CN114252726A

CN114252726A - 一种配电系统的电压暂降源的定位方法、介质及系统

Info

Publication number: CN114252726A
Application number: CN202111327317.2A
Authority: CN
Inventors: 王钲涵; 何锴; 田勇杰; 王海民; 秦英; 张迪; 欧阳博研; 王昊波; 康增尚; 丁宁; 肖旭东; 赵文韬; 陈嘉岐; 柳旭升; 吴良方; 张丹杰; 张建军; 邓拓; 刘炜; 刘庆伟
Original assignee: Zhongwei Power Supply Company State Grid Ningxia Electric Power Co ltd
Current assignee: Zhongwei Power Supply Company State Grid Ningxia Electric Power Co ltd
Priority date: 2021-11-10
Filing date: 2021-11-10
Publication date: 2022-03-29
Anticipated expiration: 2041-11-10
Also published as: CN114252726B

Abstract

本发明公开一种配电系统的电压暂降源的定位方法、介质及系统。对于每一子系统，计算得到子系统的终端母线的电压跌落误差向量；从子系统的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线作为子系统的第一候选母线，得到第一候选向量；计算第一候选向量中第一候选母线的权重；选择最大权重对应的第一候选母线为第二候选母线；在第二候选母线所在的子系统中，将第二候选母线相连的线路均添加虚拟的母线，得到候选的子系统；计算得到候选的子系统的终端母线的电压跌落误差向量；若第二候选母线所在的子系统的数量为一个，则从对应的候选的子系统的终端母线的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线为电压暂降源。本发明得到良好的定位效果且更易实现。

Description

一种配电系统的电压暂降源的定位方法、介质及系统

技术领域

本发明涉及电压暂降技术领域，尤其涉及一种配电系统的电压暂降源的定位方法、介质及系统。

背景技术

在当前的电力系统中，电能质量方面的电压暂降问题逐渐凸显。电气与电子工程师学会(IEEE)将电压暂降定义为在系统供电电压有效值瞬间减小到额定值的10％～90％，其持续时间为10ms～1min。现代负荷对电压暂降更加敏感，电压暂降会对高新科技企业和许多工业用户造成巨大的经济损失。在此背景下，电压暂降源的定位识别作为抑制和缓解电压暂降的前提，研究具有重要的意义。

当前对于电压暂降源定位方法已有较多的研究中，存在着一些不足：所需安装的电压检测设备过多，增加成本；在存在分布式电源DG的场景下，并不适用；忽略了测量误差；一些方法采用了欠定方程组与复杂算法；需要负载数据。

因此，现有的电压暂降源的定位方法适用性较差、技术上不易实现。

发明内容

本发明实施例提供一种配电系统的电压暂降源的定位方法、介质及系统，以解决现有技术电压暂降源的定位方法适用性较差、技术上不易实现的问题。

第一方面，提供一种配电系统的电压暂降源的定位方法，所述配电系统包括至少一个子系统，所述定位方法包括：

对于每一子系统，计算得到该子系统的终端母线的电压跌落误差向量；

对于每一子系统，从该子系统的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线作为该子系统的第一候选母线，得到按照子系统的编号排序的第一候选母线组成的第一候选向量；

计算所述第一候选向量中每一第一候选母线的权重；

选择所述第一候选向量中最大权重对应的第一候选母线为第二候选母线；

在所述第二候选母线所在的子系统中，将所述第二候选母线相连的线路均添加至少一条虚拟的母线，得到候选的子系统；

计算得到所述候选的子系统的终端母线的电压跌落误差向量；

若所述第二候选母线所在的子系统的数量为一个，则从对应的一个所述候选的子系统的终端母线的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线为电压暂降源。

第二方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上述第一方面实施例所述的配电系统的电压暂降源的定位方法。

第三方面，提供一种配电系统的电压暂降源的定位系统，包括：如上述第二方面实施例所述的计算机可读存储介质。

这样，本发明实施例，只需在少数母线上检测故障前和故障期间的三电压以及阻抗矩阵，无需负载参数，通过求解确定的方程组来实现故障定位，更容易实现；不仅对故障电阻不敏感，而且适用于所有的故障类型；在存在分布式电源、线路测算误差、电压测量误差、高负载和不平衡的系统条件下，仍能得到良好的故障定位结果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1的配电系统的电压暂降源的定位方法的流程图；

图2是本发明实施例2的配电系统的电压暂降源的定位方法的流程图；

图3是本发明实施例3的配电系统的电压暂降源的定位方法的流程图

图4是一具有7节点的配电系统的拓扑结构示意图；

图5是图4所示的配电系统的三个子系统的拓扑结构示意图，其中，故障注入点在母线2～母线3段且靠近母线3；

图6是图5所示的子系统三简化后的拓扑结构示意图；

图7是图5所示的子系统一添加了虚拟的母线后的拓扑结构示意图；

图8是图4所示的配电系统的三个子系统的添加了虚拟的母线后的拓扑结构示意图，其中，故障注入点在母线2～母线3段且靠近母线2；

图9是图4所示的配电系统的三个子系统的添加了虚拟的母线后的拓扑结构示意图，其中，故障注入点在母线1～母线2段。

具体实施方式

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、完整地描述，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作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种配电系统的电压暂降源的定位方法、介质及系统。其中，配电系统包括至少一个子系统，可对每一子系统进行编号。所有子系统中只有一个子系统的终端母线安装同步电压测量装置，例如，电源管理单元(PMU)或数字继电器等，其余子系统的终端母线安装非同步电压测量装置，例如，智能电表(SM)，分别通过PMU和SM可采集子系统的终端母线的三相电压。变电站母线也安装同步电压测量装置，采集变电站母线的三相电压。如图4所示，为一具体的具有7节点的配电系统的拓扑结构示意图。该配电系统可划分为如图5所示的三个子系统。变电站母线1和子系统三的终端母线7连接PMU，子系统一的终端母线4和子系统二的终端母线6连接SM。

实施例1

本发明实施例1公开了一种配电系统的电压暂降源的定位方法。实施例1的方法针对故障电流注入点在一个子系统中，且该故障电流注入点靠近的母线存在于一个子系统中的情况。下面结合图4所示的配电系统对该方法进行描述。具体的，如图1所示，该方法包括如下的步骤：

步骤S101：对于每一子系统，计算得到该子系统的终端母线的电压跌落误差向量。

当母线2～母线3段发生故障时，所有子系统均受到故障的影响，如图5所示。尽管故障的母线2～母线3段不存在于子系统二和三中，故障电流仍会通过母线2这一节点流入子系统二和三中。即当一个子系统不包含故障部分时，最接近故障点的母线是故障电流注入的汇流母线(在有无分布式电源DG的场景下都适用)。因此，由于各子系统的终端母线的电压跌落与同一故障有关，可以通过子系统的电压跌落来计算故障电流。

具体的，终端母线的电压跌落误差向量的计算方法包括：

步骤一：对于每一子系统，计算得到终端母线的第一电压跌落向量。

具体的，步骤一包括如下的过程：

(1)对于每一子系统，获取终端母线在故障前的三相电压与故障期间的三相电压的最小值。

在如图4所示的一具体的配电系统中，子系统一和二通过终端母线4和6连接的SM获取上述的电压值，子系统三通过终端母线7连接的PMU获取上述的电压值。

(2)对于每一子系统，计算终端母线在故障前的三相电压与故障期间的三相电压的最小值的差，得到终端母线的第一电压跌落向量。

具体的，该步骤的计算式如下：

其中，

表示母线n的第一电压跌落向量，

和

表示子系统i的母线n在故障前的三相电压，

和

表示子系统i的母线n在故障期间的三相电压的最小值。

步骤二：对于每一子系统，依次假设故障电流注入该子系统的每一母线的故障情况，计算得到每种故障情况下该子系统的每一母线的第二电压跌落向量。

具体的，步骤二包括如下的过程：

(1)获取变电站母线在故障前的三相电压与故障期间的三相电压的最小值。

在如图4所示的一具体的配电系统中，变电站母线1连接的PMU获取上述的电压值，

(2)计算变电站母线在故障前的三相电压与故障期间的三相电压的最小值的差，得到变电站母线的第一电压跌落向量。

该计算式与前述的终端母线的计算式相同，在此不再赘述。

(3)对于终端具有同步电压测量装置的子系统，消除变电站母线和终端母线之间的母线，保留变电站母线和终端母线，得到简化子系统。

图5所示的子系统三的终端具有PMU，因此，如图6所示，为图5所示的子系统三按照上述处理得到的简化子系统的拓扑结构示意图。

(4)根据简化子系统的拓扑结构，将简化子系统的每一线路的三相阻抗建立第一阻抗矩阵。

通过拓扑结构建立阻抗矩阵是本领域技术人员公知的，其具体过程在此不再赘述。为了方便描述，假设图4所示的配电系统的所有的线路均采用相同的三相阻抗，记为Z，配电系统的变电站变压器的三相阻抗记为Z_T，则图6所示的子系统三的简化子系统的第一阻抗矩阵表示如下：

(5)按照简化子系统的变电站母线到终端母线的顺序排列，将简化子系统的变电站母线和终端母线的第一电压跌落向量组成简化子系统的电压跌落向量。

图6所示的子系统三的简化子系统的电压跌落向量表示如下：

其中，

表示变电站母线1的第一电压跌落向量，

表示终端母线7的第一电压跌落向量。

(6)计算第一阻抗矩阵的逆矩阵与简化子系统的电压跌落向量的乘积，得到简化子系统的电流向量。

具体的，针对图6所示的子系统三的简化子系统，其计算式如下：

其中，

表示简化子系统的电流向量。

(7)计算电流向量中的电流的和，得到故障电流向量。

其中，

表示故障电流向量，

和

表示电流向量中的电流。

有一个、两个或三个非零元素，分别对应于单相故障、两相故障或三相故障。

与没有分布式电源DG的情况相比，DG会改变故障前和故障期间的电压。但由于故障电流是基于电压跌落计算的，DG产生的影响已经包含在由PMU测量的故障前电压和故障期间电压中。因此，在有/无DG的场景下，图5所示的子系统形成过程是一样的，也就是即使连接了DG，也需要消除变电站与终端母线之间的所有母线。此外，因为故障电阻的影响也包含在故障时电压的测量中，本发明实施例的方法对故障电阻也不敏感。

(8)对于每一子系统，根据该子系统的拓扑结构，将该子系统的每一线路的三相阻抗建立第二阻抗矩阵。

通过拓扑结构建立阻抗矩阵是本领域技术人员公知的，其具体过程在此不再赘述。针对图5所示的三个子系统，各自的第二阻抗矩阵如下所示：

子系统一和子系统二均为：

子系统三为：

(9)对于每一子系统，依次假设故障电流注入点在该子系统的每一母线处的故障情况，按照该子系统的变电站母线到终端母线的顺序排列，得到该子系统的每种故障情况下的稀疏电流向量。

其中，稀疏电流向量中故障电流注入点对应的母线的稀疏电流为故障电流，其余母线的稀疏电流为0。

针对图5所示的子系统一，当故障电流注入点在母线1处时，对应的稀疏电流向量为：

当故障电流注入点在母线2处时，对应的稀疏电流向量为：

当故障电流注入点在母线3处时，对应的稀疏电流向量为：

当故障电流注入点在母线4处时，对应的稀疏电流向量为：

同理，针对图5所示的子系统二，当故障电流注入点分别在母线1、2、5、6处时，对应的稀疏电流向量分别为：

同理，针对图5所示的子系统三，当故障电流注入点分别在母线1、2、7处时，对应的稀疏电流向量分别为：

(10)对于每一子系统，计算该子系统的第二阻抗矩阵与该子系统的每种故障情况下的稀疏电流向量的乘积，得到每种故障情况下该子系统的每一母线的第二电压跌落向量。

每种故障情况下该子系统的每一母线的第二电压跌落向量用

表示，其表示子系统i中，当故障电流注入点为母线n时，母线m处的第二电压跌落向量。

以图5所示的各个子系统为例说明：

故障电流注入点在母线1时，子系统一的各母线的第二电压跌落向量为：

故障电流注入点在母线2时，子系统一的各母线的第二电压跌落向量为：

故障电流注入点在母线3时，子系统一的各母线的第二电压跌落向量为：

故障电流注入点在母线4时，子系统一的各母线的第二电压跌落向量为：

故障电流注入点在母线1时，子系统二的各母线的第二电压跌落向量为：

故障电流注入点在母线2时，子系统二的各母线的第二电压跌落向量为：

故障电流注入点在母线5时，子系统二的各母线的第二电压跌落向量为：

故障电流注入点在母线6时，子系统二的各母线的第二电压跌落向量为：

故障电流注入点在母线1时，子系统三的各母线的第二电压跌落向量为：

故障电流注入点在母线2时，子系统三的各母线的第二电压跌落向量为：

故障电流注入点在母线7时，子系统三的各母线的第二电压跌落向量为：

步骤三：对于每一子系统，计算该子系统的终端母线的第一电压跌落向量的模与第二电压跌落向量的模的差，得到终端母线的电压跌落误差向量。

针对图5所示的三个子系统，子系统一的终端母线4的电压跌落误差向量为：

子系统二的终端母线6的电压跌落误差向量为：

子系统三的终端母线7的电压跌落误差向量为：

步骤S102：对于每一子系统，从该子系统的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线作为该子系统的第一候选母线，得到按照子系统的编号排序的第一候选母线组成的第一候选向量。

第一候选向量用X表示，具体如下：X＝[x₁ x₂ … x_i … x_S-1 x_S]。其中，x_i表示子系统i的第一候选母线，子系统的数量一共为S个。最小误差对应的母线被认为是更接近故障的母线。

如图5所示，当母线2～母线3段发生故障，由每个子系统的最小误差可以得到更接近故障的母线。故障实际上发生在距离母线3较近的地方。因此，通过该步骤，母线3被选为子系统一的第一候选母线。从图4中还可以看出，子系统二和子系统三中不存在发生故障的母线2～母线3段。如前所述，当一个子系统不包含故障部分时，故障电流会注入到其最接近故障所连接的母线上，并且最小误差将与该母线相关联。在这种情况下，母线2被选为子系统二和子系统三中的第一候选母线。因此，当故障发生在母线2～母线3段，更接近母线3时，会通过本步骤得到第一候选向量X结果为：X＝[3 2 2]。

在故障恰好发生在母线2～母线3段中间的特殊情况下，子系统一的最小误差将是母线2和母线3，即对于子系统一，会得到母线2和母线3的误差均最小。在这种情况下，任一母线都可以作为第一候选母线，因为它们都与故障母线2～母线3段相连。因此，当该子系统的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线有两个时，可选择其中任一个母线作为该子系统的第一候选母线。

步骤S103：计算第一候选向量中每一第一候选母线的权重。

具体的，对于第一候选母线的权重，其计算方法包括：

(1)统计一个候选向量中每一候选母线存在于子系统的次数，得到对应候选向量的第一次数向量。

第一次数向量Y通过下式表述：

Y＝[y₁ y₂ … y_i … y_S-1 y_S]。

第一次数向量Y中的元素y_i表示候选向量X的候选母线x_i存在于多少个子系统中。

针对图4所示的配电系统，作为第一候选母线的母线3只存在于子系统一中，则y₁＝1，作为第一候选母线的母线2存在于子系统一、二和三中，则y₂＝y₃＝3，得到Y＝[1 3 3]。

(2)统计一个候选向量中每一候选母线出现的次数，得到对应候选向量的第二次数向量。

第二次数向量J通过下式表述：

J＝[j₁ j₂ … j_i … j_S-1 j_S]。

第二次数向量J中的元素j_i表示母线x_i被选为候选向量X的候选母线的次数。

针对图4所示的配电系统，母线3只在子系统一中被选为第一候选母线，则j₁＝1，母线2在子系统二和子系统三中被选为第一候选母线，则j₂＝j₃＝2，得到J＝[1 2 2]。

(3)计算一个候选向量中每一候选母线的第一次数向量的次数与第二次数向量的次数的商，得到每一候选母线的权重。

候选母线的权重的计算式如下：

其中，w_i表示母线x_i的权重，0<w_i≤1。

针对图4所示的配电系统，

步骤S104：选择第一候选向量中最大权重对应的第一候选母线为第二候选母线。

理想情况下，应该在所有子系统中选择最接近故障的母线作为候选母线，最大的权重对应的第一候选母线为最接近故障的第二候选母线。应当理解的是，当有两个第一候选母线的权重都最大时，选择其中任意一个第一候选母线作为第二候选母线即可。

针对图4所示的配电系统，母线3的权重最大，故母线3是距离故障最近的第二候选母线。

步骤S105：在第二候选母线所在的子系统中，将第二候选母线相连的线路均添加至少一条虚拟的母线，得到候选的子系统。

识别出离故障最近的第二候选母线后，就可以定位故障段以及故障点。应当理解的是，在考虑定位误差的基础上，为了减少选择同一线路上不同母线为故障点的可能性，添加虚拟的母线后，子系统中的相邻母线之间的距离不小于距离阈值。该距离阈值可根据实际情况选择。一般的，该距离阈值为相邻母线所在线路的距离的10％。

针对图4所示的配电系统，第二候选母线为母线3，因此，将虚拟的母线添加到与母线3相连的所有线路。由于母线3只存在于子系统一中，所以这样的过程只应用于子系统一。添加虚拟的母线后的子系统一的拓扑结构示意图如图7所示。

步骤S106：计算得到候选的子系统的终端母线的电压跌落误差向量。

该步骤的电压跌落误差向量的计算方法与步骤S1相同，在此不再赘述。应当理解的是，该步骤的计算中，添加的虚拟的母线改变了子系统的拓扑结构，因此，相应的子系统的第二阻抗矩阵为添加虚拟的母线后的拓扑结构的阻抗矩阵。

步骤S107：若第二候选母线所在的子系统的数量为一个，则从对应的一个候选的子系统的终端母线的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线为电压暂降源。

针对图7所示的子系统一，最终计算的最小误差对应的母线为虚拟的母线d₂₃，因此，该处为电压暂降源，即故障发生的位置。

无论配电系统大小，本发明实施例1通过两次同步电压测量和S-1(S为子系统数量)次非同步电压测量，即可通过求解确定的方程组，找到最小误差对应的母线来实现故障定位。

实施例2

本发明实施例2公开了一种配电系统的电压暂降源的定位方法。实施例2的方法针对故障电流注入点在一个子系统中，但是该故障电流注入点靠近的母线存在于多个子系统中的情况。下面结合图4所示的配电系统对该方法进行描述。具体的，如图2所示，该方法包括如下的步骤：

步骤S201：对于每一子系统，计算得到该子系统的终端母线的电压跌落误差向量。

步骤S202：对于每一子系统，从该子系统的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线作为该子系统的第一候选母线，得到按照子系统的编号排序的第一候选母线组成的第一候选向量。

步骤S203：计算第一候选向量中每一第一候选母线的权重。

步骤S204：选择第一候选向量中最大权重对应的第一候选母线为第二候选母线。

步骤S205：在第二候选母线所在的子系统中，将第二候选母线相连的线路均添加至少一条虚拟的母线，得到候选的子系统。

针对图4所示的配电系统，其中的汇流母线2，出现在多个子系统中。如图8所示，故障发生在母线2～母线3段且距离汇流母线2较近的位置。汇流母线2将在第一候选向量中出现不止一次。如果汇流母线2是最接近故障的母线，其权重最大，则步骤S205会在所有包含汇流母线2的子系统中添加虚拟的母线，如图8所示。此外，由于汇流母线2被确定为最接近故障的母线，故障可能恰好发生在汇流母线2或连接到汇流母线2的任何部分。因此，虚拟的母线也必须添加于连接到汇流母线2的所有线路中。

步骤S206：计算得到候选的子系统的终端母线的电压跌落误差向量。

步骤S201～S206与实施例1的步骤S101～S106相同，在此不再赘述。

步骤S207：若第二候选母线所在的子系统的数量为至少两个，则对于每一候选的子系统，从该候选的子系统的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线作为该候选的子系统的第三候选母线，得到按照候选的子系统的编号排序的第三候选母线组成的第二候选向量。

针对图8所示的添加了虚拟的母线后的三个候选的子系统，第二候选向量表示为：X＝[a₂₃ 2 2]，即在候选的子系统一中选择虚拟母线a₂₃作为第三候选母线，在候选的子系统二和三中选择母线2作为第三候选母线。

步骤S208：计算第二候选向量中每一第三候选母线的权重。

该第三候选母线的权重的计算方法与实施例1的步骤S103的方法相同，在此不再赘述。应当理解的是，此时的候选向量为第二候选向量，子系统是候选的子系统。

步骤S209：若第二候选向量中最大权重对应的第三候选母线的数量为一个，则选择第二候选向量中最大权重对应的一个第三候选母线为电压暂降源。

针对图8所示的添加了虚拟的母线后的候选的子系统，最终计算的第二候选向量中最大权重对应的第三候选母线为虚拟的母线a₂₃，因此，该处为电压暂降源，即故障发生的位置。

无论配电系统大小，本发明实施例2通过两次同步电压测量和S-1(S为子系统数量)次非同步电压测量，即可通过求解确定的方程组，找到最大权重对应的母线来实现故障定位。

实施例3

本发明实施例3公开了一种配电系统的电压暂降源的定位方法。实施例3的方法针对故障电流注入点在至少两个子系统中的情况。下面结合图4所示的配电系统对该方法进行描述。具体的，如图3所示，该方法包括如下的步骤：

步骤S301：对于每一子系统，计算得到该子系统的终端母线的电压跌落误差向量。

步骤S302：对于每一子系统，从该子系统的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线作为该子系统的第一候选母线，得到按照子系统的编号排序的第一候选母线组成的第一候选向量。

步骤S303：计算第一候选向量中每一第一候选母线的权重。

步骤S304：选择第一候选向量中最大权重对应的第一候选母线为第二候选母线。

步骤S305：在第二候选母线所在的子系统中，将第二候选母线相连的线路均添加至少一条虚拟的母线，得到候选的子系统。

步骤S306：计算得到候选的子系统的终端母线的电压跌落误差向量。

步骤S307：若第二候选母线所在的子系统的数量为至少两个，则对于每一候选的子系统，从该候选的子系统的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线作为该候选的子系统的第三候选母线，得到按照候选的子系统的编号排序的第三候选母线组成的第二候选向量。

步骤S308：计算第二候选向量中每一第三候选母线的权重。

步骤S301～S308与实施例2的步骤S201～S208相同，在此不再赘述。

步骤S309：若第二候选向量中最大权重对应的第三候选母线的数量为至少两个，则从中选择终端母线在故障前的三相电压最高的子系统中的一个第三候选母线为电压暂降源。

如图9所示，当母线1～母线2段中的虚拟的母线a₁₂处发生故障时，理想情况下，应在其所在的所有子系统中选择故障的母线a₁₂作为第三候选母线。但是，如图9所示，相邻的母线如母线1和虚拟的母线b₁₂也可能被选为第三候选母线。因此，第二候选向量X将由母线1、母线a₁₂和母线b₁₂组成，第二候选向量中作为第三候选母线的母线1、母线a₁₂和母线b₁₂的权重相同，相当于识别出了三个不同的故障位置。这种情况可能是由于相邻的母线之间的距离很近导致的。此时，通过步骤S309，可以通过检测各子系统的终端母线在故障前的三相电压，选择电压最高的子系统中对应的第三候选母线作为故障点，从而最终得到母线a₁₂处为电压暂降源，即故障发生的位置。

无论配电系统大小，本发明实施例3通过两次同步电压测量和S-1(S为子系统数量)次非同步电压测量，即可通过求解确定的方程组，找到最大权重对应的位于终端母线在故障前的三相电压最高的子系统中的母线来实现故障定位。

实施例4

本发明实施例4公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如上述实施例所述的配电系统的电压暂降源的定位方法。

实施例5

本发明实施例5公开了一种配电系统的电压暂降源的定位系统，包括：如上述实施例所述的计算机可读存储介质。

综上，本发明实施例，只需在少数母线上检测故障前和故障期间的三电压以及阻抗矩阵，无需负载参数，通过求解确定的方程组来实现故障定位，更容易实现；不仅对故障电阻不敏感，而且适用于所有的故障类型；在存在分布式电源、线路测算误差、电压测量误差、高负载和不平衡的系统条件下，仍能得到良好的故障定位结果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种配电系统的电压暂降源的定位方法，其特征在于，所述配电系统包括至少一个子系统，所述定位方法包括：

计算所述第一候选向量中每一第一候选母线的权重；

2.根据权利要求1所述的配电系统的电压暂降源的定位方法，其特征在于，所述计算得到所述候选的子系统的终端母线的电压跌落误差向量的步骤之后，所述方法还包括：

若所述第二候选母线所在的子系统的数量为至少两个，则对于每一所述候选的子系统，从该候选的子系统的电压跌落误差向量中获取最小误差对应的母线作为该候选的子系统的第三候选母线，得到按照候选的子系统的编号排序的第三候选母线组成的第二候选向量；

计算第二候选向量中每一第三候选母线的权重；

若所述第二候选向量中最大权重对应的第三候选母线的数量为一个，则选择所述第二候选向量中最大权重对应的一个第三候选母线为电压暂降源。

3.根据权利要求2所述的配电系统的电压暂降源的定位方法，其特征在于，所述计算第二候选向量中每一第三候选母线的权重的步骤之后，所述方法还包括：

若所述第二候选向量中最大权重对应的第三候选母线的数量为至少两个，则从中选择终端母线在故障前的三相电压最高的子系统中的一个第三候选母线为电压暂降源。

4.根据权利要求1所述的配电系统的电压暂降源的定位方法，其特征在于，对于所述子系统和所述候选的子系统，所述电压跌落误差向量的计算方法包括：

对于每一子系统，计算得到终端母线的第一电压跌落向量；

对于每一子系统，依次假设故障电流注入该子系统的每一母线的故障情况，计算得到每种故障情况下该子系统的每一母线的第二电压跌落向量；

对于每一子系统，计算该子系统的终端母线的第一电压跌落向量的模与第二电压跌落向量的模的差，得到终端母线的电压跌落误差向量。

5.根据权利要求4所述的配电系统的电压暂降源的定位方法，其特征在于，所述计算得到终端母线的第一电压跌落向量的步骤，包括：

对于每一子系统，获取终端母线在故障前的三相电压与故障期间的三相电压的最小值；

对于每一子系统，计算终端母线在故障前的三相电压与故障期间的三相电压的最小值的差，得到终端母线的第一电压跌落向量。

6.根据权利要求4所述的配电系统的电压暂降源的定位方法，其特征在于，所述计算得到每种故障情况下该子系统的每一母线的第二电压跌落向量的步骤，包括：

获取变电站母线在故障前的三相电压与故障期间的三相电压的最小值；

计算变电站母线在故障前的三相电压与故障期间的三相电压的最小值的差，得到变电站母线的第一电压跌落向量；

对于终端母线安装同步电压测量装置的子系统，消除变电站母线和终端母线之间的母线，保留变电站母线和终端母线，得到简化子系统，其中，所有子系统中只有一个子系统的终端母线安装同步电压测量装置，其余子系统的终端母线安装非同步电压测量装置，变电站母线安装同步电压测量装置；

根据所述简化子系统的拓扑结构，将所述简化子系统的每一线路的三相阻抗建立第一阻抗矩阵；

按照所述简化子系统的变电站母线到终端母线的顺序排列，将所述简化子系统的变电站母线和终端母线的第一电压跌落向量组成所述简化子系统的电压跌落向量；

计算所述第一阻抗矩阵的逆矩阵与所述简化子系统的电压跌落向量的乘积，得到所述简化子系统的电流向量；

计算所述电流向量中的电流的和，得到故障电流向量；

对于每一子系统，根据该子系统的拓扑结构，将该子系统的每一线路的三相阻抗建立第二阻抗矩阵；

对于每一子系统，依次假设故障电流注入点在该子系统的每一母线处的故障情况，按照该子系统的变电站母线到终端母线的顺序排列，得到该子系统的每种故障情况下的稀疏电流向量，其中，所述稀疏电流向量中所述故障电流注入点对应的母线的稀疏电流为所述故障电流，其余母线的稀疏电流为0；

对于每一子系统，计算该子系统的所述第二阻抗矩阵与该子系统的每种故障情况下的所述稀疏电流向量的乘积，得到每种故障情况下该子系统的每一母线的第二电压跌落向量。

7.根据权利要求2所述的配电系统的电压暂降源的定位方法，其特征在于，对于所述第一候选向量的第一候选母线或所述第二候选向量的第三候选母线，候选母线的权重的计算方法包括：

统计一个候选向量中每一所述候选母线存在于子系统的次数，得到对应候选向量的第一次数向量；

统计一个候选向量中每一所述候选母线出现的次数，得到对应候选向量的第二次数向量；

计算一个候选向量中每一所述候选母线的所述第一次数向量的次数与所述第二次数向量的次数的商，得到每一所述候选母线的权重。

8.根据权利要求1所述的配电系统的电压暂降源的定位方法，其特征在于：添加所述虚拟的母线后，子系统中的相邻母线之间的距离不小于距离阈值。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序指令；所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1～8中任一项所述的配电系统的电压暂降源的定位方法。

10.一种配电系统的电压暂降源的定位系统，其特征在于，包括：如权利要求9所述的计算机可读存储介质。