CN110470944B - 一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法 - Google Patents

Abstract

一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法，该方法面向高压区域电网，已配置的行波定位单元根据Dijkstra算法的最短路径划分节点故障域，并建立故障位置隶属于单一节点故障域的预判据。基于复杂环网故障行波传输路径分析，构建基于以节点域为中心的预期值和实际值的信息域时差、故障支路搜索矩阵，在此基础上提出终端线路、普通线路及环域线路的故障支路类别识别判据；进一步基于矩阵搜索实现故障支路判别。最后针对不同的故障支路类别，融合单/多端行波定位方法实现故障位置的精确计算。本发明方法只需计算中心变电站与其他检测单元的时差关系，无需解环、计算量小，在工程上易于实现，定位精度较高。

Description

一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法

技术领域

本发明一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法，涉及电力系统故障排查技术 领域。

背景技术

当前随着通信技术和计算机的发快速展，使得在电网中行波定位单元安装数目明显增 加，区域组网已在实际中实现并应用。结合继电保护动作信息，并利用全网行波信息，可 进一步提高现有故障测距法的定位精度和可靠性。

现有行波故障定位方法主要包括基于单端测量数据的局部型行波定位方法和面向区 域电网多点测量数据的网络型行波定位方法。对于复杂电力网，局部型行波定位方法针对 单条线路，分别采用线路两端的行波测量数据，原理简单，但定位装置故障、时间记录错 误，均会导致定位失败，增加测距系统成本。网络型行波定位方法是综合区域电网多点行 波测量数据，实现精确故障定位，但区域大电网存在复杂环网解网困难、线路出口故障存 在定位死区，且受行波波速不稳定等因素的影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法， 该方法利用多端行波信息，综合行波特征，将单端法和扩展的双端法组合使用，可提高定 位精度，降低定位单元投资成本。同时，对于扰动线路，定位单元也可以准确定位，从而使保护不误动。因此，综合多端信息，快速、精确地确定故障点位置，能保证系统的安全 稳定和经济运行。

本发明采取的技术方案为：

一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法，结合区域电网拓扑信息，面向已配 置的行波定位单元，根据Dijkstra算法的最短路径划分节点故障域，并提出故障位置隶属 于单一节点故障域的预判据；通过对复杂环网故障行波传输路径的分析，构建以节点域为 中心的预期值和实际值的信息域时差、故障支路搜索矩阵，在此基础上提出终端线路、普 通线路及环域线路的故障支路类别识别判据；进一步基于矩阵搜索实现故障支路判别；最 后针对不同的故障支路类别，融合单/多端行波定位方法，实现故障位置的精确计算。

一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法，包括以下步骤：

步骤1：面向高压区域电网，已配置的行波定位单元，根据Dijkstra算法的最短路径划 分节点故障域，并建立故障位置隶属于单一节点故障域的预判据。

已配置的行波定位单元指的是区域电网中选取最优位置的变电站配备行波定位单元。

步骤2：对复杂环网故障行波传输路径进行分析，构建以节点域为中心的预期值和实 际值的信息域时差、故障支路搜索矩阵。

步骤3：在步骤2的基础上建立终端线路、普通线路及环域线路的故障支路类别辨识 判据，进一步基于矩阵搜索，实现环域线路故障支路辨识。

步骤4：通过步骤3定位主站确定故障支路，剔除无效的时间数据。

步骤5：确认故障线路后，对于终端线路，采用单端法进行精确的故障位置计算；普通线路，采用双端法计算故障位置；对于环域线路，根据多端数据计算故障位置。

步骤1中，故障位置隶属于单一节点故障域的预判据为：分别以配置了定位单元的节 点为节点域中心S_p，依次假设每条线路发生故障，根据Dijkstra算法求取最短路径，其线 路上的任意位置到达节点S_p的传输路径最短，则称该线路属于节点S_p的节点故障域；故障发生后，选取定位单元记录的初始波头检测时间(t₁、t₂、…、t_i，)，t_p为节点S_p记录 的时间，确定故障位置隶属于单一节点故障域的预判据：t_p＝min(t₁,t₂,...,t_i)。

步骤2中，构建以节点域为中心的预期值和实际值的信息域时差，包括：

根据节点S_i与S_p记录的行波到达时刻，计算故障初始行波到达时刻差，即实际值信息 域，为Δt_ip＝t_i-Δt_p；根据线路实际参数，计算行波波速，将节点S_i与S_p间的最短路径d_i-p除以行波波速v₁，得到行波在任意两定位单元路径上的预期值信息域Δt′_ip；行波透射根节 点，在任意两定位单元路径上的预期值信息域Δt″_ip；信息域时差ΔT_ip、ΔT′_ip，其中，ΔT_ip＝Δt_ip-Δt′_ip，ΔT′_ip＝Δt_ip-Δt″_ip。

步骤2中，构建以节点域为中心的故障支路搜索矩阵，包括：

故障支路搜索矩阵的第一行A_1i和第二行A_2i分别为ΔT_ip和ΔT′_ip，ε为设定的误差裕度； 当判据ΔT_ip∈[0,ε]成立时，记A_1i＝0；当判据ΔT_ip∈[-(d_i-p/v₁)-ε,ε]成立时，记A_1i<0； 当判据ΔT′_ip∈[0,ε]成立时，记A_2i＝0；当判据ΔT′_ip∈[-(d_i-p/v₁)-ε,ε]成立时，记A_2i<0； A_2i＝-1表示线路不经过根节点传播。

步骤3中，故障支路类别辨识判据具体为：

搜索矩阵的第一行元素均为0，则故障线路为节点域中心S_p的终端线路；ΔT_mp为节点 域中心S_p与普通线路另一侧最近变电站的信息域时差，当判据ΔT_mp∈[-(d_m-p/v₁)-ε,ε]时， 则故障线路为节点域中心S_p的普通线路；环域线路故障支路辨识原则：当满足A_1i＝0、A_2i＝0、A_1i<0∩A_2i<0时，则节点间最短路径不包含故障线路，当满足A_1i<0∩A_2i＝-1节 点间最短路径包含故障线路。

步骤4中，剔除无效的时间数据，具体为：当满足|T_i-T_j|>(d_ij/v)+ε时，剔除t_i、t_j信息。

步骤5中，精确的故障位置计算具体为：对于终端线路，实时修正零模波速，并利用模量速度差法精确计算故障位置；对于普通线路，则利用扩展双端法精确计算故障位置；对于环域线路，根据多端数据计算故障位置，按故障线路两侧将初始波头有效时间数据分为两组，两两配对，根据扩展双端法原理计算故障距离，计算权重：d_ij千米的倒数1/d_ij， 对计算距离进行加权求和，确定精确的故障位置。

本发明一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法，有益效果如下：

(1)：本发明方法中，利用单端法和扩招双端法配合使用，保证在定位单元故障、时间记录错误等情况下，仍能可靠、精确定位，降低设备投资成本。

(2)：本发明方法中，利用区域电网多端信息，选取初始波头到达时间信息和电网拓 扑信息，充分利用网络信息域，实现网络故障定位。

(3)：本发明方法中，充分结合信息域，构建节点故障域、故障支路类别、故障支路判别方法，提高定位精度。对于线路扰动，本方法仍可以进行定位，从而与保护共同验证 结果。

附图说明

图1为节点故障域示意图。

图2为节点故障域区域划分示意图。

图3(a)为内部故障时初始波头传输路径示意图。

图3(b)为外部故障1时初始波头传输路径示意图。

图3(c)为外部故障2时初始波头传输路径示意图。

图4为特殊故障初始波头传输路径示意图。

图5为线路出口情况故障初始波头传输路径示意图。

图6为单端法测距示意图。

图7为双端法测距示意图。

图8为一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法流程图。

图9为某区域电网模型图。

图10为零模波速与对应模量传输时间差关系。

具体实施方式

一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法，结合区域电网拓扑信息，面向已配 置的行波定位单元，根据Dijkstra算法的最短路径划分节点故障域，并提出故障位置隶属 于单一节点故障域的预判据；通过对复杂环网故障行波传输路径的分析，构建以节点域为 中心的预期值和实际值的信息域时差、故障支路搜索矩阵，在此基础上提出终端线路、普 通线路及环域线路的故障支路类别识别判据；进一步基于矩阵搜索实现故障支路判别；最 后针对不同的故障支路类别，融合单/多端行波定位方法，实现故障位置的精确计算。

首先定义节点故障域：如图1所示，分别以配置了检测单元的变电站为中心变电站， 任意线路发生故障时，其初始波头到达时刻最早到达变电站S_p，则称该线路属于变电站S_p的节点故障域，且变电站S_p为该节点故障域的域中心，即中心变电站。

定义终端线路、普通线路、环域线路：如图2所示，针对S₂节点域，节点S₁仅与拓 扑单节点相连接，线路d_1-2为终端线路；针对S₅域，节点S₅与S₈直接相连，与节点S₉间 接相连，线路d_5-8与环网并无其它间接关系，为普通线路；其它均称为环域线路，如线路 d_3-6、d_3-5为节点S₅的环域线路。

定义外部故障和内部故障：如图3(a)、图3(b)、图3(c)所示，内部故障定义 为在节点S_p和S_i最短路径内发生的故障；外部故障定义为在节点S_p和S_i最短路径之外发生 的故障。

定义根节点：任意不配有定位单元，且变电站的出线个数n满足n≥3，则该变电站为根节点。

一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法，具体包括以下步骤：

步骤1：建立节点故障域划分原则：线路拓扑已知，设d_1-2为利用Dijkstra算法，求取 节点S₁和S₂之间的最短距离，确定节点故障域划分原则：

1)、若d_1-2<d_2-4，则线路d_1-2为节点S₁的节点故障域，简称S₁域；

2)、若d_1-2≥d_2-4，且在线路d_1-2上存在一点F，使得有d_1-F＝d_2-F+d_2-4，则线路d_1-F位于S₁域；线路d_2-F为S₄域。在误差范围内，F为节点S₁和S₄的公共域。

步骤2：建立故障位置隶属于单一节点故障域的预判据。基于Dijkstra算法和最短路径 原则，假设每条线路故障，判断每条线路隶属于单一节点故障域，则预判据为：

t_p＝min(t₁,t₂,...,t_i) (1)

t₁,t₂,...,t_i指的是区域电网中i个行波定位单元检测到故障行波到达的时间。

步骤3：构建以节点域为中心的预期值和实际值的信息域时差：根据节点S_i与S_p记录 的行波到达时刻，计算故障初始行波到达时刻差，即实际值信息域，为Δt_ip＝t_i-Δt_p；根 据线路实际参数，计算行波波速，将节点S_i与S_p间的最短路径d_i-p除以行波波速v₁，得到行波在任意两定位单元路径上的预期值信息域Δt′_ip；行波透射根节点，在任意两定位单元路径上的预期值信息域Δt″_ip；信息域时差ΔT_ip、ΔT′_ip，其中ΔT_ip＝Δt_ip-Δt′_ip，ΔT′_ip＝Δt_ip-Δt″_ip。

步骤4：分析复杂电网行波传输路径，确定信息域时差关系：

1)、终端线路：如图2所示，故障点f₁发生在线路d_1-2上。根据故障位置隶属于单一节点故障域的预判据，可确定故障位于S₂域内。此时，故障行波传输与环网结构有关，且 传输路径唯一，计算中心变电站S₂与剩余变电站的信息域时差，时差关系均满足：

ΔT_ip∈[0,ε] (2)

其中，ε为为设定的误差裕度，一般取值在0～2μs。

2)、普通线路：如图2所示，故障点f₂发生在线路d_5-8上，根据故障位置隶属于单 一节点故障域的预判据，可确定故障位于S₅域内。对于定位单元包含环域线路、普通线路， 则需考虑普通线路两侧的定位单元信息，综合判断故障类别。此时，找出位于变电站S₅对 侧且离普通线路距离最近的定位单元记录的信息，记为t_m。对于普通线路d_5-8，其信息域 时差满足公式：

d_m-p为中心变电站配置的行波定位单元到距离普通线路最近的行波定位单元的距离； v₁为行波传播速度；ε为设定的误差裕度，取值0～2μs。

则该故障线路位于普通线路。

3)、环域线路：故障f₃发生在线路d_3-5上。此时，行波传输路径与故障点f₃的位置有关，需根据行波到达时差与电网拓扑结构信息进一步分析。此时，故障行波受网络拓扑结构的影响。以下是对行波传输路径进行分析。

发生内部故障时，如图3(a)所示，故障分别向两侧传输到达节点S_p和S_i。因此， 根据D型行波定位公式，可推导出节点S_p和S_i检测到的初始波头到达时间差满足：

d_i-p为故障线路所在最短路径两端的两个行波定位单元之间的距离

发生外部故障时，如图3(b)、3(c)所示，此时节点S_p、S_i均位于同一侧，但传 输不同。

当发生外部故障1时，ΔT_ip满足公式(1)。

发生外部故障2时，定义Δt″_ip：行波透射根节点，在任意两检测单元路径上的预期差 值，即：

d_i-k为节点i到根节点k的距离；d_p-k为节点p到根节点k的距离

定义ΔT′_ip为实际值与行波透射根节点的预期值的信息域时差，即：ΔT′_ip＝Δt_ip-Δt″_ip。此 时，有：

ΔT′_ip∈[0,ε] (6)

如图4所示，当故障发生时，故障不属于定义的内部故障或外部故障，有：

d_i-p为节点i到节点p的距离。

步骤5：构建以节点域为中心的故障支路搜索矩阵。故障支路搜索矩阵的第一行A_1i和 第二行A_2i分别为ΔT_ip和ΔT′_ip，ε为设定的误差裕度。当判据ΔT_ip∈[0,ε]成立时，记A_1i＝0； 当判据ΔT_ip∈[-(d_i-p/v₁)-ε,ε]成立时，记A_1i<0；当判据ΔT′_ip∈[0,ε]成立时，记A_2i＝0； 当判据ΔT′_ip∈[-(d_i-p/v₁)-ε,ε]成立时，记A_2i<0；A_2i＝-1表示线路不经过根节点传播。

步骤6：确定故障支路。根据故障位置隶属于单一节点故障域的预判据，初步确定故 障位置区域。基于故障支路搜索矩阵，确定故障支路。

步骤7：定位主站根据估算的故障线路，并剔除无效的时间数据，并考虑线路出口故 障。剔除无效的时间数据：当满足|T_i-T_j|>(d_ij/v)+ε时，剔除t_i、t_j信息。

对于线路出口，以图5为例。考虑到线路一般较长，节点S₂记录的第1个为初始波头t₁，故障点反射波为t₂，差值为Δt₁₂。设δ_step为行波检测单元的分辨率。

1)、定位单元出口发生线路故障。利用故障搜索矩阵可确定线路S_1-2、S_2-3为疑似故障线路。当d_2f很小，若满足：

t₁为故障行波到达节点S₂的时间；Δt₁₂为S₂记录的两次故障行波到达时间差值

则认为线路在定位单元出口发生故障，即故障点在距离检测点2δ_step内。

2)、未配置定位单元的节点出口发生线路故障。利用故障搜索矩阵可确定S_3-4、S_2-3均为疑似故障线路。当d_2f较大时，若满足：

d_2-3为节点2到节点3的距离

则认为线路在未配置定位单元的节点出口发生故障。

在工程应用上，行波定位单元能在分辨微秒级，对于0.3km以上的故障距离均可精确 查找到波头，取δ_step＝300m，能基本满足定位精度需求。

步骤8：选取距离故障线路最近的未故障线路上的测量数据，根据初始波头到达两个 测量点的时间差，结合线路长度，计算实时的线模波速，用于精确的故障测距计算。

步骤9：确认故障支路后，进行精确的故障定位。

1)、对于终端线路，其行波初始波头沿线路一侧传输。此时，其他变电站信息均是经过中心变电站透射传输的，故只需考虑最早检测到信息的变电站，即中心变电站。本技术采用基于零模波速差的单端测距法用于终端线路的故障定位，单端测距示意图如图6所示，测距公式为：

其中，t₁、t₀分别为测量端M检测到的线模和零模初始波头到达时间；v₀为零模波速度。

在行波传输过程中，故障距离的增加会引起零模分量降低明显，需及时对零模波速进 行修正。通过模量传输时间差与零模波速的关系，实时获取零模波速。

2)、对于普通线路，行波初始波头沿线路两侧传输，且经过线路两侧变电站，透射到其他变电站，只需考虑线路两端，取最早到达线路两侧的两个变电站信息用于普通线路的故障定位。双端测距示意图如图7所示。设节点i和j的最短传输路径(包含故障线路) 长度为d_ij千米(下同)，有:

x为i端到故障点的距离；t_i为i端记录的故障行波到达时间；t_j为j端记录的故障行波到达时间；d_ij为i、j两端距离。

3)、对于环域线路，行波初始波头的传输路径较为复杂，需综合整个区域电网信息。 按照故障线路两侧信息分类原则，测距主站将各个定位单元两两组合，并利用双端测距公 式计算初步的定位结果

测距主站对

赋予的权重w_i为1/d_ij。对定位结果

进行加权 融合处理，并进行精确故障定位，即故障点到故障线路一端S_i的精确故障定位公式为：

实施例：

如图8所示，本发明提供的一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法，为方便 于说明，具体实施方式中以某区域电网模型为例，如图9所示。区域电网故障定位方法的具体实施包括如下步骤：

步骤1：面向高压区域电网，已配置的行波定位单元根据Dijkstra算法的最短路径划分 节点故障域，如表1所示。

表1节点故障域

节点	节点故障域
		S<sub>2</sub>	S<sub>1-2</sub>、S<sub>2-3</sub>、S<sub>3-4</sub>、S<sub>3-6</sub>、S<sub>2-5</sub>
S<sub>5</sub>	S<sub>2-5</sub>、S<sub>5-8</sub>、S<sub>6-8</sub>、S<sub>8-9</sub>
		S<sub>6</sub>	S<sub>3-6</sub>、S<sub>4-7</sub>、S<sub>6-7</sub>、S<sub>6-8</sub>、S<sub>6-9</sub>、S<sub>7-10</sub>
S<sub>9</sub>	S<sub>6-9</sub>、S<sub>8-9</sub>、S<sub>9-10</sub>、S<sub>9-11</sub>、S<sub>7-10</sub>、S<sub>10-12</sub>
		S<sub>13</sub>	S<sub>10-12</sub>、S<sub>12-13</sub>、S<sub>13-14</sub>

步骤2：根据已配置的定位单元记录的时域信息，确定故障位置隶属于单一节点故障 域的预判据。假设故障点f₁位于终端线路S_1-2上，距节点S₂距离18km处，故障点f₂位于 普通线路S_10-12上，距节点S₁₀的5.1km处，故障点f₃位于环域线路S_3-6上，距节点S₃15km 处。根据公式(1)，可确定故障点f₁、f₂、f₃分别位于S₂域、S₉域、S₂域内。

步骤3：对复杂环网故障行波传输路径进行分析，构建以节点域为中心的预期值和实 际值的信息域时差ΔT_ip、ΔT′_ip。三种故障类别的故障信息域如表2、表3、表4所示。

表2基于时差法的终端线路故障信息域

表3基于时差法的普通线路故障信息域

差值	S2-9	S6-9	S5-9	S13-9
					Δt<sub>ip</sub>	198.32	115.69	146.53	11.58
Δt′<sub>ip</sub>	205.39	144.47	146.71	174.03
					Δt″<sub>ip</sub>	198.31	115.68		46.54
ΔT<sub>ip</sub>	-7.07	-28.78	-0.18	-162.45
					ΔT′<sub>ip</sub>	0.01	0.01		-34.96

表4基于时差法的环域线路故障信息域

差值	S<sub>2-5</sub>	S<sub>2-6</sub>	S<sub>2-9</sub>	S<sub>2-13</sub>
					Δt<sub>ip</sub>	56.59	37.03	179.1	299.29
Δt′<sub>ip</sub>	56.67	182.46	205.39	362.22
					Δt″<sub>ip</sub>		109.61	198.31	299.49
ΔT<sub>ip</sub>	-0.11	-145.43	-26.29	-62.93
					ΔT′<sub>ip</sub>		-72.58	-19.21	-0.2

步骤4：基于计算得到的信息域时差ΔT_ip、ΔT′_ip，构建故障支路搜索矩阵。终端线路 故障，有：

普通线路故障，有：

环域线路故障，有：

步骤5：基于搜索矩阵，确定故障支路类别及具体故障支路。对于故障点f₁，由搜索矩阵可知，矩阵第1行元素均为0，可判定该故障位于S₂域的终端线路上；对于故障点f₂， 由搜索矩阵的节点S₉与S₁₃的信息域时差关系可知，该故障位于S₉域的普通线路上；对于 故障点f₃，根据搜索矩阵判定结果，矩阵元素不全为0且S₂域内无普通线路，可判断S₂域内的环域线路故障，进一步综合其他检测点信息判断故障支路为线路S_3-6。

步骤6：精确故障定位。

1)、对于该终端线路，只需利用节点S₂的信息域，并采用公式(10)进行单端测距法。获取节点S₂检测到的线模和零模初始波头到达时间t₁＝60.71μs、t₀＝68.62μs。零模 分量、线模分量到达节点S₂的模量传输时间差关系如图10所示。由图10可知该故障位置 下的零模波速为2.623*10⁵km/s。根据获取的零模、线模分量进行单端测距。测距结果为 x＝17.98km，误差在允许范围内。

2)、对于普通线路，只需采用公式(11)的双端测距法进行定位计算。测距结果 x＝27.5km(距离S₁₃)，在误差允许范围内。

3)、根据公式(11)进行故障定位，计算的故障距离结果如表5所示。

表5故障距离结果

对多端信息域定位结果，赋予计算结果权重，根据公式(12)进行精确故障距离结果 如下：

测距结果x＝25.861km，在误差允许范围内。

Claims (4)

1.一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：面向区域电网，已配置的行波定位单元，根据Dijkstra算法的最短路径划分节点故障域，并建立故障位置隶属于单一节点故障域的预判据；

步骤2：对复杂环网故障行波传输路径进行分析，构建以节点域为中心的预期值和实际值的信息域时差、故障支路搜索矩阵；故障支路搜索矩阵的第一行A_1i和第二行A_2i分别为ΔT_ip和ΔT′_ip，ε为设定的误差裕度；当判据ΔT_ip∈[0,ε]成立时，记A_1i＝0；

当判据ΔT_ip∈[-(d_i-p/v₁)-ε,0]成立时，记A_1i<0；

当判据ΔT′_ip∈[0,ε]成立时，记A_2i＝0；

当判据ΔT′_ip∈[-(d_i-p/v₁)-ε,0]成立时，记A_2i<0；

A_2i＝-1表示线路不经过根节点传播；

步骤2中，构建以节点域为中心的预期值和实际值的信息域时差，包括：

根据节点S_i与S_p记录的行波到达时刻，计算故障初始行波到达时刻差，即实际值信息域，为Δt_ip＝t_i-Δt_p；t_i为第i个行波定位单元检测到故障行波到达的时间，根据线路实际参数，计算行波波速，将节点S_i与S_p间的最短路径d_i-p除以行波波速v₁，得到行波在任意两定位单元路径上的预期值信息域Δt′_ip；行波透射根节点，在任意两定位单元路径上的预期值信息域Δt″_ip；信息域时差ΔT_ip、ΔT′_ip，其中，ΔT_ip＝Δt_ip-Δt′_ip，ΔT′_ip＝Δt_ip-Δt″_ip；

步骤3：在步骤2的基础上建立终端线路、普通线路及环域线路的故障支路类别辨识判据，进一步基于矩阵搜索，实现环域线路故障支路辨识；

步骤3中，故障支路类别辨识判据具体为：

搜索矩阵的第一行元素均为0，则故障线路为节点域中心S_p的终端线路；ΔT_mp为节点域中心S_p与普通线路另一侧最近变电站的信息域时差，当判据ΔT_mp∈[-(d_m-p/v₁)-ε,0]时，则故障线路为节点域中心S_p的普通线路，其中：d_m-p为中心变电站配置的行波定位单元到距离普通线路最近的行波定位单元的距离；

环域线路故障支路辨识原则：当满足A_1i＝0、A_2i＝0、或者A_1i<0∩A_2i<0且A_2i≠-1时，则节点间最短路径不包含故障线路；

当满足A_1i<0∩A_2i＝-1时，节点间最短路径包含故障线路；

步骤4：通过步骤3定位主站确定故障支路，剔除无效的时间数据；

步骤5：确认故障线路后，对于终端线路，采用单端法进行精确的故障位置计算；普通线路，采用双端法计算故障位置；对于环域线路，根据多端数据计算故障位置。

2.根据权利要求1所述一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法，其特征在于：

步骤1中，故障位置隶属于单一节点故障域的预判据为：分别以配置了定位单元的节点为节点域中心S_p，依次假设每条线路发生故障，根据Dijkstra算法求取最短路径，其线路上的任意位置到达节点S_p的传输路径最短，则称该线路属于节点S_p的节点故障域；故障发生后，选取定位单元记录的初始波头检测时间t₁、t₂、…、t_i，t_p为节点S_p记录的时间，确定故障位置隶属于单一节点故障域的预判据：t_p＝min(t₁,t₂,...,t_i)，t₁,t₂,...,t_i指的是区域电网中第i个行波定位单元检测到故障行波到达的时间。

3.根据权利要求1所述一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法，其特征在于：步骤4中，剔除无效的时间数据，具体为：当满足|t_i-t_j|＞(d_ij/v)+ε时，剔除t_i、t_j信息，d_ij为节点i和j的最短传输路径长度。

4.根据权利要求3所述一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法，其特征在于：步骤5中，精确的故障位置计算具体为：对于终端线路，实时修正零模波速，并利用模量速度差法精确计算故障位置；对于普通线路，则利用扩展双端法精确计算故障位置；对于环域线路，根据多端数据计算故障位置，按故障线路两侧将初始波头有效时间数据分为两组，两两配对，根据扩展双端法原理计算故障距离，计算权重：d_ij千米的倒数1/d_ij，对计算距离进行加权求和，确定精确的故障位置。

Images