_{11}& 0& 0& 0& 0\\ L_2& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_{12}& 0& {\mathrm{CB}}_{13}& 0& 0\\ L_3& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_{21}& 0& {\mathrm{CB}}_{20}& 0& 0& 0\\ L_4& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_{19}& 0& 0& {\mathrm{CB}}_{18}\\ L_5& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_{14}& {\mathrm{CB}}_{15}& 0\\ L_6& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_{16}& {\mathrm{CB}}_{17}\\ B_1& {\mathrm{CB}}_1& 0& 0& {\mathrm{CB}}_4& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ B_2& 0& {\mathrm{CB}}_2& 0& 0& {\mathrm{CB}}_6& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ B_3& 0& 0& {\mathrm{CB}}_3& 0& 0& {\mathrm{CB}}_8& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ B_4& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_5& 0& 0& {\mathrm{CB}}_{10}& 0& {\mathrm{CB}}_{21}& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ B_5& 0& 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_{11}& {\mathrm{CB}}_{12}& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ B_6& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_{20}& {\mathrm{CB}}_{19}& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ B_7& 0& {\mathrm{CB}}_7& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_{14}& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ B_8& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_{15}& {\mathrm{CB}}_{16}& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ B_9& 0& 0& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_9& 0& 0& 0& {\mathrm{CB}}_{18}& 0& {\mathrm{CB}}_{17}& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]$

其中CB_i的取值为：其代表了元件之间是否连通，电力系统正常运行时及各个断路器处于合位，因此电网的拓扑连接关系G_r(V(G_r),E(G_r))可以表示为

$\left[\begin{array}{cccccccccccccccccccccc}& G_1& G_2& G_3& T_1& T_2& T_3& L_1& L_2& L_3& L_4& L_5& L_6& B_1& B_2& B_3& B_4& B_5& B_6& B_7& B_8& B_9\\ G_1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ G_2& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ G_3& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ T_1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0\\ T_2& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0\\ T_3& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 1\\ L_1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 1& 0& 0& 0& 0\\ L_2& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 1& 0& 0\\ L_3& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 1& 0& 0& 0\\ L_4& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 1\\ L_5& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 1& 0\\ L_6& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 1\\ B_1& 1& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ B_2& 0& 1& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ B_3& 0& 0& 1& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ B_4& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 1& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ B_5& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ B_6& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ B_7& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ B_8& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\\ B_9& 0& 0& 0& 0& 0& 1& 0& 0& 0& 1& 0& 1& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0& 0\end{array}\right]$

对于网络拓扑途中各元件(发电机，变压器，线路，母线)进行编号，如下表1所示。

表1 节点编号

步骤1：无源区域搜索SearchPassive-region(G_r,E^*)

输入为电网络拓扑图G_r(V(G_r),E(G_r))和故障后调度系统接收到的断路器信息输出为无源区域即停电区域Pr'(v_i')，由于断路器的状态一旦发生改变，电网拓扑连接图G_r(V(G_r),E(G_r))连通状态也会被更新，以除电源点外的其他元件节点作为搜索起点，通过深度优先搜索(DFS)查询方法，一旦访问到有源节点G_e(v_i)，则查询中断，否则继续访问，如果在一次查询中没有访问到有源节点，则认为该次访问过程满足无源性，即认为此次查询过程中访问到的节点组成的区域即为无源区域即停电区域，记为Pr'(v_i')，如果查询过程都不满足无源性，则认为Pr'(v_i')为空集。具体流程如图4所示，具体包括以下步骤：A、读取断路器信息B、判断是否为空，若为空则结束，不为空则更新网络拓扑结构；C、设定访问起始节点；D、深度优先搜索访问下一节点；E、判断该节点是否有源，若有源则访问中断，转入H，若无源则继续步骤F；F、访问；G、判断本次访问是否结束，如结束则返回步骤D，如未结束则记录本次访问节点；H、更换起始访问点；I、判断所有遍历是否结束，如是则输出由访问记录节点构成的停电区域Pr'(v_i')，如否则转入C。

步骤2：非匹配断路器搜索SearchNon-matched(G_r,Pr',E^*)

其输入为图G_r(V(G_r),E(G_r))，停电区域Pr'(Pr_i')和故障后调度系统接收到的断路器信息输出为非匹配断路器信息集合E'(e'_ij)，如果步骤1中得到的Pr'(Pr_i')为空集，那么非匹配断路器集合如果Pr'(Pr_i')不为空集，则与停电区域内的元件所匹配的断路器记为则且

具体流程如图5所示，具体包括以下步骤：A、读取断路器信息停电区域Pr'(v_i')；B、判断停电区域Pr'(v_i')是否为空，若为空则非匹配断路器信息集合 若非空则进入C；C、确定停电区域Pr'(v_i')中元件对应的节点D、在未更新的网络拓扑图确定节点分别对应的度D(d_i)；E、判断D(d_i)中是否含零元素，如是则出错退出，如否则进入F；F、设置i＝0；G、令i＝i+1，Visited＝0；H、在未更新的网络拓扑图以为起点进行广度优先搜索；I、访问下一节点；J、记录该节点，同时令Visited＝Visited+1；K、判断Visited是否等于d_i，如是转入L，如否则转至I；L、判断所有遍历是否结束，如是则转入M，如否则返回G；M、输出访问过的节点N、得到与Pr'(v_i')匹配的断路器集合其中O、得到非匹配断路器且

步骤3：最大无源区域搜索SearchMax-subgraph(G_r,E')

其输入为图G_r(V(G_r),E(G_r))和非匹配断路器信息集合E'(e'_ij)，如果非匹配断路器信息集合E'(e'_ij)为空集，则结束，如果非匹配断路器信息集合E'(e'_ij)不为空集，则输出为以非匹配断路器信息集合E'(e'_ij)对应的边所连接的元件顶点为基点，后备保护的最大保护范围内的元件集合Pr”(v_i”)，由于告警信息中存在断路器信息丢失的可能，因此以非匹配断路器所连接的元件为基点，向外扩展停电区域，这样可以保证实际的故障元件存在于所识别到的停电区域内，扩展依据为元件的后备保护。具体流程如图6所示，具体包括以下步骤：A、读取非匹配断路器E'(e'_ij)；B、判断E'(e'_ij)是否为空，如是则如否则转入C；C、确定E'(e'_ij)所连接的节点D、根据后备保护配置，确定延展范围Ext(ext_i)；E、初始化i＝0；F、设置i＝i+1，Visited＝0；G、判断ext_i是否等于零，如是则如否则转入H；H、在未更新的网络拓扑图以为起点进行深度优先搜索；I、访问下一节点；J、记录该节点，同时令Visited＝Visited+1；K、判断Visited是否等于ext_i，如是则转入L，如否则返回H；M、判断所有遍历是否结束，如是则转入N，如否则返回F；N、输出访问过的节点O、输出最大范围内的元件集合Pr”(v_i”)，其中所述的停电区域查询过程中对于警报信息的不确定性主要考虑来自断路器报警信息的丢包，得到的停电区域内的元件Pr(v_i)＝Pr'(v_i')∪Pr”(v_i”)作为故障诊断框架Ω，即Ω＝Pr(v_i)＝Pr'(v_i')∪Pr”(v_i”)。

如WSCC三机九节点系统拓扑图G_r(V(G_r),E(G_r))中，调度中心收到断路器信息E^*＝{CB₁₄,CB₁₅,CB₁₉}后，对故障区域进行识别。

步骤1，无源区域搜索SearchPassive-region(G_r,E^*)

得到警报信息后，更新存储的电网拓扑结构，邻接矩阵中CB₁₄,CB₁₅,CB₁₉断路器状态对应的e_19,11,e_11，20,e_11,19,e_20，11,e_10,18,e_18，10值全部更新为0。现分别以编号为4-21各个节点分别作为开始起点基于深度优先方法查询如图4所示，如果访问到有源节点1，2，3则中断该次搜索，进入下一次搜索，访问的过程如下：

4→16→9→18→7→17→8→19→5→14→2(中断)

5→19→8→17→7→16→9→18→4→13→1(中断)

6→21→12→20→10→15→3(中断)

7→17→8→19→5→14→2(中断)

8→19→5→14→2(中断)

9→18→16→7→17→8→19→5→14→2(中断)

10→21→12→20→6→15→3(中断)

11(结束)

12→21→10→6→15→3(中断)

13→4→16→9→18→7→17→8→19→5→14→2(中断)

14→5→19→8→17→7→16→9→18→4→13→1(中断)

15→6→21→12→20→10→3(中断)

16→9→18→7→17→8→19→5→14→2(中断)

17→8→19→5→14→2(中断)

18→9→16→7→17→8→19→5→14→2(中断)

19→8→17→7→16→9→18→4→13→1(中断)

20→12→21→10→6→15→3(中断)

21→12→20→10→6→15→3(中断)

得到无源区域，即Pr'(v_i')＝{L₅}；

步骤2：非匹配断路器搜索SearchNon-matched(G_r,Pr',E^*)

在步骤1中得到的Pr'(Pr_i')＝{L₅}，非空，则输入起始访问节点L₅，编号11。查询得到节点11的度为2，则设置本次以节点11为起始访问点的广度优先查询过程只访问两个节点。即

11→19→20(结束)

则可知步骤1种停电区域Pr'(Pr_i')＝{L₅}相匹配的边为即断路器为所以非匹配的断路器且可知E'(e'_ij)＝{CB₁₉}。

步骤3：最大无源区域搜索SearchMax-subgraph(G_r,E')

通过对识别系统设置，当收到E'(e'_ij)＝{CB₁₉}后，如图7所示搜索过程。得到：

10→21(结束)

18→9→16(结束)

根据访问结果可知最大无源区域内元件集合为Pr”＝{L₃,L₄}。

所述的停电区域查询过程中对于警报信息的不确定性主要考虑来自断路器报警信息的丢包。得到的停电区域内的元件Ω＝Pr(Pr_i)＝Pr'(Pr_i')∪Pr”(Pr_i”)＝{L₃,L₄,L₅}。

如果card(Ω)为1，则认为停电区域内只包含一个元件即该元件为故障元件，card函数表示的是集合中元件的个数。因为所求Ω＝{L₃,L₄,L₅}非空且大于1，因此将其作为故障诊断框架Ω进入后续诊断。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种用于电网故障诊断的停电区域识别方法，其特征在于电网拓扑结构以无向图G_r(V(G_r),E(G_r))的形式进行表示，并以邻接矩阵方式进行存储，其中，变压器、线路、母线作为所述无向图的节点集合V(G_r)，断路器作为边集合E(G_r)，满足：

其中，V(G_r)＝{v₁,v₂,…,v_n}称为该图的节点集；E(G_r)＝{e₁₂,e₁₃,…,e_nn}称为图G_r的边集，其中e_ij＝v_iv_j。

所述方法主要包括以下步骤：

A、无源区域搜索SearchPassive-region(G_r,E*)，即根据电网络拓扑图G_r(V(G_r),E(G_r))和故障发生后调度系统接收到的断路器信息计算出无源区域即停电区域Pr'(v_i')；

B、非匹配断路器搜索SearchNon-matched(G_r,Pr',E*)，即根据电网络拓扑图G_r(V(G_r),E(G_r))和故障发生后调度系统接收到的断路器信息和在步骤A中得到的停电区域Pr'(v_i')，计算出非匹配断路器信息集合

C、最大无源区域搜索SearchMax-subgraph(G_r,E')，即根据电网络拓扑图G_r(V(G_r),E(G_r))和步骤B中得到的非匹配断路器信息集合E'(e′_ij)，得出非匹配断路器信息集合E'(e′_ij)对应的边所连接的元件顶点为基点，后备保护的最大保护范围内的元件集合Pr”(v_i”)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，识别的起始条件为所述三个步骤均基于深度优先搜索的方法。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中，输入为电网络拓扑图G_r(V(G_r),E(G_r))和故障后调度系统接收到的断路器信息集合输出为无源区域即停电区域内的元件集合Pr'(v_i')。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤A中，以除电源点外的其他元件节点作为搜索起点，通过深度优先搜索查询方法，一旦访问到有源节点G_e(v_i)，则查询中断，否则继续访问，如果在一次查询中没有访问到有源节点，则认为该次访问过程满足无源性，即认为此次查询过程中访问到的节点组成的区域即为无源区域即停电区域，记为Pr'(v_i')，如果查询过程都不满足无源性，则认为Pr'(v_i')为空集。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B中，输入为图G_r(V(G_r),E(G_r))，停电区域Pr'(v_i')和故障后调度系统接收到的断路器信息输出为非匹配断路器信息集合E'(e′_ij)。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤B中，所述的非匹配断路器是指不能形成停电区域的断路器信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤B中，如果输入的无源区域查询得到的Pr'(v_i')为空集，那么非匹配断路器集合如果Pr'(v_i')不为空集，记与该停电区域内的元件所匹配的断路器记为则且

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C中，输入为图G_r(V(G_r),E(G_r))和非匹配断路器信息集合E'(e′_ij)，输出为对于非匹配断路器信息E'(e′_ij)所能形成的最大无源区域内的元件集合Pr”(v_i”)。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤C中，如果非匹配断路器信息集合E'(e′_ij)为空集，则如果非匹配断路器信息集合E'(e′_ij)不为空集，则输出为以非匹配断路器信息集合E'(e′_ij)对应的边所连接的元件顶点为基点，后备保护的最大保护范围内的元件集合Pr”(v_i”)。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将得到的停电区域内的元件集合Pr(v_i)＝Pr'(v_i')∪Pr”(v_i”)作为故障诊断框架Ω，即Ω＝Pr(v_i)＝Pr'(v_i')∪Pr”(v_i”)，如果card(Ω)为1，则认为停电区域内只包含一个元件即该元件为故障元件，诊断结束，否则，进入后续诊断。