一種基于故障電流通路的自適應配電網故障定位方法，對配電網內的饋線區段、FTU、電源進行編碼，構建網絡描述矩陣D；根據當前配電網的實際運行拓撲結構，更新網絡描述矩陣D中的連接關系；根據網絡描述矩陣D，生成配電網自適應開關函數；在配電網發生故障時，讀取配電網內所有FTU上傳的電流越限信息，生成電流越限信息矩陣I；建立配電網的故障定位模型，基于智能優化算法對配電網的故障定位模型進行求解，最終確定故障位置。本發明方法可通用于傳統的配電網和含有分布式電源接入的配電網，能夠實現配電網內單個故障以及多個故障的快速可靠定位，且配電網運行狀態切換不會對本發明方法造成影響。

技術領域

本發明涉及配電網保護領域，具體涉及一種基于故障電流通路的自適應配電網故障定位方法。

背景技術

據統計，電力系統中80％以上的故障來源于配電網，這就要求配電網能夠在故障發生后快速的分析、定位并隔離故障。隨著分布式發電技術的快速發展，越來越多分布式電源接入配電網，給配電網的安全穩定運行帶來了很大的挑戰。分布式電源的接入改變了原有配電網的網絡運行拓撲結構，使原有配電網由單電源的傳統配電網變為含有多個電源的主動配電網，進而導致配電網內出現雙向潮流。當配電網內的線路發生故障時，除系統電源外，接入的分布式電源也會提供故障電流，使得配電網內可能出現故障電流的雙向流動，這給配電網的故障定位帶來了挑戰。

目前，國內外已經針對傳統配電網以及含分布式電源的配電網的故障定位技術開展了大量相關研究，其中已發展出基于矩陣理論的直接定位方法和基于優化逼近的間接定位方法。其中，直接定位方法基于矩陣的計算和轉換，其算法簡單且計算速度較快，但是這類方法存在容錯性低、實用性差等方面的缺陷。不同于直接定位方法，間接定位方法采用啟發式智能優化算法逼近實際配電網的故障狀態，在準確性、容錯性、實用性等方面相比直接定位方法具有一定的優勢，并在近些年得到了較多的關注和研究。

中國發明專利201610324013.3公開了一種配電網在線故障容錯性定位的線性整數規劃方法，應用常規0-1線性整數規劃實現饋線故障區段的定位，具有良好的數值穩定性和高效的故障定位效率，但是該方法中所采用的開關函數基于代數算子加法運算(+)或減法運算(-)構建而成，當配電網絡的運行拓撲發生改變時，基于原有的開關函數將無法得到正確的期望節點信息，進而導致該方法發生誤判，因而該方法不具備對網絡運行拓撲變化的自適應能力。

中國發明專利201711313922.8公開了一種基于分層模型和智能校驗算法的配電網故障定位方法，該方法結合了配電網的結構特點，在分析開關函數邏輯規律的基礎上，以多分支節點為邊界，并對各支路進行端口等效，這在一定程度上減小了該方法中開關函數的構建復雜程度，但是其開關函數在高滲透率、大規模的含分布式電源的配電網中仍然十分復雜，并且該方法不具備對配電網運行拓撲變化的自適應性。

劉蓓等人在《電工技術學報》2013年第28卷第5期所著的《和聲算法在含DG配電網故障定位中的應用》中建立了基于雙向潮流的開關函數模型，提出了分區處理策略，通過剔除無故障電流的無源樹枝來減少解的維數，但由于其開關函數的構建是基于“邏輯或”運算的，這使得該方法難以適應配電網運行拓撲發生切換的情況。

Xiaoli?Huang等人在《IEEE?Access》2020年第8卷所著的《Fault?location?ofdistribution?network?base?on?Improved?Cuckoo?Search?Algorithm》中提出了一種基于改進布谷鳥算法的配電網故障定位新方法，該方法結合算法的搜索步長和迭代次數對算法進行改進，提高了算法早期的收斂速度和后期的搜索精度，但是該方法中所采用的開關函數是基于“邏輯或”運算進行構建的，這導致該方法不具備對配電網運行拓撲變化的自適應性。