基于故障过流度的配电网故障区域定位新矩阵算法

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1、2014年第3期上海电力基于故障过流度的配电网故障区域定位新矩阵算法王威，宋一成，黄敏(国网上海市电力公司检修公司，上海200063)摘要：分析了现有配电网故障区域定位算法存在的问题，提出一种基于故障过流度的配电网故障区域定位新矩阵算法。该算法通过计算比较故障时各区段的故障过流度，判定发生故障的区段，实现对配电网的故障定位。由于网络描述矩阵和故障信息矩阵均为0、1高度稀疏矩阵，有效降低了计算机资源的占用，提高了计算速度。新算法适用于单电源、多电源和馈线末端故障等各种情况。算例分析表明了该算法的有效性。关键词：故障过流度；故障定位；末端故障；

2、配电网；稀疏矩阵中图分类号：TM72文献标志码：B的故障信息矩阵，计算各区段的故障过流度，从而0引言判定故障发生的区段。该算法能够适用于任意多馈线自动化是配电网自动化的重要组成部电源的复杂配电网，无需复杂的矩阵运算，也无需分，其核心作用是故障情况下快速切断故障段并规格化处理，占用资源少，计算速度快，只需假定保持对非故障区的不间断供电口]。随着配电网规1次正方向就能确定任意位置的故障区间，判断模的日益扩大，为了满足供电需求减小故障停电直观。区域，配电网对故障定位的实时性要求越来越高。l故障定位的新矩阵算法现阶段，开发优异的故障定位算法已成为各

3、国专家共同研究的课题。1．1概述文献[2—3]提出了配电网故障区段的统一矩单电源辐射形配电网或者环网开环运行情阵算法。文献[5]中数学模型无法反应配电网的况，判断馈线的故障区段可通过采集馈线两端的实际运行方式，最后的规格化过程较繁琐，且该算现场监控终端检测的故障电流的有无和方向信法只适用于单电源配电网。文献[4]提出的算法息。当馈线出现故障时，若故障电流从馈线区段需要矩阵相乘后进行规格化处理，计算量大。文的一端流入，而从另一端流出，可判断该馈线区域献[5]提出的算法适用于多电源配电网，但只能定是非故障区段。同理，多电源网络也可用此方法位单一

4、故障。文献[6]提出的新统一矩阵算法可判断馈线故障。以定位多电源复故障和馈线末端短路的情况，但实现故障定位首先需要构造描述网络拓扑结是需要作矩阵相乘，运算量大。文献ET]提出了一构的网络描述矩阵D，然后将现场监控终端采集种基于开关和双亲表示法的馈线又向描述模型，到的故障信息形成故障信息矩阵G上报给配电建立的新型算法矩阵运算次数较多，计算过程繁管理系统，配电管理系统利用新矩阵定位判据，结琐。文献[8]提出的综合判断矩阵法适用于多电合网络描述矩阵和故障信息矩阵计算出各区域故源情况，无需矩阵相乘和规格化处理，计算量小，障过流度，通过比较各区域故障

5、过流度的大小来但是无法定位馈线末端故障。定位故障。本文提出了一种基于故障过流度的配电网故I．2网络描述矩阵D障区域定位新矩阵算法。算法为解决末端馈线的为了定位故障区段，应先形成配电网接线拓故障定位问题，将末端馈线的末端点加入网络描扑信息，即网络描述矩阵D，该矩阵只与配电网络述矩阵中，通过结合网络描述矩阵和FTU测量拓扑结构有关，而与子节点的状态无关。一77—上海电力2014年第3期除了将配电网馈线上安装的现场监控终端的障发生区域的故障过流度始终为1。即：故障区重合器、分段开关、断路器定义为节点外，本文将段可以等效为只有两个节点的区段，且一端

6、连接未安装FTU的终端馈线末端点，仍定义为节点，等效电源而另外一端不连接电源。便于定位末端馈线故障。若网络有N个节点，则根据以上三个步骤，即可确定配电网发生故可构造一个Nx～方阵。为了不失一般性，可打障的区段。乱编号顺序。1．5算法流程传统单电源配电网络的正方向为功率流出发生故障后，配电管理系统启动算法的流程方向，而多电源网络可以假定只由一个电源供如图1所示。电(该电源可以任意选取)，馈线的正方向是该由于网络描述矩阵D和故障信息矩阵为只电源向全网供电的功率方向。若馈线上沿着正包含0、1高度稀疏矩阵，因此能减小计算机的资方向从节点i到节点之间

7、存在直接相连的支源，提高运算速度。路，则置网络描述矩阵中对应元素d为1，其他建立网络描述矩阵D情况下置O。即：f1节点位于与i直连的正方向⋯，一{o其他情况获取故障信息矩阵G此时，网络描述矩阵D是不对称的高度稀疏』矩阵，便于计算机存储。计算各区段故障过流度M1．3故障信息矩阵G各现场监控终端采集馈线两端信息后，上传找出故障过流度为最小正值的M．到配电管理系统形成故障信息矩阵G。配电网故j障后，若节点i流过正方向的故障电流，则g一1；第i个区段故障若节点i流过反向故障电流，或节点无故障电流，则g一0。图1算法流程对于未安装FTU的终端馈线末端

8、节点，规定其故障信息始终为O。即：2算例分析f1节点i流过正向故障电流⋯算例采用图2所示三电源供电配电网模型。gz一10其他情况，为末端节点假定网络正方向如输电线路旁的射线所示。