配电网单相接地故障线路区段确定方法、系统及存储介质与流程

本发明涉及电气工程，尤其涉及一种配电网单相接地故障线路区段确定方法、系统及存储介质。

背景技术：

1、目前，配电网单相接地故障的定位方法主要依赖于传统的故障指示器、行波法、谐波分析等技术手段。这些方法在特定条件下能够有效地识别故障线路，但存在以下局限性：

2、1、故障指示器：基于电流突变或电压不平衡原理工作的故障指示器，虽能提供初步的故障报警信息，但无法精确确定故障区段，且易受环境因素干扰，如雷击、负荷波动等可能导致误报；

3、2、行波法：利用故障产生的行波在电力系统中的传播特性来确定故障位置，虽然定位精度较高，但依赖于复杂的波形分析和精确的网络参数，对于分布式电源接入频繁、网络结构动态变化的现代配电网，行波到达时间的计算复杂度增大，定位准确性下降；

4、3、谐波分析：通过对故障后系统中产生的特定谐波成分进行检测与分析，实现故障定位。然而，谐波源多样，非故障相关谐波可能干扰判断，且对测量设备的灵敏度和频率响应要求较高；

5、因此，现有的配电网单相接地故障定位技术在实际应用中面临定位精度受限、受外界干扰大、适应复杂网络结构能力弱等问题。

6、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供了一种配电网单相接地故障线路区段确定方法、系统及存储介质，旨在解决如何在适应动态网络结构下，增强抗干扰能力和提高故障线路区段的定位精度的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种配电网单相接地故障线路区段确定方法，所述配电网单相接地故障线路区段确定方法包括：

3、确定第一预设时间段内的中性点电压最大值、消弧线圈电流最大值及当前室外温度；

4、根据容抗基准、试验室外温度、所述当前室外温度、温度系数、所述中性点电压最大值、所述消弧线圈电流最大值及误差修正系数计算得到故障线路零序电流增量估计值；

5、根据第二预设时间段内多条线路中各柱开的电流数据构建时序数据库，并根据基准电流数据库和所述时序数据库确定电流增量数据库；

6、根据预设电流阈值、预设误差阈值和所述故障线路零序电流增量估计值确定预设电流条件，并依次遍历所述时序数据库内多条线路中各柱开的电流数据和所述电流增量数据库内多条线路中各柱开的电流增量数据；

7、若遍历到的当前柱开的电流数据和所述当前柱开的电流增量数据不满足预设电流条件，且前一柱开的电流数据和所述前一柱开的电流增量数据满足所述预设电流条件，则根据所述当前柱开和所述前一柱开确定故障线路区段。

8、可选地，所述确定第一预设时间段内的中性点电压最大值，并根据中性点电压基准和所述中性点电压最大值确定中性点电压相关系数的步骤之前，还包括：

9、在线路结构发生变化时，基于母线的关键节点实施短时单相金属接地短路模拟实验，并通过传感器获取中性点电压基准、消弧线圈电流基准、故障点电流基准及试验室外温度；

10、根据所述中性点电压基准、所述消弧线圈电流基准及所述故障点电流基准通过容抗基准公式得到容抗基准；

11、所述容抗基准公式为：

12、

13、式中，xcn为容抗基准，u0n为中性点电压基准，iln为消弧线圈电流基准，idn为故障点电流基准。

14、可选地，所述确定第一预设时间段内的中性点电压最大值和消弧线圈电流最大值的步骤，包括：

15、获取第一预设时间段内的多个中性点电压和多个消弧线圈电流；

16、根据多个中性点电压和多个消弧线圈电流分别通过hht变换得到中性点电压最大值及消弧线圈电流最大值。

17、可选地，所述根据容抗基准、试验室外温度、所述当前室外温度、温度系数、所述中性点电压最大值、所述消弧线圈电流最大值及误差修正系数计算得到故障线路零序电流增量估计值的步骤，包括：

18、根据所述容抗基准、所述试验室外温度、所述当前室外温度及温度系数通过容抗修正公式计算得到当前容抗；

19、所述容抗修正公式为：

20、

21、式中，xc为当前容抗，α为温度系数，t为当前室外温度，tref为试验室外温度；

22、根据所述当前容抗、所述中性点电压最大值、所述消弧线圈电流最大值及误差修正系数通过电流增量估计公式计算得到故障线路零序电流增量估计值；

23、所述电流增量估计公式为：

24、

25、式中，δi为故障线路零序电流增量估计值，k2为误差修正系数，ilmax为消弧线圈电流最大值，u0max为中性点电压最大值，id为零序电流增量。

26、可选地，所述根据基准电流数据库和所述时序数据库确定电流增量数据库的步骤之前，还包括：

27、在所述短时单相金属接地短路模拟实验期间，从各条线路上所有柱开的电流时序数据中提取多条线路上各柱开的最大零序电流有效值，将多个最大零序电流有效值分别作为各柱开的基准电流值，并根据各柱开的基准电流值、各柱开的基准电流值对应的线路编号及柱开节点编号构建电流异构数据库；

28、根据所述中性点电压基准和所述中性点电压最大值确定中性点电压相关系数；

29、根据所述电流异构数据库和所述中性点电压相关系数得到基准电流数据库。

30、可选地，所述若遍历到的当前柱开的电流数据和所述当前柱开的电流增量数据不满足预设电流条件，且前一柱开的电流数据和所述前一柱开的电流增量数据满足所述预设电流条件，则根据所述当前柱开和所述前一柱开确定故障线路区段的步骤之前，包括：

31、根据所述预设误差阈值和所述故障线路零序电流增量估计值确定预设增量阈值；

32、判断遍历到的当前柱开的电流数据是否大于预设电流阈值，且所述当前柱开的电流增量数据是否大于预设误差阈值；

33、若所述当前柱开的电流数据小于或等于所述预设电流阈值，且所述当前柱开的电流增量数据小于或等于所述预设增量阈值，则判定遍历到的当前柱开的电流数据和所述当前柱开的电流增量数据不满足预设电流条件。

34、可选地，所述依次遍历所述时序数据库内多条线路中各柱开的电流数据和所述电流增量数据库内多条线路中各柱开的电流增量数据的步骤之后，包括：

35、若所述时序数据库内多条线路中各柱开的电流数据和所述电流增量数据库内多条线路中各柱开的电流增量数据均不满足所述预设电流条件，则判定故障位置位于母线出口处。

36、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种配电网单相接地故障线路区段确定系统，所述配电网单相接地故障线路区段确定系统包括站端和配自端：

37、所述站端，用于确定第一预设时间段内的中性点电压最大值、消弧线圈电流最大值及当前室外温度；

38、所述站端，还用于计算模块，用于根据容抗基准、试验室外温度、所述当前室外温度、温度系数、所述中性点电压最大值、所述消弧线圈电流最大值及误差修正系数计算得到故障线路零序电流增量估计值；

39、所述配自端，用于根据第二预设时间段内多条线路中各柱开的电流数据构建时序数据库，并根据基准电流数据库和所述时序数据库确定电流增量数据库；

40、所述配自端，还用于根据预设电流阈值、预设误差阈值和所述故障线路零序电流增量估计值确定预设电流条件，并依次遍历所述时序数据库内多条线路中各柱开的电流数据和所述电流增量数据库内多条线路中各柱开的电流增量数据；

41、所述配自端，还用于若遍历到的当前柱开的电流数据和所述当前柱开的电流增量数据不满足预设电流条件，且前一柱开的电流数据和所述前一柱开的电流增量数据满足所述预设电流条件，则根据所述当前柱开和所述前一柱开确定故障线路区段。

42、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种配电网单相接地故障线路区段确定设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的配电网单相接地故障线路区段确定程序，所述配电网单相接地故障线路区段确定程序配置为实现如上文所述的配电网单相接地故障线路区段确定方法的步骤。

43、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有配电网单相接地故障线路区段确定程序，所述配电网单相接地故障线路区段确定程序被处理器执行时实现如上文所述的配电网单相接地故障线路区段确定方法的步骤。

44、本发明首先确定第一预设时间段内的中性点电压最大值、消弧线圈电流最大值及当前室外温度，然后根据容抗基准、试验室外温度、当前室外温度、温度系数、中性点电压最大值、消弧线圈电流最大值及误差修正系数计算得到故障线路零序电流增量估计值，之后根据第二预设时间段内多条线路中各柱开的电流数据构建时序数据库，并根据基准电流数据库和所述时序数据库确定电流增量数据库，最后根据预设电流阈值、预设误差阈值和故障线路零序电流增量估计值确定预设电流条件，并依次遍历所述时序数据库内多条线路中各柱开的电流数据和所述电流增量数据库内多条线路中各柱开的电流增量数据，若遍历到的当前柱开的电流数据和当前柱开的电流增量数据不满足预设电流条件，且前一柱开的电流数据和前一柱开的电流增量数据满足预设电流条件，则根据当前柱开和前一柱开确定故障线路区段。本发明研发适用于分布式能源广泛接入、网络拓扑频繁变化情况下的故障定位技术，无需依赖详尽且实时更新的网络参数，保持定位性能的稳定性与可靠性，进而通过整合多源信息，采用先进的数据分析算法，精确识别故障发生的具体区段，减少不必要的巡检工作和停电范围，提升故障处理效率。