CN115113000A

CN115113000A - 低压配电线路的故障定位方法及装置

Info

Publication number: CN115113000A
Application number: CN202210790882.0A
Authority: CN
Inventors: 钟荣富; 戴喜良; 施星宇; 任申
Original assignee: Guangdong Power Grid Co Ltd; Dongguan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Current assignee: Guangdong Power Grid Co Ltd; Dongguan Power Supply Bureau of Guangdong Power Grid Co Ltd
Priority date: 2022-07-05
Filing date: 2022-07-05
Publication date: 2022-09-27

Abstract

本发明公开了一种低压配电线路的故障定位方法及装置。低压配电线路的故障定位方法包括：向低压配电线路注入预设频率的交流电流信号，低压配电线路为单相低压配电线路；根据低压配电线路的电压值和电流值，构造低压配电线路由单相低压配电线路转换为n相低压配电线路之后的零序电压的计算模型和零序电流的计算模型；其中，n为大于或等于2的正整数；根据零序电压的计算模型、零序电流的计算模型和低压配电线路的预设参数，建立低压配电线路的故障定位函数；基于故障定位函数，确定低压配电线路中的故障位置。本发明的技术方案，实现了低压配电线路的故障定位，并有助于提升低压配电线路故障定位的准确度。

Description

低压配电线路的故障定位方法及装置

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及一种低压配电线路的故障定位方法及装置。

背景技术

随着现代社会经济的快速发展，各种各样的家用电器设备走进千家万户，使得室内低压配电线路上的功率也与日俱增，线路负荷越来越高，大功率家用电器长时间运行，容易导致低压配电线路上产生更多的热量，加速绝缘层材料的老化，造成短路或者线路脱落，很容易发生线路故障。

目前，现有技术难以对低压配电线路中的故障点进行准确定位，导致无法及时更换老化线路，这样会烧坏低压配电线路的导线绝缘层，从而引发室内电气火灾，危害居民的生命财产安全。

发明内容

本发明提供了一种低压配电线路的故障定位方法及装置，以实现低压配电线路的故障定位，提升低压配电线路故障定位的准确度。

根据本发明的一方面，提供了一种低压配电线路的故障定位方法，包括：

向低压配电线路注入预设频率的交流电流信号，所述低压配电线路为单相低压配电线路；

根据所述低压配电线路的电压值和电流值，构造所述低压配电线路由单相低压配电线路转换为n相低压配电线路之后的零序电压的计算模型和零序电流的计算模型；其中，n为大于或等于2的正整数；

根据所述零序电压的计算模型、所述零序电流的计算模型和所述低压配电线路的预设参数，建立所述低压配电线路的故障定位函数；

基于所述故障定位函数，确定所述低压配电线路中的故障位置。

可选地，所述低压配电线路与电压互感器的二次侧并联；向低压配电线路注入预设频率的交流电流信号，包括：

向所述电压互感器的一次侧注入预设频率的交流电流信号，以在所述电压互感器的二次侧得到感应电压，并在所述低压配电线路中产生感应电流。

可选地，所述n相低压配电线路包括三相低压配电线路；根据所述低压配电线路的电压值和电流值，构造所述低压配电线路由单相低压配电线路转换为n相低压配电线路之后的零序电压的计算模型和零序电流的计算模型，包括：

根据所述低压配电线路的电压瞬时值，确定所述低压配电线路由单相低压配电线路转换为三相低压配电线路之后的三相电压瞬时值；

根据所述低压配电线路的电流瞬时值，确定所述低压配电线路由单相低压配电线路转换为三相低压配电线路之后的三相电流瞬时值；

根据所述三相电压瞬时值，构造所述低压配电线路的零序电压的计算模型；

根据所述三相电流瞬时值，构造所述低压配电线路的零序电流的计算模型。

可选地，所述三相电压瞬时值表示为：

其中，U_S为所述低压配电线路的电压瞬时值，u_a为a相电压瞬时值，u_b为b相电压瞬时值，u_c为c相电压瞬时值，t为时间；

所述三相电流瞬时值表示为：

其中，I_S为所述低压配电线路的电流瞬时值，i_a为a相电流瞬时值，i_b为b相电流瞬时值，i_c为c相电流瞬时值；

所述零序电压的计算模型表示为：

其中，u₀为所述零序电压；

所述零序电流的计算模型表示为：

其中，i₀为所述零序电流。

可选地，根据所述零序电压的计算模型、所述零序电流的计算模型和所述低压配电线路的预设参数，建立所述低压配电线路的故障定位函数，包括：

根据所述零序电压的计算模型、所述零序电流的计算模型和所述低压配电线路的预设参数，计算由所述低压配电线路的始端推算至所述低压配电线路中的设定位置处的第一零序电压，以及由所述低压配电线路的末端推算至所述设定位置处的第二零序电压；

根据所述第一零序电压和所述第二零序电压，建立所述低压配电线路的故障定位函数。

可选地，所述预设参数包括所述低压配电线路的长度、特征阻抗和传播常数；

根据所述零序电压的计算模型、所述零序电流的计算模型和所述低压配电线路的预设参数，计算由所述低压配电线路的始端推算至所述低压配电线路中的设定位置处的第一零序电压，以及由所述低压配电线路的末端推算至所述设定位置处的第二零序电压，包括：

根据所述零序电压的计算模型，计算所述低压配电线路的始端的零序电压和所述低压配电线路的末端的零序电压；

根据所述零序电流的计算模型，计算所述低压配电线路的始端的零序电流和所述低压配电线路的末端的零序电流；

根据所述低压配电线路的始端的零序电压、所述低压配电线路的始端的零序电流、所述传播常数和所述特征阻抗，计算由所述低压配电线路的始端推算至所述低压配电线路中的设定位置处的第一零序电压；

根据所述低压配电线路的末端的零序电压、所述低压配电线路的末端的零序电流、所述低压配电线路的长度、所述传播常数、所述特征阻抗，计算由所述低压配电线路的末端推算至所述设定位置处的第二零序电压。

可选地，所述第一零序电压表示为：

其中，

为所述第一零序电压，x为所述设定位置，

为所述低压配电线路的始端的零序电压，

为所述低压配电线路的始端的零序电流，Z_c为所述特征阻抗，γ为所述传播常数；

所述第二零序电压表示为：

其中，

为所述第二零序电压，

为所述低压配电线路的末端的零序电压，

为所述低压配电线路的末端的零序电流，L为所述低压配电线路的长度；

所述故障定位函数表示为：

其中，y(x)表示所述故障定位函数。

可选地，所述故障定位函数为关于所述低压配电线路中的设定位置的函数；

基于所述故障定位函数，确定所述低压配电线路中的故障位置，包括：

基于不同时刻下的所述故障定位函数，建立故障定位函数矩阵；

采用预设方法对所述故障定位函数矩阵等于零的等式进行求解，以得到所述设定位置的解并根据其确定所述低压配电线路中的故障位置；

其中，所述故障定位函数矩阵表示为：

其中，Y表示所述故障定位函数矩阵，y_ti(x)为第i时刻的所述故障定位函数，1≤i≤n。

可选地，采用预设方法对所述故障定位函数矩阵等于零的等式进行求解，包括：

计算所述故障定位函数矩阵等于零的等式的最小二乘解，并采用预设粒子群算法在所述低压配电线路中的预设故障区段中搜索所述设定位置的解。

根据本发明的另一方面，提供了一种低压配电线路的故障定位装置，包括：

信号注入模块，用于向低压配电线路注入预设频率的交流电流信号，所述低压配电线路为单相低压配电线路；

计算模型构造模块，用于根据所述低压配电线路的电压值和电流值，构造所述低压配电线路由单相低压配电线路转换为n相低压配电线路之后的零序电压的计算模型和零序电流的计算模型；其中，n为大于或等于2的正整数；

故障定位函数建立模块，用于根据所述零序电压的计算模型、所述零序电流的计算模型和所述低压配电线路的预设参数，建立所述低压配电线路的故障定位函数；

故障位置确定模块，用于基于所述故障定位函数，确定所述低压配电线路中的故障位置。

根据本发明的另一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例所述的低压配电线路的故障定位方法。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本发明任一实施例所述的低压配电线路的故障定位方法。

本发明提供的低压配电线路的故障定位方法、装置、电子设备、计算机程序及存储介质，将低压配电线路由单相低压配电线路转换为与之相对应的n相低压配电线路，从而构造相应的零序电压计算模型和零序电流计算模型，通过向低压配电线路注入预设频率的交流电流信号来筛选故障线路，并根据零序电压的计算模型、零序电流的计算模型和低压配电线路的预设参数，建立低压配电线路的故障定位函数，从而基于故障定位函数，确定低压配电线路中的故障位置，实现了低压配电线路的故障定位，有助于提升低压配电线路故障定位的准确度，从而有利于故障线路的及时更换，以防止电气火灾的发生，提升低压配电线路的安全性。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面将对实施例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是本发明提供的一种低压配电线路的故障定位方法的流程示意图；

图2是本发明提供的一种低压配电线路电缆的等效电路结构示意图；

图3是本发明提供的一种低压配电线路的信号注入原理示意图；

图4是本发明提供的另一种低压配电线路的故障定位方法的流程示意图；

图5是本发明提供的另一种低压配电线路的故障定位方法的流程示意图；

图6是本发明提供的一种低压配电线路的故障定位装置的结构示意图；

图7是本发明提供的一种电子设置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

实施例一

图1是本发明提供的一种低压配电线路的故障定位方法的流程示意图，本实施例可适用于对单相低压配电线路中的故障位置进行定位的情况，该方法可以由低压配电线路的故障定位装置来执行，该低压配电线路的故障定位装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该低压配电线路的故障定位装置可配置于电子设备中，例如服务器或终端设备，典型的终端设备包括移动终端，具体包括手机、电脑或平板电脑等。参见图1，本发明提供的低压配电线路的故障定位方法具体可以包括如下步骤：

S110、向低压配电线路注入预设频率的交流电流信号，低压配电线路为单相低压配电线路。

具体地，低压配电线路具体可以是室内低压配电线路。预设频率的交流电流信号可以是一个频率较高的交流电流信号，预设频率可以是工频50Hz的不同整数倍频率之间的频率，例如预设频率为200Hz至250Hz之间的频率，如220Hz。预设频率的交流电流信号的电流大小可以根据需求进行设置，例如交流电流信号的电流大小可以是150mA。通过向低压配电线路注入频率为220Hz，电流大小为150mA的交流电流信号，有助于防止外界电磁场干扰，从而保持交流电流信号的电流为150mA。

可选地，低压配电线路与电压互感器的二次侧并联。相应地，向低压配电线路注入预设频率的交流电流信号具体可以包括：向电压互感器的一次侧注入预设频率的交流电流信号，以在电压互感器的二次侧得到感应电压，并在低压配电线路中产生感应电流。

图2是本发明提供的一种低压配电线路电缆的等效电路结构示意图，该低压配电线路电缆具体为单相低压配电线路中的电缆。参见图2，该低压配电线路电缆的等效电路中包括第一等效阻抗Z01、第二等效阻抗Z02、第三等效阻抗Z03、第一等效电感L01、第二等效电感L02以及相互并联的第一等效电阻R01和第一等效电容C01。

图3是本发明提供的一种低压配电线路的信号注入原理示意图。示例性地，参见图3，L1为电压互感器的一次侧绕组，L2为电压互感器的二次侧绕组，G为低压配电线路电缆的主绝缘等效电导，C为低压配电线路电缆的主绝缘等效电容。可以向电压互感器的一次侧注入预设频率的交流电流信号I，这样能够在电压互感器的二次侧产生感应电压，并产生感应电流I’。感应电流I’不在负荷和电源之间流通，叠加后的信号全部由低压配电线路电缆线芯经过电缆绝缘、铜屏蔽层，通过接地线形成完整的回路。此时电压互感器、故障相故障线路和接地点之间形成低电阻回路，从而使注入至低压配电线路中的电流流经该低电阻回路经接地点入地。

感应电流I’在低压配电线路中的流通有如下特点：感应电流I’仅在故障线路的故障相中流通，且感应电流I’在故障相经接地故障点返回到电压互感器一次侧的中性点接地。因此在单相低压配电线路发生接地故障时，感应电流I’仅在接地线路中流通，非接地线路中没有感应电流I’。这样，只要检测出各出线中有无感应电流I’，就可以方便地找出故障线路，从而进行故障定位。

S120、根据低压配电线路的电压值和电流值，构造低压配电线路由单相低压配电线路转换为n相低压配电线路之后的零序电压的计算模型和零序电流的计算模型。

其中，n为大于或等于2的正整数。

由于低压配电线路为单相低压配电线路，若能根据单相低压配电线路的电压值和电流值构造出与该单相低压配电线路相应的两相低压配电线路或三相低压配电线路，则可以构造出相应的零序电流和零序电压，从而结合注入交流电流信号的方式来确定对低压配电线路中的故障位置进行定位。示例性地，在n＝3时，可以将单相低压配电线路转换为相应的三相低压配电线路，在三相三线制负载平衡的三相电路中，各相电压波形相同，相位各相差120°，各相电流的波形同样相同，且相位各差120°。通过对单相低压配电线路的电压瞬时值和电流瞬时值进行分解，可以得到三相低压配电线路的三相电压瞬时值和三相电流瞬时值，从而得到单相低压配电线路转换为三相低压配电线路之后的零序电压的计算模型和零序电流的计算模型。

S130、根据零序电压的计算模型、零序电流的计算模型和低压配电线路的预设参数，建立低压配电线路的故障定位函数。

示例性地，根据零序电压的计算模型和零序电流的计算模型，可以计算出低压配电线路始端和末端的零序电压，以及低压配电线路始端和末端的零序电流，从而根据低压配电线路的始端和末端的零序电压、低压配电线路的始端和末端的零序电流以及低压配电线路的预设参数，确定由低压配电线路的始端推算至低压配电线路中的设定位置处的零序电压，以及由低压配电线路的末端推算至低压配电线路中的设定位置处的零序电压，设定位置可以是低压配电线路中的任意位置。根据由低压配电线路的始端推算至低压配电线路中的设定位置处的零序电压，以及由低压配电线路的末端推算至低压配电线路中的设定位置处的零序电压，可以建立低压配电线路的故障定位函数。

S140、基于故障定位函数，确定低压配电线路中的故障位置。

由于低压配电线路的故障定位函数与由低压配电线路的始端推算至低压配电线路中的设定位置处的零序电压，以及由低压配电线路的末端推算至低压配电线路中的设定位置处的零序电压均相关，该故障定位函数中所包括的设定位置为未知量，并且，对于低压配电线路中的任意故障位置，由低压配电线路的始端推算至某一故障位置处的零序电压，与由低压配电线路的末端推算至该故障位置处的零序电压相等，因此可基于此对故障定位函数进行求解，得到满足由低压配电线路的始端推算至设定位置处的零序电压，与由低压配电线路的末端推算至设定位置处的零序电压相等这一条件的设定位置的解，并据此确定低压配电线路中的故障位置，从而实现低压配电线路的故障定位。

本发明的技术方案，将低压配电线路由单相低压配电线路转换为与之相对应的n相低压配电线路，从而构造相应的零序电压计算模型和零序电流计算模型，通过向低压配电线路注入预设频率的交流电流信号来筛选故障线路，并根据零序电压的计算模型、零序电流的计算模型和低压配电线路的预设参数，建立低压配电线路的故障定位函数，从而基于故障定位函数，确定低压配电线路中的故障位置，实现了低压配电线路的故障定位，有助于提升低压配电线路故障定位的准确度，从而有利于故障线路的及时更换，以防止电气火灾的发生，提升低压配电线路的安全性。

实施例二

图4是本发明提供的另一种低压配电线路的故障定位方法的流程示意图。在上述实施例的基础上，本实施例对于低压配电线路的故障定位方法进行了进一步优化。参见图4，该低压配电线路的故障定位方法具体包括如下步骤：

S210、向电压互感器的一次侧注入预设频率的交流电流信号，以在电压互感器的二次侧得到感应电压，并在低压配电线路中产生感应电流。

其中，低压配电线路为单相低压配电线路。

可选地，n相低压配电线路包括三相低压配电线路。相应地，步骤S210之后还包括：

S220、根据低压配电线路的电压瞬时值，确定低压配电线路由单相低压配电线路转换为三相低压配电线路之后的三相电压瞬时值，并根据低压配电线路的电流瞬时值，确定低压配电线路由单相低压配电线路转换为三相低压配电线路之后的三相电流瞬时值。

具体地，三相电压瞬时值可以表示为：

其中，U_S为低压配电线路的电压瞬时值，u_a为a相电压瞬时值，u_b为b相电压瞬时值，u_c为c相电压瞬时值，t为时间。

三相电流瞬时值可以表示为：

其中，I_S为低压配电线路的电流瞬时值，i_a为a相电流瞬时值，i_b为b相电流瞬时值，i_c为c相电流瞬时值。

S230、根据三相电压瞬时值，构造低压配电线路的零序电压的计算模型，并根据三相电流瞬时值，构造低压配电线路的零序电流的计算模型。

具体地，零序电压的计算模型表示为：

其中，u₀为零序电压，u_a、u_b、u_c中所含三的倍数次谐波其幅值、相位均相同。

零序电流的计算模型表示为：

其中，i₀为零序电流，i_a、i_b、i_c中所含三的倍数次谐波其幅值、相位均相同。

由此，可以得到单相低压配电线路故障后构造的零序电压计算模型和零序电流计算模型。

S240、根据零序电压的计算模型、零序电流的计算模型和低压配电线路的预设参数，计算由低压配电线路的始端推算至低压配电线路中的设定位置处的第一零序电压，以及由低压配电线路的末端推算至设定位置处的第二零序电压。

可选地，低压配电线路的预设参数可以包括低压配电线路的长度、特征阻抗和传播常数。其中，低压配电线路的特征阻抗和传播常数，具体可以是低压配电线路的零序等值线路的特征阻抗和传播常数。

相应地，根据零序电压的计算模型、零序电流的计算模型和低压配电线路的预设参数，计算由低压配电线路的始端推算至低压配电线路中的设定位置处的第一零序电压，以及由低压配电线路的末端推算至设定位置处的第二零序电压，具体包括：

根据零序电压的计算模型，计算低压配电线路的始端的零序电压和低压配电线路的末端的零序电压；根据零序电流的计算模型，计算低压配电线路的始端的零序电流和低压配电线路的末端的零序电流；根据低压配电线路的始端的零序电压、低压配电线路的始端的零序电流、传播常数和特征阻抗，计算由低压配电线路的始端推算至低压配电线路中的设定位置处的第一零序电压；根据低压配电线路的末端的零序电压、低压配电线路的末端的零序电流、低压配电线路的长度、传播常数、特征阻抗，计算由低压配电线路的末端推算至设定位置处的第二零序电压。

具体地，根据上述实施例中的零序电压u₀的计算模型表达式，可以计算低压配电线路的始端的零序电压

和低压配电线路的末端的零序电压

根据上述实施例中的零序电流i₀的计算模型表达式，可以计算低压配电线路的始端的零序电流

和低压配电线路的末端的零序电流

根据低压配电线路的始端的零序电压、低压配电线路的始端的零序电流、传播常数和特征阻抗，可以计算由低压配电线路的始端推算至低压配电线路中的设定位置处的第一零序电流，第一零序电流

可表示为：

其中，x为设定位置，

为低压配电线路的始端的零序电压，

为低压配电线路的始端的零序电流，Z_c为特征阻抗，γ为传播常数。

根据低压配电线路的末端的零序电压、低压配电线路的末端的零序电流、低压配电线路的长度、传播常数、特征阻抗，计算由低压配电线路的末端推算至设定位置处的第二零序电流，第二零序电流

可表示为：

其中，L为低压配电线路的长度，设定位置x可以表示该位置与低压配电线路的始端之间的距离，则L-x可以表示设定位置与低压配电线路的末端之间的距离。

根据低压配电线路的始端的零序电压、低压配电线路的始端的零序电流、传播常数和特征阻抗，计算由低压配电线路的始端推算至低压配电线路中的设定位置处的第一零序电压，第一零序电压

表示为：

根据低压配电线路的末端的零序电压、低压配电线路的末端的零序电流、低压配电线路的长度、传播常数、特征阻抗，计算由低压配电线路的末端推算至设定位置处的第二零序电压，第二零序电压

表示为：

S250、根据第一零序电压和第二零序电压，建立低压配电线路的故障定位函数。

具体地，低压配电线路的故障定位函数可以是第一零序电压

与第二零序电压

之差的绝对值，故障定位函数y(x)可以表示为：

S260、基于故障定位函数，确定低压配电线路中的故障位置。

由于故障定位函数y(x)即是关于低压配电线路中的设定位置x的函数，对于低压配电线路中的任意故障位置，由低压配电线路的始端推算至某一故障位置处的零序电压，与由低压配电线路的末端推算至该故障位置处的零序电压相等，因此可基于此对故障定位函数y(x)进行求解，得到设定位置x的解，并据此确定低压配电线路中的故障位置，从而实现低压配电线路的故障定位。

实施例三

图5是本发明提供的另一种低压配电线路的故障定位方法的流程示意图。在上述各实施例的基础上，本实施例对于低压配电线路的故障定位方法进行了进一步优化。参见图5，该低压配电线路的故障定位方法具体包括如下步骤：

S310、向低压配电线路注入预设频率的交流电流信号，低压配电线路为单相低压配电线路。

S320、根据低压配电线路的电压值和电流值，构造低压配电线路由单相低压配电线路转换为n相低压配电线路之后的零序电压的计算模型和零序电流的计算模型。

S330、根据零序电压的计算模型、零序电流的计算模型和低压配电线路的预设参数，建立低压配电线路的故障定位函数。

具体地，故障定位函数y(x)是关于低压配电线路中的设定位置x的函数，可以根据上述实施例的方案确定故障定位函数y(x)，故障定位函数y(x)可以表示为：

S340、基于不同时刻下的故障定位函数，建立故障定位函数矩阵。

具体地，利用低压配电线路在不同时刻的数据，可以构造多个故障定位函数，形成故障定位函数矩阵，故障定位函数矩阵Y表示为：

其中，y_ti(x)为第i时刻的故障定位函数，1≤i≤n。1时刻至n时刻可以是一段连续时间内的不同时刻。

S350、采用预设方法对故障定位函数矩阵等于零的等式进行求解，以得到设定位置的解并根据其确定低压配电线路中的故障位置。

具体地，故障定位函数矩阵等于零的等式可表示为：

通过预设方法对Y＝0进行求解，可以得到不同时刻的设定位置x的解，每一时刻的设定位置x的解均可以表示该时刻低压配电线路上的故障位置，综合不同时刻的设定位置x的解，可以进一步确定低压配电线路上的故障位置，例如在不同时刻的设定位置x的解均为同一数值时，可以将该设定位置x的解确定为低压配电线路中的故障位置。

可选地，采用预设方法对故障定位函数矩阵等于零的等式进行求解，包括：计算故障定位函数矩阵等于零的等式的最小二乘解，并采用预设粒子群算法在低压配电线路中的预设故障区段中搜索设定位置的解。

其中，预设粒子群算法可以是粒子群算法，或者改进粒子群算法。粒子群算法(Particle Swarm Optimization，PSO)是通过模拟鸟群觅食行为而发展起来的一种基于群体协作的随机搜索算法，用于确定函数的最优解。改进粒子群算法是粒子群算法的改进算法，例如相关技术中通过改变粒子关系的拓扑结构的改进粒子群算法，或者通过引入新的控制粒子的机制来加快收敛速度，从而避免陷入局部最优的改进粒子群算法，或者还可以是将其他算法与粒子群算法相耦合的改进粒子群算法。预设故障区段的范围可以根据需求进行设置。

可以将求解故障定位函数矩阵转化为求解与之相对应的非线性方程组的最小二乘解，并采用改进粒子群算法在低压配电线路中的预设故障区段中搜索Y＝0中设定位置x的解，采用本实施例的技术方案确定设定位置x的解，有利于缩小设定位置x的观测值与估计值之间的差值，根据设定位置x的解来确定低压配电线路中的故障位置，有利于提升低压配电线路故障定位的准确度。

实施例四

图6是本发明提供的一种低压配电线路的故障定位装置的结构示意图。参见图6，该低压配电线路的故障定位装置具体包括：信号注入模块410、计算模型构造模块420、故障定位函数建立模块430和故障位置确定模块440。

信号注入模块410用于向低压配电线路注入预设频率的交流电流信号，低压配电线路为单相低压配电线路。

计算模型构造模块420用于根据低压配电线路的电压值和电流值，构造低压配电线路由单相低压配电线路转换为n相低压配电线路之后的零序电压的计算模型和零序电流的计算模型。其中，n为大于或等于2的正整数。

故障定位函数建立模块430用于根据零序电压的计算模型、零序电流的计算模型和低压配电线路的预设参数，建立低压配电线路的故障定位函数。

故障位置确定模块440用于基于故障定位函数，确定低压配电线路中的故障位置。

本发明所提供的低压配电线路的故障定位装置，可执行本发明任意实施例所提供的低压配电线路的故障定位方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果，这里不再赘述。

可选地，低压配电线路与电压互感器的二次侧并联。相应地，信号注入模块410具体用于：向电压互感器的一次侧注入预设频率的交流电流信号，以在电压互感器的二次侧得到感应电压，并在低压配电线路中产生感应电流。

可选地，n相低压配电线路包括三相低压配电线路。相应地，计算模型构造模块420具体用于：根据低压配电线路的电压瞬时值，确定低压配电线路由单相低压配电线路转换为三相低压配电线路之后的三相电压瞬时值；根据低压配电线路的电流瞬时值，确定低压配电线路由单相低压配电线路转换为三相低压配电线路之后的三相电流瞬时值；根据三相电压瞬时值，构造低压配电线路的零序电压的计算模型；根据三相电流瞬时值，构造低压配电线路的零序电流的计算模型。

可选地，故障定位函数建立模块430具体用于：根据零序电压的计算模型、零序电流的计算模型和低压配电线路的预设参数，计算由低压配电线路的始端推算至低压配电线路中的设定位置处的第一零序电压，以及由低压配电线路的末端推算至设定位置处的第二零序电压；根据第一零序电压和第二零序电压，建立低压配电线路的故障定位函数。

可选地，故障定位函数为关于低压配电线路中的设定位置的函数。相应地，故障位置确定模块440具体用于：基于不同时刻下的故障定位函数，建立故障定位函数矩阵；采用预设方法对故障定位函数矩阵等于零的等式进行求解，以得到设定位置的解并根据其确定低压配电线路中的故障位置。

实施例五

图7是本发明提供的一种电子设置的结构示意图。图7示出了可以用来实施本发明的实施例的电子设备10的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。

如图7所示，电子设备10包括至少一个处理器11，以及与至少一个处理器11通信连接的存储器，如只读存储器(ROM)12、随机访问存储器(RAM)13等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器11可以根据存储在只读存储器(ROM)12中的计算机程序或者从存储单元18加载到随机访问存储器(RAM)13中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 13中，还可存储电子设备10操作所需的各种程序和数据。处理器11、ROM 12以及RAM 13通过总线14彼此相连。输入/输出(I/O)接口15也连接至总线14。

电子设备10中的多个部件连接至I/O接口15，包括：输入单元16，例如键盘、鼠标等；输出单元17，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元18，例如磁盘、光盘等；以及通信单元19，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元19允许电子设备10通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

处理器11可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器11的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器11执行上文所描述的各个方法和处理，例如低压配电线路的故障定位方法。

在一些实施例中，低压配电线路的故障定位方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元18。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 12和/或通信单元19而被载入和/或安装到电子设备10上。当计算机程序加载到RAM 13并由处理器11执行时，可以执行上文描述的低压配电线路的故障定位方法中的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器11可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行低压配电线路的故障定位方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本发明的方法的计算机程序可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些计算机程序可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，使得计算机程序当由处理器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。计算机程序可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本发明的上下文中，计算机可读存储介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的计算机程序。计算机可读存储介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。备选地，计算机可读存储介质可以是机器可读信号介质。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在电子设备上实施此处描述的系统和技术，该电子设备具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给电子设备。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)、区块链网络和互联网。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，又称为云计算服务器或云主机，是云计算服务体系中的一项主机产品，以解决了传统物理主机与VPS服务中，存在的管理难度大，业务扩展性弱的缺陷。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。