CN114113882B - 一种基于模糊计算的输电线路故障定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于模糊计算的输电线路故障定位方法及系统，获取故障线路拓扑信息和故障线路参数信息；根据获取的拓扑信息，确定多条线路中的主线，得到主线短路阻抗和主线全长，根据主线短路阻抗和主线全长得到线路单位长度阻抗；根据录入的线路故障信息以及获取的故障线路参数信息，得到录入的短路电流对应的短路容量；根据短路容量，分别得到在单相故障、两相故障和三相故障下的线路故障短路阻抗，结合线路单位长度阻抗，分别得到单相故障、两相故障和三相故障下的故障距离；本发明实现了线路故障的快速分析和定位，有效缩短了故障巡视时间及用户停电时间。

Description

一种基于模糊计算的输电线路故障定位方法及系统

技术领域

本发明涉及输电线路故障定位技术领域，特别涉及一种基于模糊计算的输电线路故障定位方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

目前故障录波测距功能仅限于110kV及以上电压等级输电线路，110kV以下线路无故障录波和保护测距信息，在110kV以下线路发生故障后，只能依靠人工查找。

但是，人工查找故障点的方式耗时耗力且效果不佳，并且随着电网网架结构日益复杂、用电负荷逐年增加以及新能源的大规模接入，对低电压等级故障处置效率的要求日益提高。而且，由于用户对获得电力的感受不断提升，营商环境对供电可靠性也提出了更高的标准，因此以往传统的查找低电压等级线路的人工巡视方法已经不能满足要求。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于模糊计算的输电线路故障定位方法及系统，实现了线路故障的快速分析和定位，有效缩短了故障巡视时间及用户停电时间。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明第一方面提供了一种基于模糊计算的输电线路故障定位方法。

一种基于模糊计算的输电线路故障定位方法，包括以下过程：

获取故障线路拓扑信息和故障线路参数信息；

根据获取的拓扑信息，确定多条线路中的主线，得到主线短路阻抗和主线全长，根据主线短路阻抗和主线全长得到线路单位长度阻抗；

根据录入的线路故障信息以及获取的故障线路参数信息，得到录入的短路电流对应的短路容量；

根据短路容量，分别得到在单相故障、两相故障和三相故障下的线路故障短路阻抗，结合线路单位长度阻抗，分别得到单相故障、两相故障和三相故障下的故障距离

本发明第二方面提供了一种基于模糊计算的输电线路故障定位系统。

一种基于模糊计算的输电线路故障定位系统，包括：

数据获取模块，被配置为：获取故障线路拓扑信息和故障线路参数信息；

拓扑计算模块，被配置为：根据获取的拓扑信息，确定多条线路中的主线，得到主线短路阻抗和主线全长，根据主线短路阻抗和主线全长得到线路单位长度阻抗；

短路容量计算模块，被配置为：根据录入的线路故障信息以及获取的故障线路参数信息，得到录入的短路电流对应的短路容量；

故障距离计算模块，被配置为：根据短路容量，分别得到在单相故障、两相故障和三相故障下的线路故障短路阻抗，结合线路单位长度阻抗，分别得到单相故障、两相故障和三相故障下的故障距离。

本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本发明第一方面所述的基于模糊计算的输电线路故障定位方法中的步骤。

本发明第四方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明第一方面所述的基于模糊计算的输电线路故障定位方法中的步骤。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明所述的方法、系统、介质或电子设备，实现了线路故障的快速分析和定位，初步确定的故障范围能够线路故障巡视提供辅助建议，有效缩短了故障巡视时间及用户停电时间。

2、本发明所述的方法、系统、介质或电子设备，从根本上解决了110kV以下电压等级线路无故障录波和保护测距信息的问题，填补了110KV以下电压等级线路故障录波器的空白；同时，本发明将新能源场站接入后的“双高”特性和“双峰”特性考虑在内，一定程度上可以解决其导致的保护测距不准的问题。

本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1提供的基于模糊计算的输电线路故障定位方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

如图1所示，本发明实施例1提供了一种基于模糊计算的输电线路故障定位方法，包括以下过程：

步骤1：故障信息录入。

所述的故障信息录入，是用户指定故障发生的变电站、线路、线路CT变比以及此次故障反馈的故障电流。根据以上信息进行故障线路的拓扑信息与计算参数的采集，开始线路故障智能定位计算。

步骤2：获取线路拓扑信息。

采集故障线路的拓扑信息，所述的线路拓扑信息包括线路所在区域、线路所接变电站、变电站名称、变电站电压等级、线路名称、线路电压等级、线路CT变比和各线路拓扑的分段情况；根据指定变电站，定位变电站出线来进行线路故障计算，根据线路段信息中提取拓扑段的始端、终端然后分析并建立线路的拓扑结构。

步骤3：获取线路参数信息。

采集故障线路的计算参数信息，所述的线路参数信息包括故障线路所在变电站的母线短路阻抗、线路段的线路型号、线路长度、正序电抗标幺值、线路阻抗率信息，建立线路故障定位计算的数据模型信息。

步骤2和步骤3中的数据采集，可以依托现有电力系统网络的继电保护系统，通过建立一体化继电保护联网平台接口，实时获取故障线路的相关拓扑结构与计算参数信息；

步骤4：线路故障模糊计算。

通过变电站指定要进行计算的故障线路与反馈发生故障时的故障电流，对发生故障的线路进行线路拓扑分析，通过采集到的线路计算参数信息，套用计算公式进行故障点定位计算

具体计算流程如下：

步骤4.1：故障计算数据输入准备，通过步骤1录入故障基本信息如变电站名称、故障线路、线路CT变比以及此次故障的故障电流；通过步骤2与步骤3采集到故障线路拓扑结构与计算参数，作为整个线路故障智能计算过程的数据准备。

步骤4.2：计算故障短路容量，计算出系统当前运行方式下用户输入短路电流对应的短路容量S1，通过短路容量可以计算短路阻抗；

式中：U代表线路电压(对于35kV线路，U＝37kV；对于110kV线路，U＝115kV)；I代表用户输入的故障电流；CT代表用户输入的CT变比。

步骤4.3：计算短路阻抗，根据计算出来的短路容量，分别计算出在单相故障、两相故障和三相故障下的线路故障短路阻抗X1，利用短路阻抗与系统阻抗进行比较，可以确定故障大致范围。

单相故障下的线路故障阻抗：

两相故障下的线路故障阻抗：

三相故障下的线路故障阻抗：

步骤4.4：模糊故障定位计算，通过步骤2获取的线路拓扑信息，分析确定线路多条支线中的主线是哪一支，然后根据主线的短路阻抗和线路长度信息计算出主线的短路阻抗之和与线路长度之和，使用模糊故障计算公式最终确定故障发生的距离，并根据距离可以反向推导出故障可能发生的线路段。

模糊通用故障计算公式：

模糊单相故障公式：

模糊两相故障公式：

模糊三相故障公式：

本实施例所述方法的实施可以切实提高电网公司的生产、管理水平，使得继电保护和电网调度工作更加科学、合理，为各级供电企业减少事故、提高电网经济运行水平，提供了决策支持的依据。通过本方法不仅可以评估电网运行状态，而且可以快速定位电网故障点位置，以提高电网故障排除效率和恢复送电效率，从而提高供电可靠性和优化营商环境。显然，本方法的实施将产生显著的社会效益，也会带来非常大的间接经济效益。

实施例2：

本发明实施例2提供了一种基于模糊计算的输电线路故障定位系统，包括：

数据获取模块，被配置为：获取故障线路拓扑信息和故障线路参数信息；

拓扑计算模块，被配置为：根据获取的拓扑信息，确定多条线路中的主线，得到主线短路阻抗和主线全长，根据主线短路阻抗和主线全长得到线路单位长度阻抗；

短路容量计算模块，被配置为：根据录入的线路故障信息以及获取的故障线路参数信息，得到录入的短路电流对应的短路容量；

故障距离计算模块，被配置为：根据短路容量，分别得到在单相故障、两相故障和三相故障下的线路故障短路阻抗，结合线路单位长度阻抗，分别得到单相故障、两相故障和三相故障下的故障距离。

所述系统的工作方法与实施例1提供的基于模糊计算的输电线路故障定位方法相同，这里不再赘述。

实施例3：

本发明实施例3提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例1所述的基于模糊计算的输电线路故障定位方法中的步骤。

实施例4：

本发明实施例4提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明实施例1所述的基于模糊计算的输电线路故障定位方法中的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

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-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于模糊计算的输电线路故障定位方法，其特征在于：

包括以下过程：

获取故障线路拓扑信息和故障线路参数信息；

根据获取的拓扑信息，确定多条线路中的主线，得到主线短路阻抗和主线全长，通过计算主线短路阻抗与主线全长的比值得到线路单位长度阻抗；

根据录入的线路故障信息以及获取的故障线路参数信息，得到录入的短路电流对应的短路容量；

根据短路容量，分别得到在单相故障、两相故障和三相故障下的线路故障短路阻抗，结合线路单位长度阻抗，分别得到单相故障、两相故障和三相故障下的故障距离；

其中，所述录入的短路电流对应的短路容量为：1.732、线路电压、录入的故障电流和录入的CT变比四者的乘积再与1000的比值；所述故障距离为线路故障阻抗与线路单位长度阻抗的比值；所述单相故障下的线路故障距离为：

所述两相故障下的线路故障距离为：

所述三相故障下的线路故障距离为：

2.一种基于模糊计算的输电线路故障定位系统，其特征在于：

包括：

数据获取模块，被配置为：获取故障线路拓扑信息和故障线路参数信息；

拓扑计算模块，被配置为：根据获取的拓扑信息，确定多条线路中的主线，得到主线短路阻抗和主线全长，计算主线短路阻抗与主线全长的比值得到线路单位长度阻抗；

短路容量计算模块，被配置为：根据录入的线路故障信息以及获取的故障线路参数信息，得到录入的短路电流对应的短路容量；

故障距离计算模块，被配置为：根据短路容量，分别得到在单相故障、两相故障和三相故障下的线路故障短路阻抗，结合线路单位长度阻抗，分别得到单相故障、两相故障和三相故障下的故障距离；

其中，所述录入的短路电流对应的短路容量为：1.732、线路电压、录入的故障电流和录入的CT变比四者的乘积再与1000的比值；所述故障距离为线路故障阻抗与线路单位长度阻抗的比值；所述单相故障下的线路故障距离为：

所述两相故障下的线路故障距离为：

所述三相故障下的线路故障距离为：

3.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1所述的基于模糊计算的输电线路故障定位方法中的步骤。

4.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1所述的基于模糊计算的输电线路故障定位方法中的步骤。

Images