探討智能配電網故障快速定位與故障恢復

葉國豪

摘 要：隨著現代化智能技術的發(fā)展，配電網系統(tǒng)正在朝著先進化、智能化方向發(fā)展。智能配電網最顯著的特征在于能夠實現故障的自動化定位、自動化隔離，同時能夠及時恢復故障，從而減少大范圍斷電問題。本文探討了智能電網故障快速定位技術以及故障恢復策略。

關鍵詞：智能配電網；故障定位；恢復

中圖分類號：TM73 文獻標識碼：A

智能配電網具有智能化特征，配網出現故障以后要對故障進行快速定位，對此需要研究科學的故障定位方法，提高故障定位的精準度，在此基礎上來采用技術措施來恢復故障，從而維護并確保智能電網的運行質量，減少因為故障問題所帶來的不良影響。

一、智能配網故障定位的流程和步驟

對于智能化配電網來說，當其處于故障狀態(tài)時，要按照一定的流程和步驟進行故障定位，具體流程為：

1.分析故障類別。憑借觀察、分析負序電流、零序電流來對應得出結論，該故障屬于相間短路故障，還是相接地故障。

2.判斷故障相。通常應該通過計算三相電流的小波能量之和來對應明確故障相，這是因為不同的故障相能量和的數值不同。例如：單相接地故障下，小波能量和為最大，相間接地故障則相反。

3.故障定位。明確故障類別、以及相以后，則要進行故障定位，通常情況下應該逐個級別、逐個層次地開關節(jié)點，對應分析有無故障。

4.故障的準確定位。對發(fā)生故障的大致范圍大致估算后，再進行精準化定位。

二、智能配網故障定位的技術和方法

1.神經網絡法

這是一種全新的配網故障定位方法，其技術原理為分布式并行對應進行信息處理，對各相的電氣量加以采集，并深入分析，對應來確定故障大概的范圍，再逐步精確定位。

首先應該創(chuàng)建一個數據模型，立足于現實參數，來進行模擬計算，對應得出測試與訓練的樣本，利用神經網絡來記錄信息，同時，深入學習這一神經網絡，再對應展開具體的測試與監(jiān)測工作，當發(fā)現電網運轉模式出現變化時，則要再次檢測，相反，則可以啟動配網饋線終端設備對應定位故障。

2.行波法

現階段，智能配網系統(tǒng)最常見的故障定位方法為行波法，通常能夠根據故障的具體列別以及網絡架構之間的區(qū)分度等來進行故障定位，行波法又包括A/B/C/D/E/F幾大方法，每一類方法有著自身的工作原理。

例如：A方法主要是依托于波的反射，通過測量從注入行波到反射波返回這一區(qū)段的時間長短來對應定位故障。

B和D則是雙端檢測法，簡單說就是當故障出現后，向兩端發(fā)射行波波頭，憑借行波抵達的時間來對應鎖定故障的區(qū)位。

C方法則是把某一脈沖信號添加到故障回路內，再對應記下脈沖反射過程中的時長，憑借反復的記錄最后更加準確地定位故障。

E和F方法則是根據重合閘分閘與合閘的原理進行故障測量，相比之下精準度較高，然而其中的投資則較多。要想有效確保故障精準定位，可以嘗試行波法來定位故障區(qū)段，采用交流定位法來精準定位，具體的過程如下：

行波信號注入線路→注入信號的采集→行波特征分析→明確故障區(qū)域→確定故障點位置→區(qū)域內信號檢測→線路首端交流信號注入。

3.和聲算法故障定位

一般來說，配網故障主要采用二進制編碼，其中0代表無故障，1則代表有故障，-1則代表負方向過電流。

此方法的運行原理為：根據分區(qū)域處理法來對配網進行劃分，其中包括：無源樹枝、有源樹枝兩大類，上傳故障電流的相關信號，排除無源樹枝，并明確維數，這樣各個變量值都能以0或1的形式表示出來，對應呈現出線路的工作狀態(tài)，再對數據庫進行更新，判斷目標函數。

由于配網通常開環(huán)運轉，各個聯(lián)絡開關均能充當獨立閉合環(huán)，和各個開關開合狀態(tài)之間交換，這其中網絡依然處于輻射狀態(tài)。單聯(lián)絡環(huán)配網的基礎上，可以優(yōu)化配網達到控制解碼維度的目的。各個單聯(lián)絡環(huán)都要編碼處理，閉合各個開關，讓出度和入度之合小于2的節(jié)點連接支路，合成一個支路組，能夠達到相同的解環(huán)效果，如圖1所示。

三、配電網故障快速恢復法

1.單聯(lián)絡環(huán)網連通恢復

配網故障時，分段開關將自動將故障分隔開來，據此應該閉合一切單聯(lián)絡環(huán)所對應的聯(lián)絡開關，以此來重新讓網絡連通起來。因為各個分段開關設置了多個環(huán)，相鄰環(huán)間也有著公共開關，對此，則可以根據單聯(lián)絡環(huán)矩陣來做出故障判斷。第一步明確聯(lián)絡開關的數目，用n表示，故障分段開關則分別用S1，S2，S3……表示，零矩陣則定義成：Bnxc，找到Si單聯(lián)絡環(huán)關聯(lián)矩陣中所對的xi，同時，把相關信號數據等拷貝至矩陣B的第i行，對應的矩陣則用以下關系式：B（i，：）=A（xi，：）來代表，再對應分析B內相同行，試著去掉其中一行，同時，分析B矩陣內有無非零元素，當發(fā)現非零元素后，則應該讓其充當聯(lián)絡開關號碼，保存至P，同時讓一切非零元素變成0，并發(fā)現和最小元素相對的聯(lián)絡開關，同時明確轉供裕度最大的開關支路。

2.切負荷故障恢復法

網絡重構可能無法徹底消滅線路過電壓，同時，當電壓超出某一限度，則需要在網絡重構系統(tǒng)內發(fā)現最優(yōu)解，依靠其進行負荷切除，以此來更為高效、及時地恢復配網，并實現的安全運轉。

其中的原理為：在重構中獲得網絡拓撲，逐層分解電源線路，其中和電源最近的設置為第一層支路，再順著輻射網系統(tǒng)來鎖定線路末尾，對應得出剩余層，可以自最大層入手，來逐層分析檢查各層內支路有無過載現象，對應明確過載功率，自過載支路入手，進行搜尋，從而明確負荷切除位置，一般來說要保證所切除的負荷量，大于過載功率。

3.配網重構恢復

根據和聲算法，可以重新構架配網結構，具體的步驟為：

（1）聯(lián)絡開關的設置。為發(fā)出動作的聯(lián)絡開關安裝于能夠操動的聯(lián)絡開關范圍內，分別用L1，L2，L3，L4……來標號，同時，對應明確維數2n。

（2）初始化HS算法參數。這其中既包括解維數又包括和聲記憶庫，用HM來代表，同時也包括微調概率，迭代次數等。其中來自于HM的HMS初始解并非有規(guī)律，而是任意產生，能夠回歸至HM，對應計算得出各個目標函數，同時，生成新解?？梢詮闹腥芜x機數r1，當發(fā)現r1的值較小，小于HMCR時，就能夠于HM內部任選一變量，或者從HM內抽選以隨機值。

無論是哪一個變量，都應該根據以上的規(guī)律、規(guī)則成熟來對應生成一個新解，并計算目標函數，不斷更新HM，并判斷出fitness，檢查分析該數是否是最優(yōu)解，當發(fā)現是優(yōu)解時，則應換成HM內的差解，而且還要判斷分析出能否達到特定條件，達到特定條件終端循環(huán)。

結語

配網智能化建設能夠提高配網運行水平，減少故障對配網的威脅，提高配網供電恢復率，有效控制配網的運行風險。智能化條件下要積極研究故障快速定位的方法，采用先進的故障定位方法，及時精準地找到故障，同時，采取措施來恢復配網的正常運轉，從而提高配網的運行水平，為配網創(chuàng)造一個安全、穩(wěn)定的運行環(huán)境。

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