第7講-配電網(wǎng)饋線自動(dòng)化(基于FTU的饋線自動(dòng)化)-楊健維

1、配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化配電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化第六講第六講 基于基于FTU的饋線自動(dòng)化的饋線自動(dòng)化電氣工程學(xué)院電氣工程學(xué)院楊健維楊健維2014年年11月月18日日本講要點(diǎn) 6.1 基于FTU的饋線自動(dòng)化體系結(jié)構(gòu) 6.2 FTU單元簡(jiǎn)介 6.3 基于FTU的配網(wǎng)故障定位建模 6 6.4 4 配電網(wǎng)故障定位的人工智能方法饋線（配電線路）自動(dòng)化模式基于開(kāi)關(guān)設(shè)備的饋線自動(dòng)化模式基于重合器的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的不足基于重合器的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)，仍存在一些缺陷，具體有：（1）采用重合器-分段器配合時(shí)，如果線路故障，要依靠重合器或位于主變電所的出線斷路器的保護(hù)查找，導(dǎo)致饋線失壓后，分段開(kāi)關(guān)才合閘。A. 切斷故障時(shí)間很長(zhǎng)。B. 依靠

2、重合器或主變電所出線斷路器的繼電保護(hù)裝置保護(hù)整條饋線，降低了系統(tǒng)可靠性。C. 由于必須分?jǐn)嘀睾掀骰蛑髯冸娝某鼍€斷路器，因此實(shí)際擴(kuò)大了事故范圍。D. 當(dāng)采用重合器與電壓時(shí)間型分段器配合隔離開(kāi)環(huán)運(yùn)行的環(huán)狀網(wǎng)的故障區(qū)段時(shí)，要使聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)另一側(cè)的健全區(qū)域所有的開(kāi)關(guān)都分一次閘，造成供電中斷，更加擴(kuò)大了事故的影響范圍。（2）不能在遠(yuǎn)方通過(guò)遙控完成正常的倒閘操作（3）不能實(shí)時(shí)監(jiān)視線路的負(fù)荷，無(wú)法掌握用戶(hù)用電規(guī)律；在故障區(qū)段隔離后，在恢復(fù)健全區(qū)段供電時(shí)，也無(wú)法確定最優(yōu)方案。饋線（配電線路）自動(dòng)化模式基于FTU的饋線自動(dòng)化模式6.2 FTU單元簡(jiǎn)介饋線遠(yuǎn)方終端 FTU饋線遠(yuǎn)方終端(FTU)主要用于監(jiān)視與控制配電

3、系統(tǒng)中的變壓器、斷路器、重合器、分段器、柱上負(fù)荷開(kāi)關(guān)、環(huán)網(wǎng)柜、調(diào)壓器、無(wú)功補(bǔ)償電容器等設(shè)備的，并與配電自動(dòng)化主站通信，提供配電系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視及控制所需的信息，執(zhí)行主站給出的對(duì)配電設(shè)備的調(diào)節(jié)和控制。一般來(lái)說(shuō)，配電自動(dòng)化遠(yuǎn)方饋線終端應(yīng)具有數(shù)據(jù)采集與處理、監(jiān)控、保護(hù)、遠(yuǎn)動(dòng)通信等功能。6.1 基于FTU的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)典型的基于FTU的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)的組成如下圖所示：配電網(wǎng)自動(dòng)化控制中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(SCADA)區(qū)域工作站區(qū)域工作站RTU區(qū)域工作站RTU饋線控制線通訊線FTU分段開(kāi)關(guān)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)斷路器6.1 基于FTU的饋線自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述：由現(xiàn)場(chǎng)FTU將采集到的故障信息上送主站，由主站的應(yīng)用模塊經(jīng)計(jì)算

4、后，得出故障隔離與恢復(fù)方案，再下達(dá)給FTU執(zhí)行。分為3個(gè)層次：配電終端層完成故障的檢測(cè)和信息上送；配電子站完成本區(qū)域的故障處理和控制；主站完成全網(wǎng)的管理與優(yōu)化。6.2 FTU單元簡(jiǎn)介 FTU功能性能要求 遙信功能。 遙控功能。 對(duì)時(shí)功能。 事故記錄。 自檢和自恢復(fù)功能。 遙測(cè)功能。 統(tǒng)計(jì)功能。 事件順序記錄。 定值遠(yuǎn)方修改和召喚定值。 遠(yuǎn)方控制閉鎖與手動(dòng)操作功能。西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院6.2 FTU單元簡(jiǎn)介 遠(yuǎn)程通信功能。 雷電 環(huán)境溫度西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院 抗惡劣環(huán)境。 具有良好的維修性。 防雨、防濕 風(fēng)沙 振動(dòng) 電磁干擾 可靠的電源。6.2 FTU單元簡(jiǎn)介 FTU功能性能要求遙信功能

5、：FTU應(yīng)能對(duì)柱上開(kāi)關(guān)的當(dāng)前位置、通信是否正常、貯能完成情況等重要狀態(tài)量 進(jìn)行采集。若FTU自身有微機(jī)繼電保護(hù)功能的話，還應(yīng)對(duì)保護(hù)動(dòng)作情況進(jìn)行遙信。6.2 FTU單元簡(jiǎn)介 FTU功能性能要求遙測(cè)功能：（1）采集線路的電壓、開(kāi)關(guān)經(jīng)歷的負(fù)荷電流和有功功率、無(wú)功功率等模擬量。（2）采集功能要能適應(yīng)輸入電流較大的動(dòng)態(tài)變化范圍。（3）對(duì)于測(cè)量故障電流一般采用全波或者半波傅氏算法，正常量采用均方根算法。（4）用于保護(hù)的數(shù)據(jù)和用于測(cè)量的數(shù)據(jù)一般不能共享，必須獨(dú)立采集。6.2 FTU單元簡(jiǎn)介 FTU功能性能要求遙控功能：FTU應(yīng)能接受遠(yuǎn)方命令控制柱上開(kāi)關(guān)合閘和跳閘，以及啟動(dòng)貯能過(guò)程。西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院6

6、.2 FTU單元簡(jiǎn)介 FTU功能性能要求統(tǒng)計(jì)功能：FTU應(yīng)能對(duì)開(kāi)關(guān)的動(dòng)作次數(shù)和動(dòng)作時(shí)間及累計(jì)切斷電流的水平進(jìn)行監(jiān)視。對(duì)時(shí)功能：FTU應(yīng)能接受主系統(tǒng)的對(duì)時(shí)命令，以便和系統(tǒng)時(shí)鐘保持一致。西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院6.2 FTU單元簡(jiǎn)介 FTU功能性能要求事件順序記錄（SOE）：記錄狀態(tài)量發(fā)生變化的時(shí)刻和先后順序。事故記錄：記錄事故發(fā)生時(shí)的最大故障電流和事故前一段時(shí)間（一般是1min）的平均負(fù)荷，以便分析事故，確立故障區(qū)段，并為恢復(fù)健全區(qū)段供電時(shí)進(jìn)行負(fù)荷重新分配提供依據(jù)。6.2 FTU單元簡(jiǎn)介 FTU功能性能要求定值遠(yuǎn)方修改和召喚定值：為了能夠在故障發(fā)生時(shí)及時(shí)地起動(dòng)事故記錄等過(guò)程，必須對(duì)FTU進(jìn)行整定

7、，并且整定值應(yīng)能隨著配網(wǎng)運(yùn)行方式的改變?yōu)樽赃m應(yīng)。因此，應(yīng)使FTU能接收DAS控制中心的指定修改值，并使DAS控制中心可以隨時(shí)召喚FTU的當(dāng)前整定值。西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院6.2 FTU單元簡(jiǎn)介 FTU功能性能要求自檢與自恢復(fù)功能：（1） FTU能檢測(cè)自身設(shè)備故障，并在設(shè)備自身故障時(shí)及時(shí)告警。（2）FTU一旦干擾造成死機(jī)，可以通過(guò)監(jiān)視器重新復(fù)位系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。遠(yuǎn)方控制閉鎖與手動(dòng)操作功能：在檢修線路或開(kāi)關(guān)時(shí)，相應(yīng)的FTU應(yīng)能具有遠(yuǎn)方控制閉鎖的功能，以確保操作安全，避免誤操作造成的惡性事故。手動(dòng)合閘/跳閘按鈕作為備用。6.2 FTU單元簡(jiǎn)介 FTU功能性能要求具有良好的維修性：FTU安放于分段開(kāi)

8、關(guān)處，因此當(dāng)FTU故障時(shí)必須能夠不停電檢修，否則會(huì)造成大面積停電?？煽康碾娫矗寒?dāng)故障或其他原因?qū)е码娐吠ｋ姇r(shí)，F(xiàn)TU應(yīng)保持有工作電源，需要FTU上報(bào)的故障信息進(jìn)行故障區(qū)段判斷。此外，在恢復(fù)線路供電時(shí)，也需要可靠的操作電源。6.2 FTU單元簡(jiǎn)介 FTU功能性能要求 電度采集：積分電氣量獲得電能值。 微機(jī)保護(hù)：利用開(kāi)關(guān)本體中的CPU交流采樣構(gòu)成的微機(jī)保護(hù)。 故障錄波：用于判斷單極接地區(qū)段。RTU F FTU6.2 FTU單元簡(jiǎn)介柱上開(kāi)關(guān)控制器FTU防雨罩一種饋線電源模塊內(nèi)機(jī)殼電源開(kāi)關(guān)及指示燈電源保險(xiǎn)端子排防雨膠圈外機(jī)殼跳閘按鈕及指示燈CPU模塊合閘按鈕及指示燈儲(chǔ)能指示燈遠(yuǎn)方控制閉鎖I/O模塊蓄電

9、池和電源系統(tǒng)開(kāi)關(guān)刀閘（試驗(yàn)端子熔斷器）的L1L2 N通訊輸出結(jié)構(gòu)CT柱上開(kāi)關(guān)1、內(nèi)機(jī)殼、外機(jī)殼：對(duì)惡劣環(huán)境的適應(yīng)性、防雷、防雨、防潮；2、遠(yuǎn)方控制/閉鎖：當(dāng)檢修操作時(shí)，避免由于控制中心誤遙控對(duì)設(shè)備和人身安全造成傷害6.3 基于FTU的配網(wǎng)故障定位建模配電網(wǎng)自動(dòng)化控制中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(SCADA)區(qū)域工作站區(qū)域工作站RTU區(qū)域工作站RTU問(wèn)題1: 怎么由計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段定位與隔離？饋線通訊線問(wèn)題2：實(shí)際應(yīng)用中復(fù)雜控制線FTU分段開(kāi)關(guān)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)斷路器故障或者信息丟失、錯(cuò)誤怎么辦？6.3 基于FTU的配網(wǎng)故障定位建模C1257CC64C3 1, II j jdz6.3 基于FTU的配網(wǎng)故障定位建模建

10、模輸入：FTU信息輸出：故障區(qū)段狀態(tài)配電網(wǎng)故障區(qū)段定位程序模塊（3-1）f其他FTU信息 ：I j 0 0,饋線區(qū)段狀態(tài)： 0 表示正常，1 表示故障故障區(qū)段判斷矩陣算法1.矩陣算法定義：對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的個(gè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行編號(hào)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和各開(kāi)關(guān)的連接關(guān)系形成網(wǎng)絡(luò)描述矩陣，再結(jié)合故障信息形成故障判斷矩陣，根據(jù)故障判斷矩陣就可判斷出故障發(fā)生的位置。2.基本原理：判斷故障區(qū)段只需根據(jù)饋線沿線各開(kāi)關(guān)是否流過(guò)故障電流就可以了。假設(shè)饋線上出現(xiàn)故障，顯然故障區(qū)段位于從電源側(cè)到末梢方向最后一個(gè)經(jīng)歷故障電流的開(kāi)關(guān)和第一個(gè)未經(jīng)歷故障電流的開(kāi)關(guān)之間的區(qū)段。1 0 1 0 0 0D 0 0 1 0 1 00故障區(qū)段判斷1

11、234567CC矩陣算法聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)第一步：網(wǎng)絡(luò)描述矩陣0 1 0 0 0 00 1 0 1 0 00 0 0 1 0 10 0 0 0 1 00 0 0 0 0 1000010 將饋線上的斷路器、分段開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)當(dāng)作節(jié)點(diǎn)并進(jìn)行編號(hào), 假設(shè)共有N個(gè)節(jié)點(diǎn), 則可構(gòu)造一個(gè)NN維方陣, 若第i個(gè)節(jié)點(diǎn)和第j個(gè)節(jié)點(diǎn)之間存在一條饋線, 則位于第i行第j列的元素和位于第j行第i列的元素均置1，并稱(chēng)這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)為相鄰節(jié)點(diǎn)。反之給不存在饋線的節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的元素置0。0G 00 0 0 0 0 0故障區(qū)段判斷CC1234567聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)第二步：故障信息矩陣000000 0 0 0 0 00 1 0 0 0 00 0 1

12、0 0 00 0 0 1 0 00 0 0 0 1 00 0 0 0 0 1 如果第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的開(kāi)關(guān)經(jīng)歷了超過(guò)整定值的故障電流，則故障信息矩陣的第i行第i列的元素置0, 反之如果第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的開(kāi)關(guān)未經(jīng)歷超過(guò)整定值的故障電流，則第i行第i列的元素置1, 故障信息矩陣的其它元素均置0。0P g(D G) 00 1 0 0 0 00故障區(qū)段判斷第三步：故障判斷矩陣（1、異或算法判斷 2、規(guī)格化）P g(D G) g(P)36C1C24 5聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)000000 0 0 0 0 00 0 1 0 0 00 1 0 1 00 0 1 0 1 00 0 0 1 0 10 0 0 0 1 0 p34 XOR p4

13、3 = 0; p45 XOR p54 = 0; p56 XOR p65 = 0; p67XOR p76 = 0; 只有 p23 XOR p32 = 1 , 因此故障點(diǎn)在節(jié)點(diǎn)2和3之間。1、為何用異或算法？故障區(qū)段判斷1234567CC聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)對(duì)于樹(shù)狀網(wǎng)，故障區(qū)段位于從電源到末梢方向第一個(gè)未經(jīng)歷故障電流的節(jié)點(diǎn)和最后一個(gè)經(jīng)歷了故障電流的節(jié)點(diǎn)之間，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)描述矩陣和故障信息矩陣的定義和故障判斷矩陣的得出方式，如果一條饋線段的一個(gè)節(jié)點(diǎn)經(jīng)歷了故障電流而另一個(gè)節(jié)點(diǎn)未經(jīng)歷故障電流，則在故障判斷矩陣中這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)元素必然不相同，而若該饋線段的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)均經(jīng)歷了故障電流或均未經(jīng)歷故障電流，則在故障判斷矩陣

14、中這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的兩個(gè)元素必然相同，為此在根據(jù)故障判斷矩陣進(jìn)行故障區(qū)段判斷時(shí)，必須采用異或算法。1D 001 0 1 0 0 10 0 0 0 0 0 0G 00 0 0 0 0 0 0Pn DG 00 0 0 0 0 0 1故障區(qū)段判斷1CCC2、為何規(guī)格化？0000 1 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 00 1 0 1 1 10 1 1 0 0 00 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 12 5 764C30 0 0 0

15、0 0 00 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0誤判！故障區(qū)段判斷1257CCC64C3的網(wǎng)絡(luò)就會(huì)出現(xiàn)判斷失誤：如對(duì)于上圖所示的例子，若不進(jìn)行規(guī)格化則會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為故障點(diǎn)也可能位于節(jié)點(diǎn)5和節(jié)點(diǎn)7之間。規(guī)格化實(shí)際上反映的是這樣的物理含義：假設(shè)故障是單一的，若一個(gè)未經(jīng)歷故障電流的節(jié)點(diǎn)的所有相鄰節(jié)點(diǎn)中至少存在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)經(jīng)歷了故障電流，則該節(jié)點(diǎn)不構(gòu)成故障線段的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，這個(gè)論斷是顯然正確的。算法中，斷路器、分段開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)均同樣看待不必加以區(qū)分，因此應(yīng)用非常方便。這種方法便于生成統(tǒng)一的程序，并有利于激發(fā)出新的饋線保護(hù)原理。故障區(qū)段判斷P

16、g(D G) g(P)規(guī)格化的做法：若D陣中的元素dmj、dnj、. dkj為1, 并且G陣中g(shù)jj= 1 時(shí)，需對(duì)P陣中第j行和第j列的元素進(jìn)行規(guī)格化處理，若gmm、gnn、. gkk至少有兩個(gè)為0，則將P陣中第j行和第j列的元素全置0；若上述條件不滿(mǎn)足時(shí)，P陣中相應(yīng)的元素值不變。1D 001 0 1 0 0 10G 00 0 0 0 0 00Pn DG 000 0 0 0 0 1故障區(qū)段判斷-實(shí)例7C1C2C5634C00001 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 00 1 0 1 1 10 1 1 0 0 00 0 1 1 0 0 000000 0 0 0 0

17、00 1 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 1 00 0 0 0 0 1 00000 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 1 0 0 1 10 1 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0Pn DG 000 0 0 0 0 10P g(Pn) ) 000 0 0 0 0 0故障區(qū)段判斷-實(shí)例00000 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 1 0 0 1 10 1 0 0 0 00 0 0 0 0 0 由于d47=d57=1且g77=1, 因此要對(duì)P陣中的第7行和第7列元素進(jìn)行規(guī)格化處理，又由

18、于g44=g55=0, 因此pi7=p7 i=0。經(jīng)上述規(guī)格化后得到故障判斷矩陣 P 為00000 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 1 0 0 1 00 1 0 0 0 00 0 0 0 0 0 p36XORp63=0;p43XOR p34 = 1, p46 XORp64 = 1; 因此故障點(diǎn)可能在節(jié)點(diǎn)4和3之間或在節(jié)點(diǎn)4和6之間0 0 0矩陣算法的不足對(duì)此算法進(jìn)行分析可知它存在著不足：（1）.存在盲區(qū)，對(duì)饋線末端故障不能判斷。根據(jù)上邊步驟所得故障判斷矩陣為P=0 0 0 0 0 0 利用上邊方法進(jìn)行異或運(yùn)算，判斷出沒(méi)有故障發(fā)生，判斷錯(cuò)誤，此方法失效。矩陣算

19、法的不足（2）.不能解決環(huán)網(wǎng)故障以及多重故障。規(guī)格化假設(shè)只發(fā)生單一故障。（3）.需要進(jìn)行矩陣運(yùn)算和煩瑣的規(guī)格化處理，運(yùn)算復(fù)雜，計(jì)算量大。從規(guī)格化的做法來(lái)理解：若D陣中的元素dmj、dnj、. dkj為1, 并且G陣中g(shù)jj = 1時(shí)，需對(duì)P陣中第j行和第j列的元素進(jìn)行規(guī)格化處理，若gmm、gnn、. gkk至少有兩個(gè)為0，則將P陣中第j行和第j列的元素全置0； 若上述條件不滿(mǎn)足時(shí)，P陣中相應(yīng)的元素值不變。改進(jìn)的矩陣算法改進(jìn)統(tǒng)一矩陣算法【1】在統(tǒng)一矩陣算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，加入了零節(jié)點(diǎn)，解決了末端故障問(wèn)題，但環(huán)網(wǎng)故障和多重故障問(wèn)題仍沒(méi)有解決。簡(jiǎn)單矩陣算法【2】不必對(duì)故障矩陣進(jìn)行規(guī)格化處理，可直

20、接判斷。 缺點(diǎn)：a.不能判斷饋線末端故障。 b.不能解決環(huán)網(wǎng)故障以及多重故障問(wèn)題。c.需要矩陣相乘運(yùn)算，運(yùn)算量大。配電網(wǎng)故障定位的新統(tǒng)一矩陣算法【3】規(guī)定正方向，與實(shí)際功率方向相比，可解決環(huán)網(wǎng)問(wèn)題。1、劉會(huì)家,王崢,陳瑋.配電網(wǎng)故障定位統(tǒng)一矩陣算法的改進(jìn).三峽大學(xué)學(xué)報(bào),2002,24(4):308310.2、 黃力.配電網(wǎng)故障定位的簡(jiǎn)單矩陣算法.湖北電力,2005,29(5):1-33、夏雨,姚月娥,劉全志,王章啟.配電網(wǎng)故障定位與隔離的新統(tǒng)一矩陣算法,高電壓技術(shù),2002,28(3):4-8. 1 基于網(wǎng)形結(jié)構(gòu)矩陣的故障定位算法 2 線路末梢發(fā)生故障的定位算法1 基于網(wǎng)形結(jié)構(gòu)矩陣的故障定位算

21、法1.矩陣算法定義：對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的個(gè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行編號(hào)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和各開(kāi)關(guān)的連接關(guān)系形成網(wǎng)絡(luò)描述矩陣，再結(jié)合故障信息形成故障判斷矩陣，根據(jù)故障判斷矩陣就可判斷出故障發(fā)生的位置。2.特點(diǎn)不需要規(guī)格化處理。1 基于網(wǎng)形結(jié)構(gòu)矩陣的故障定位算法基本原理：對(duì)于任一饋線區(qū)間的兩端節(jié)點(diǎn)，定義功率注入點(diǎn)為父節(jié)點(diǎn)，功率流出點(diǎn)為子節(jié)點(diǎn)。結(jié)合輻射狀配電網(wǎng)的特點(diǎn)，可以得到：任一子節(jié)點(diǎn)有且僅有一個(gè)父節(jié)點(diǎn)，任一父節(jié)點(diǎn)可對(duì)應(yīng)多個(gè)子節(jié)點(diǎn)。D0：1 基于網(wǎng)形結(jié)構(gòu)矩陣的故障定位算法網(wǎng)絡(luò)描述矩陣*1 節(jié)點(diǎn)i有子節(jié)點(diǎn)jdij * = 0 其他0* 0D =0001 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0

22、0 0 1 0 10 0 0 0 0G000gij=0：1 基于網(wǎng)形結(jié)構(gòu)矩陣的故障定位算法故障信息矩陣*1）故障信息矩陣的對(duì)角線元素：*1 節(jié)點(diǎn)i過(guò)流gii = 1節(jié)點(diǎn)i不過(guò)流* 02）故障信息矩陣的非對(duì)角線元素 G =0*00 0 0 0 01 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 1 0 00 0 0 1 00 0 0 0 0P：1 基于網(wǎng)形結(jié)構(gòu)矩陣的故障定位算法故障判斷矩陣*故障判斷原則：對(duì)開(kāi)環(huán)輻射狀運(yùn)行的配電網(wǎng)而言，如果饋線區(qū)間發(fā)生單重故障，則其對(duì)應(yīng)的父節(jié)點(diǎn)存在故障過(guò)電流，對(duì)應(yīng)的所有子節(jié)點(diǎn)均不存在故障過(guò)電流。* * *判斷原則：Pii *=1對(duì)所有的Pij *=1 的節(jié)點(diǎn)j，都有

23、Pjj *=0PP =10：1 基于網(wǎng)形結(jié)構(gòu)矩陣的故障定位算法故障判斷矩陣* * *判斷原則：*ii1100001* 0P =0000 0 0 00 0 1 0 0 0 0 01 1 0 00 1 1 10 0 0 0對(duì)所有的Pij *=1 的節(jié)點(diǎn)j，都有 Pjj *=0故障判斷矩陣 00 0P =1 1：1 基于網(wǎng)形結(jié)構(gòu)矩陣的故障定位算法1100000 0 0 00 0 1 0 0 0 0 01 10 1 1 10 0 0 01* 0P =000判斷原則：Pjj *=0*ii對(duì)所有的Pij *=1 的節(jié)點(diǎn)j，都有2 線路末梢發(fā)生故障的定位算法1 1.矩陣算法定義：對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的個(gè)開(kāi)關(guān)進(jìn)行編號(hào)，根

24、據(jù)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和各開(kāi)關(guān)的連接關(guān)系形成網(wǎng)絡(luò)描述矩陣，再結(jié)合故障信息形成故障判斷矩陣，根據(jù)故障判斷矩陣就可判斷出故障發(fā)生的位置。2.特點(diǎn)不需要規(guī)格化處理、可解決線路末梢發(fā)生故障的情況。Ddij =-1 節(jié)點(diǎn)j為饋線區(qū)域i的出點(diǎn)0-1 1 0 -1 1 0 0 ：2 線路末梢發(fā)生故障的定位算法網(wǎng)絡(luò)描述矩陣*基本形成思路：規(guī)定正方向，對(duì)饋線上的各開(kāi)關(guān)設(shè)備節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編號(hào)，并令以各節(jié)點(diǎn)為源點(diǎn)對(duì)應(yīng)的饋線區(qū)域編上相同的編號(hào)，即有多少節(jié)點(diǎn)則可確定多少饋線區(qū)域。*1 節(jié)點(diǎn)j為饋線區(qū)域i的入點(diǎn)0 節(jié)點(diǎn)j和饋線區(qū)域i不直接相連1* 0D =0001 0 0 0 0 1 0 00 1 0 0 0 00 0 -1 1 -

25、10 0 0 0 1 故障信息矩陣G = 111110 G2 線路末梢發(fā)生故障的定位算法：*gii *= 1 第i個(gè)節(jié)點(diǎn)過(guò)流且與正方向一致0 第i個(gè)節(jié)點(diǎn)無(wú)過(guò)流或與正方向不一致*P-1 0 0 1 0 00-1 1 1 0 0 G = 11111000 0 -1 0 -1 1 0 0：2 線路末梢發(fā)生故障的定位算法故障判斷矩陣*構(gòu)成原則：只考慮過(guò)流的開(kāi)關(guān)設(shè)備及饋線區(qū)域而忽略其余開(kāi)關(guān)、饋線段，重新生成的網(wǎng)絡(luò)描述矩陣實(shí)際上反映出僅流有過(guò)流饋線區(qū)域與相應(yīng)開(kāi)關(guān)的拓?fù)溥B接關(guān)系，得到本算法采用的故障判斷矩陣。對(duì)應(yīng)列置零100 0 1 0 0 0 D*= 0 0 0 -1 1 -1 0 0 0 0 0 1 1* 0P =000-1 0 0 0 00 1 0 0 00 0 -1 1 00 0 0 0 01 1 0 0 0 0 0*P：2 線路末梢發(fā)生故障的定位算法故障判斷矩陣*判斷