一种配电网故障监测辨识方法及系统与流程

本发明属于配电网故障监测，尤其是涉及一种配电网故障监测辨识方法及系统。

背景技术：

1、随着电力需求逐渐增大、电网覆盖面积逐年增长、架设线路的地理环境和气候环境越来越复杂，电网可靠性受到影响，其中以配电网线路故障为例，相对于输电网的高度自动化而言，配电网的自动化监测技术完善程度较低，其自动化需求日益高涨，核心技术逐渐完善。其中，对配电网故障准确定位更是存在智能终端自身故障、信息传输错误等问题。

2、所以，如何准确快速地定位故障位置，随后修复故障线路，以实现及时恢复正常供电，成为我们当前需要解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在克服现有技术中上述问题的不足之处，提出一种配电网故障监测辨识方法及系统，能够辨识故障是发生于一次侧的物理故障或者二次侧的通信节点故障，并且定位配电网故障区域和故障通信节点。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

3、一种配电网故障监测辨识方法，包括如下步骤：

4、步骤1：对配电网故障进行数据预处理，包括选取电气特征量，构建智能终端与基本广义节点的关联矩阵，进行广义节点差分处理以及数据融合，得到配电网状态监测矩阵；

5、步骤2：对数据进行分析，包括对得到的配电网状态监测矩阵进行分析和处理，检测出数据异常的节点；

6、步骤3：进行故障辨识，包括根据检测的数据异常的节点，对最外层广义节点的异常程度值进行校验，识别故障属于配电网物理故障或通信节点故障。

7、进一步的，所述步骤1中，电气特征量包含三相电压、电流、零序与负序电流以及零序电压。

8、进一步的，所述步骤1中，构建智能终端与基本广义节点的关联矩阵包括：

9、根据配电网中有效智能终端的分布和其连接关系，将配电网广义节点差动保护按区域划分，并根据有效边界智能终端建立最外层基本广义节点。

10、进一步的，所述步骤1中，进行广义节点差分处理包括：

11、首先设定关联矩阵为a，利用关联矩阵a计算每个智能终端采样得到的各个电气特征量的广义节点差分矩阵di：

12、di＝ati

13、式中：ti是智能终端采样的第i个电气特征量组成的列向量；

14、然后，构建包含所有节点的单时段单电气特征量矩阵ci：

15、ci＝|at|di。

16、进一步的，所述步骤1中，数据融合包括：

17、将单时段单电气特征量矩阵在电气特征量种类和时间上进行扩充，形成待分析的配电网状态监测矩阵，矩阵中的每一行代表一个节点的运行状态信息。

18、进一步的，所述步骤2中，对得到的配电网状态监测矩阵进行分析和处理包括：

19、从配电网状态监测矩阵中的各个节点，选择k个初始的类中心；

20、计算各个节点到类中心的欧几里德距离，并与类半径进行比较，小于半径则节点无异常，形成聚类结果；

21、计算平方误差准则，若不收敛则重复上述步骤，更新聚类结果，直至平方误差准则收敛，形成异常节点候选集；

22、利用局部异常因子检测算法一次计算候选集中节点的k距离、k距离邻域、局部可达距离、局部可达密度，直至获得所有待测节点的异常程度值；

23、若存在节点的异常程度值大于整定值，则表明该节点异常，再根据广义节点是否异常，判定故障是一次侧电力故障或二次侧通信故障，并完成对故障区域或故障通信节点的辨识。

24、进一步的，所述整定值设定为5。

25、进一步的，所述步骤3中，具体包括：

26、若智能配电网广义节点异常程度值超过整定值且出现异常程度值大于整定值的节点吋，则表明发生配电网物理故障，且异常程度值异常的节点所构成的公共区域即为故障所在区域；

27、若智能配电网广义节点异常程度值未超过整定值且出现异常程度值大于整定值的节点时，根据聚类分析结果和各节点异常程度值的大小，判定通信节点发生故障，进而定位故障通信节点。

28、本发明还提供了一种配电网故障监测辨识系统，包括：

29、数据预处理模块，用于对配电网故障进行数据预处理，包括选取电气特征量，构建智能终端与基本广义节点的关联矩阵，进行广义节点差分处理以及数据融合，得到配电网状态监测矩阵；

30、数据分析模块，用于对数据进行分析，包括对得到的配电网状态监测矩阵进行分析和处理，检测出数据异常的节点；

31、故障辨识模块，用于进行故障辨识，包括根据检测的数据异常的节点，对最外层广义节点的异常程度值进行校验，识别故障属于配电网物理故障或通信节点故障。

32、相对于现有技术，本发明所述的一种配电网故障监测辨识方法及系统具有以下优势：

33、本发明结合了k均值聚类算法和局部异常因子检测算法的优势，能够辨识故障是发生于一次侧的物理故障或者二次侧的通信节点故障，并且定位配电网故障区域和故障通信节点并且有效预防由于智能终端自身故障、信息传输错误以及恶意的数据篡改引发的误判或者误动作。

技术特征：

1.一种配电网故障监测辨识方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种配电网故障监测辨识方法，其特征在于：所述步骤1中，电气特征量包含三相电压、电流、零序与负序电流以及零序电压。

3.根据权利要求1所述的一种配电网故障监测辨识方法，其特征在于：所述步骤1中，构建智能终端与基本广义节点的关联矩阵包括：

4.根据权利要求1所述的一种配电网故障监测辨识方法，其特征在于：所述步骤1中，进行广义节点差分处理包括：

5.根据权利要求4所述的一种配电网故障监测辨识方法，其特征在于：所述步骤1中，数据融合包括：

6.根据权利要求1所述的一种配电网故障监测辨识方法，其特征在于：所述步骤2中，对得到的配电网状态监测矩阵进行分析和处理包括：

7.根据权利要求6所述的一种配电网故障监测辨识方法，其特征在于：所述整定值设定为5。

8.根据权利要求1所述的一种配电网故障监测辨识方法，其特征在于：所述步骤3中，具体包括：

9.一种配电网故障监测辨识系统，其特征在于：包括：

技术总结本发明提供了一种配电网故障监测辨识方法及系统，方法包括：对配电网故障进行数据预处理，包括选取电气特征量，构建智能终端与广义节点的关联矩阵，进行广义节点差分处理以及数据融合，得到配电网状态监测矩阵；对数据进行分析，包括对得到的配电网状态监测矩阵进行分析和处理，检测出数据异常的节点；进行故障辨识，包括根据检测的数据异常的节点，对最外层广义节点的异常程度值进行校验，识别故障属于配电网物理故障或通信节点故障。本发明能够辨识故障是发生于一次侧的物理故障或者二次侧的通信节点故障，并且定位配电网故障区域和故障通信节点并且有效预防由于智能终端自身故障、信息传输错误以及恶意的数据篡改引发的误判或者误动作。技术研发人员：袁扬,周源根,肖筱卿,高伟,唐太红,李江鹏,罗旭芳,袁军,孙云华,李雨茜受保护的技术使用者：国网江西省电力有限公司吉安供电分公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25