CN108132419B - 基于电流突变信息阵的简易配电网主动故障研判方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于电流突变信息阵的简易配电网主动故障研判方法，包括建立实时电流信息阵RAIM，以该阵记录故障指示器采集的馈线实时电流信息；建立历史电流信息阵HAIM，以该阵记录故障指示器采集的馈线历史电流信息；建立电流突变信息阵ATIM，以该阵记录故障指示器采集的馈线电流突变信息；建立电流突变限值信息阵ATLM，以该阵记录故馈线电流突变的限值信息；建立电流突变信息逻辑阵ATIL，以该阵记录故障指示器采集的馈线电流突变逻辑信息，以RAIM、HAIM、ATIM、ATLM之间的关系计算ATIL；根据电流突变信息逻辑阵ATIL对简易配电网各馈线的故障情况进行主动故障研判，并确定故障区间。该研判方法能较好的实现简易配电网的故障研判和定位。

Description

基于电流突变信息阵的简易配电网主动故障研判方法
技术领域
本发明涉及简易配电网故障定位领域，具体来说是一种基于电流突变信息阵的简易配电网主动故障研判方法。
背景技术
随着智能配电网建设的逐步推进，确保配电网运行安全，缩短故障停电时间，提高供电可靠性被广泛关注。
简易配电网是适用于经济欠发达地区和城乡地区的一种以提高供电可靠性实现电网可观为目的的配电网，其投资少，见效快，非常符合当前部分地区配电网基础投资少，而供电可靠性要求较高的地区。
故障指示器作为馈线自动化的重要终端设备，以其体积小，价格低，带电安装无需停电，对短路及接地故障皆有较好的适应性等特点在当前简易配电网中被广泛应用。
目前，基于故障指示器的配电网故障判定方法主要有三类：统一矩阵法、概率估计法、人工智能法。在实际应用中，由于现场环境多变，例如温度、湿度变化大，沙尘及灰尘多，维护不及时等都会导致采集装置准确度受损，而简易配电网多为架空线路，故此故障指示器采集的电流信息比较准确，且故障发生时，常常伴随着电流的突变，故此研究以电流突变为信息的简易配电网故障主动研判方法具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于解决简易配电网故障定位问题，结合简易配电网特点，给出一种基于电流突变信息阵的简易配电网主动故障研判方法。
用于实现上述目的的技术方案如下：
一种基于电流突变信息阵的简易配电网主动故障研判方法，该方法包括如下步骤：
（1）建立实时电流信息阵RAIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线实时电流信息；
（2）建立历史电流信息阵HAIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线历史电流信息；
（3）建立电流突变信息阵ATIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线电流突变信息；
（4）建立电流突变限值信息阵ATLM，并以该阵记录故馈线电流突变的限值信息；
（5）建立电流突变信息逻辑阵ATIL，并以该阵记录故障指示器采集的馈线电流突变逻辑信息，并以RAIM、HAIM、ATIM、ATLM之间的关系计算ATIL；
（6）根据电流突变信息逻辑阵ATIL对简易配电网各馈线的故障情况进行主动故障研判，并确定故障区间。
建立实时电流信息阵RAIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线实时电流信息，具体为：
Figure 256733DEST_PATH_IMAGE001
其中，每一行表示一条馈线，n为简易配电网所包含的馈线总条数，m为简易配网中所含故障指示器数最多的馈线所含的故障指示器数；RA ij 为第i条馈线的第j个故障指示器采集的馈线实时电流值，i=1,2,3,…,n;j=1,2,3,…,m；若i条馈线的第j个故障指示器不存在，则RA ij 为取值为-1。
建立历史电流信息阵HAIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线历史电流信息，具体为：
Figure 594743DEST_PATH_IMAGE002
其中，每一行表示一条馈线，n为简易配电网所包含的馈线总条数，m为简易配网中所含故障指示器数最多的馈线所含的故障指示器数；HA ij 为第i条馈线的第j个故障指示器采集的馈线历史电流值，i=1,2,3,…,n;j=1,2,3,…,m；若i条馈线的第j个故障指示器不存在，则HA ij 为取值为-1；历史电流数据按实际情况而定，一般取当前时刻前5~15分钟的历史值。
建立电流突变信息阵ATIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线电流突变信息，具体为：
Figure 914865DEST_PATH_IMAGE003
其中，每一行表示一条馈线，n为简易配电网所包含的馈线总条数，m为简易配网中所含故障指示器数最多的馈线所含的故障指示器数；ET ij 为第i条馈线的第j个故障指示器采集的馈线电流突变值，i=1,2,3,…,n;j=1,2,3,…,m；若i条馈线的第j个故障指示器不存在，则AT ij 为取值为-1。
建立电流突变限值信息阵ATLM，并以该阵记录故馈线电流突变的限值信息，具体为：
Figure 813551DEST_PATH_IMAGE004
其中，每一行表示一条馈线，n为简易配电网所包含的馈线总条数，m为简易配网中所含故障指示器数最多的馈线所含的故障指示器数；TL ij 为第i条馈线的第j个故障指示器采集的馈线电流突变限值，i=1,2,3,…,n;j=1,2,3,…,m；若i条馈线的第j个故障指示器不存在，则TL ij 为取值为-1。
建立电流突变信息逻辑阵ATIL，并以该阵记录故障指示器采集的馈线电流突变逻辑信息，具体为：
Figure 664964DEST_PATH_IMAGE005
其中，每一行表示一条馈线，n为简易配电网所包含的馈线总条数，m为简易配网中所含故障指示器数最多的馈线所含的故障指示器数；AL ij 为第i条馈线的第j个故障指示器采集的馈线电流突变逻辑值，i=1,2,3,…,n;j=1,2,3,…,m；若i条馈线的第j个故障指示器不存在，则AL ij 为取值为-1。
根据电流突变信息逻辑阵ATIL对简易配电网各馈线的故障情况进行主动故障研判，并确定故障区间，具体为：
第1步，取电流突变信息逻辑阵ATIL的1行，若该行数据全为0和-1，则表示该行代表的馈线无故障发生，若该行数据含有1，则进入第2步；
第2步，若某行数据含有1，则将所有是1的元素代表的故障指示器根据电流流向的顺序进行排序，则故障发生在最后一个故障指示器的下游区域；
第3步，重复第1步到第2步，直到电流突变信息逻辑阵ATIL的所有行都被分析完成。
本发明有益技术效果：建立实时电流信息阵RAIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线实时电流信息；建立历史电流信息阵HAIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线历史电流信息；建立电流突变信息阵ATIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线电流突变信息；建立电流突变限值信息阵ATLM，并以该阵记录故馈线电流突变的限值信息；建立电流突变信息逻辑阵ATIL，并以该阵记录故障指示器采集的馈线电流突变逻辑信息，并以RAIM、HAIM、ATIM、ATLM之间的关系计算ATIL；根据电流突变信息逻辑阵ATIL对简易配电网各馈线的故障情况进行主动故障研判，并确定故障区间。该研判方法能较好的实现简易配电网的故障研判和定位，具有较好的实用价值。
附图说明
图1 为典型配电网络图。
具体实施方式
下面对本发明进行详细的说明：
（1）建立实时电流信息阵RAIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线实时电流信息；
（2）建立历史电流信息阵HAIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线历史电流信息；
（3）建立电流突变信息阵ATIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线电流突变信息；
（4）建立电流突变限值信息阵ATLM，并以该阵记录故馈线电流突变的限值信息；
（5）建立电流突变信息逻辑阵ATIL，并以该阵记录故障指示器采集的馈线电流突变逻辑信息，并以RAIM、HAIM、ATIM、ATLM之间的关系计算ATIL；
（6）根据电流突变信息逻辑阵ATIL对简易配电网各馈线的故障情况进行主动故障研判，并确定故障区间。
建立实时电流信息阵RAIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线实时电流信息，具体为：
Figure 736825DEST_PATH_IMAGE006
其中，每一行表示一条馈线，n为简易配电网所包含的馈线总条数，m为简易配网中所含故障指示器数最多的馈线所含的故障指示器数；RA ij 为第i条馈线的第j个故障指示器采集的馈线实时电流值，i=1,2,3,…,n;j=1,2,3,…,m；若i条馈线的第j个故障指示器不存在，则RA ij 为取值为-1。
建立历史电流信息阵HAIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线历史电流信息，具体为：
Figure 114717DEST_PATH_IMAGE008
其中，每一行表示一条馈线，n为简易配电网所包含的馈线总条数，m为简易配网中所含故障指示器数最多的馈线所含的故障指示器数；HA ij 为第i条馈线的第j个故障指示器采集的馈线历史电流值，i=1,2,3,…,n;j=1,2,3,…,m；若i条馈线的第j个故障指示器不存在，则HA ij 为取值为-1；历史电流数据按实际情况而定，一般取当前时刻前5~15分钟的历史值。
建立电流突变信息阵ATIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线电流突变信息，具体为：
Figure 997353DEST_PATH_IMAGE003
其中，每一行表示一条馈线，n为简易配电网所包含的馈线总条数，m为简易配网中所含故障指示器数最多的馈线所含的故障指示器数；ET ij 为第i条馈线的第j个故障指示器采集的馈线电流突变值，i=1,2,3,…,n;j=1,2,3,…,m；若i条馈线的第j个故障指示器不存在，则AT ij 为取值为-1。
建立电流突变限值信息阵ATLM，并以该阵记录故馈线电流突变的限值信息，具体为：
Figure 319750DEST_PATH_IMAGE009
其中，每一行表示一条馈线，n为简易配电网所包含的馈线总条数，m为简易配网中所含故障指示器数最多的馈线所含的故障指示器数；TL ij 为第i条馈线的第j个故障指示器采集的馈线电流突变限值，i=1,2,3,…,n;j=1,2,3,…,m；若i条馈线的第j个故障指示器不存在，则TL ij 为取值为-1。
建立电流突变信息逻辑阵ATIL，并以该阵记录故障指示器采集的馈线电流突变逻辑信息，具体为：
Figure 132985DEST_PATH_IMAGE010
其中，每一行表示一条馈线，n为简易配电网所包含的馈线总条数，m为简易配网中所含故障指示器数最多的馈线所含的故障指示器数；AL ij 为第i条馈线的第j个故障指示器采集的馈线电流突变逻辑值，i=1,2,3,…,n;j=1,2,3,…,m；若i条馈线的第j个故障指示器不存在，则AL ij 为取值为-1。
根据电流突变信息逻辑阵ATIL对简易配电网各馈线的故障情况进行主动故障研判，并确定故障区间，具体为：
第1步，取电流突变信息逻辑阵ATIL的1行，若该行数据全为0和-1，则表示该行代表的馈线无故障发生，若该行数据含有1，则进入第2步；
第2步，若某行数据含有1，则将所有是1的元素代表的故障指示器根据电流流向的顺序进行排序，则故障发生在最后一个故障指示器的下游区域；
第3步，重复第1步到第2步，直到电流突变信息逻辑阵ATIL的所有行都被分析完成。
本发明上述的n、 m为自然数。
具体实施如图1所示，其中A~L为具有电流采集功能的故障指示器终端，M、N为具有联络开关遥信遥测采集功能的馈线终端，S1、S2、S3为变电站出线开关采集终端，假设故障发生在Fault1、Fault2两处，则故障定位过程分析如下：
设某时刻各个故障指示器采集终端上送配电自动化主站系统的实时电流信息阵RAIM如下：
Figure 178433DEST_PATH_IMAGE011
故障指示器采集的馈线历史电流信息阵HAIM如下：
Figure 809134DEST_PATH_IMAGE012
故电流突变信息阵ATIM如下：
Figure 304313DEST_PATH_IMAGE013
故馈线电流突变的限值信息阵ATLM为：
Figure 921239DEST_PATH_IMAGE014
确定电流突变信息逻辑阵ATIL为：
Figure DEST_PATH_IMAGE015
第1行逻辑值为1的故障指示器为A、B、C、D，按照电流方向排序是ABCD,故此故障发生在故障指示器D的下游。
第2行逻辑值为1的故障指示器为H、I 、J，按照电流方向排序是JIH,则故障发生在故障指示器H的下游区域。
第3行无逻辑值为1的故障指示器，故此该馈线无故障发生。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程， 是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算 机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。 其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory， ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
本发明上述研判方法能较好的实现简易配电网的故障研判和定位，经本公司现场试验验证效果较好，有较好的实用价值。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。

Claims (5)

1.一种基于电流突变信息阵的简易配电网主动故障研判方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
(1)建立实时电流信息阵RAIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线实时电流信息；
(2)建立历史电流信息阵HAIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线历史电流信息；
(3)建立电流突变信息阵ATIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线电流突变信息；
(4)建立电流突变限值信息阵ATLM，并以该阵记录故馈线电流突变的限值信息；
(5)建立电流突变信息逻辑阵ATIL，并以该阵记录故障指示器采集的馈线电流突变逻辑信息，并以RAIM、HAIM、ATIM、ATLM之间的关系计算ATIL；
(6)根据电流突变信息逻辑阵ATIL对简易配电网各馈线的故障情况进行主动故障研判，并确定故障区间；
建立电流突变限值信息阵ATLM，并以该阵记录故馈线电流突变的限值信息，具体为：
Figure FDA0002580863680000011
其中，每一行表示一条馈线，n为简易配电网所包含的馈线总条数，m为简易配网中所含故障指示器数最多的馈线所含的故障指示器数；TLij为第i条馈线的第j个故障指示器采集的馈线电流突变限值，i＝1,2,3,…,n；j＝1,2,3,…,m；若i条馈线的第j个故障指示器不存在，则TLij为取值为-1；
建立电流突变信息逻辑阵ATIL，并以该阵记录故障指示器采集的馈线电流突变逻辑信息，具体为：
Figure FDA0002580863680000021
Figure FDA0002580863680000022
其中，每一行表示一条馈线，n为简易配电网所包含的馈线总条数，m为简易配网中所含故障指示器数最多的馈线所含的故障指示器数；ALij为第i条馈线的第j个故障指示器采集的馈线电流突变逻辑值，i＝1,2,3,…,n；j＝1,2,3,…,m；若i条馈线的第j个故障指示器不存在，则ALij为取值为-1。
2.根据权利要求1所述的基于电流突变信息阵的简易配电网主动故障研判方法,其特征在于：
建立实时电流信息阵RAIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线实时电流信息，具体为：
Figure FDA0002580863680000031
其中，每一行表示一条馈线，n为简易配电网所包含的馈线总条数，m为简易配网中所含故障指示器数最多的馈线所含的故障指示器数；RAij为第i条馈线的第j个故障指示器采集的馈线实时电流值，i＝1,2,3,…,n；j＝1,2,3,…,m；若i条馈线的第j个故障指示器不存在，则RAij为取值为-1。
3.根据权利要求1所述的基于电流突变信息阵的简易配电网主动故障研判方法，其特征在于：
建立历史电流信息阵HAIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线历史电流信息，具体为：
Figure FDA0002580863680000032
其中，每一行表示一条馈线，n为简易配电网所包含的馈线总条数，m为简易配网中所含故障指示器数最多的馈线所含的故障指示器数；HAij为第i条馈线的第j个故障指示器采集的馈线历史电流值，i＝1,2,3,…,n；j＝1,2,3,…,m；若i条馈线的第j个故障指示器不存在，则HAij为取值为-1；历史电流数据按实际情况而定，一般取当前时刻前5-15分钟的历史值。
4.根据权利要求1所述的基于电流突变信息阵的简易配电网主动故障研判方法，其特征在于：
建立电流突变信息阵ATIM，并以该阵记录故障指示器采集的馈线电流突变信息，具体为：
Figure FDA0002580863680000041
Figure FDA0002580863680000042
其中，每一行表示一条馈线，n为简易配电网所包含的馈线总条数，m为简易配网中所含故障指示器数最多的馈线所含的故障指示器数；ETij为第i条馈线的第j个故障指示器采集的馈线电流突变值，i＝1,2,3,…,n；j＝1,2,3,…,m；若i条馈线的第j个故障指示器不存在，则ATij为取值为-1。
5.根据权利要求1-4任一所述的基于电流突变信息阵的简易配电网主动故障研判方法，其特征在于：
根据电流突变信息逻辑阵ATIL对简易配电网各馈线的故障情况进行主动故障研判，并确定故障区间，具体为：
第1步，取电流突变信息逻辑阵ATIL的1行，若该行数据全为0和-1，则表示该行代表的馈线无故障发生，若该行数据含有1，则进入第2步；
第2步，若某行数据含有1，则将所有是1的元素代表的故障指示器根据电流流向的顺序进行排序，则故障发生在最后一个故障指示器的下游区域；
第3步，重复第1步到第2步，直到电流突变信息逻辑阵ATIL的所有行都被分析完成。
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基于突变逻辑阵的配网小电流接地故障判定方法;黄建业 等;《电网分析与研究》;20170831;第45卷(第8期);第45-50页 *

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CN108132419A (zh) 2018-06-08

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