一种配电自动化系统灾变性故障测试方法及相关装置与流程

本申请属于一种故障测试方法，具体涉及一种配电自动化系统灾变性故障测试方法及相关装置。

背景技术：

1、随着极端自然灾变（如冰火、雪火、地震等）频繁发生，外力破坏造成输电线路倒塔或输电线路故障检修等时有发生，配网环境面临大范围停电的可能性进一步加剧，有时还会造成一条甚至多条10kv母线失压等影响性较大的故障。配电网发生馈线故障这类小扰动时，采用常规的配电网故障隔离与供电恢复功能就可以处理。但在极端情况下，会发生失压母线无法及时恢复供电，造成配电网大范围长时间停电的灾变性故障，这种灾变性故障一旦发生，影响面广，危害极大。

2、目前，灾变性故障主要依赖提前进行人工故障分析，编写故障预案实现。但是缺乏对灾变性故障发生时刻配电网的具体负荷情况分析，尤其是随着近几年配网负荷不断增长，新能源设备不断增多，情况更加复杂。同时，由于灾变性故障属于突发故障，无法提前预演，往往会导致故障发生时无法及时处理，恢复供电时间较长，影响了社会生产及生活秩序。

技术实现思路

1、本申请针对灾变性故障无法提前预演，发生时无法及时处理，恢复供电时间较长的技术问题，提供一种配电自动化系统灾变性故障测试方法及相关装置。

2、为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案予以实现：

3、第一方面，本申请提出一种配电自动化系统灾变性故障测试方法，包括：

4、基于变结构耗散网络理论，构建分层结构的配电网灾变性拓扑模型；所述配电网灾变性拓扑模型包括配电网设备模型和配电网母线拓扑模型；

5、在所述配电网灾变性拓扑模型中的母线上或母线上端设置故障；

6、根据设置的故障，在所述配电网灾变性拓扑模型中的母线下端实时对应生成故障场景；

7、通过二次信号注入的方式，将生成的故障场景传入被测试配电自动化主站；

8、收集被测试配电自动化主站处理故障场景作出的操作，记作反应操作；

9、比较所述反应操作和期望操作，判断被测试配电自动化主站是否具备配电自动化系统灾变性故障处理能力。

10、进一步地，所述配电网母线拓扑模型采用逐级分层结构，根节点为变电站母线，子节点包括馈线开关和配变负荷。

11、进一步地，所述配电网母线拓扑模型为：

12、

13、其中，表示节点的类型，取值范围为0至5的整数，，表示节点的总数量；表示节点的属性；对于母线节点，表示常数；对于子节点中的源点，表示与该源点相连的母线编号，剩余的表示常数；对于剩余子节点，表示与该节点邻接的节点的序号。

14、进一步地，在所述配电网灾变性拓扑模型中的母线上或母线上端设置故障，包括：使任一母线的电压以及与该母线相连的所有电源点的电流，由运行值下降至0±预设偏差；

15、或者，使任一母线的电压由运行值下降至0±预设偏差，且与该母线相连的预设数量电源点的电流或相应馈线上的首级开关的电压和电流，由运行值下降至0±预设偏差。

16、进一步地，所述实时对应生成故障场景，包括：

17、所述配电网灾变性拓扑模型中线路和变压器对应的开关电压、电流、保护信号和跳闸信息的电气量变化，以及母线供电区域内所有出现开关电压值和电流值降低。

18、进一步地，所述期望操作的获取方法，包括：

19、根据负荷直接转移策略、以最大限度发掘配电网供电能力的负荷间接转移策略和甩去必要负荷后负荷转移策略融合得到。

20、进一步地，所述期望操作的获取方法，包括：

21、以分闸开关的集合作为候选解，并在配电网灾变性拓扑模型的末梢节点处和电源节点旁补充定义虚拟分闸节点，将各分闸开关的位置向上游或下游移动为邻域搜索策略；

22、以分闸开关的位置作为禁忌对象，并将开关操作最少且负荷供电最多作为目标，以电气极限、电压合格范围和网络拓扑要求作为约束条件，得到故障隔离操作序列、负荷直接转移操作序列、负荷间接转移操作序列和甩负荷后负荷转移操作序列组成的操作序列组合，作为期望操作。

23、第二方面，本申请提出一种配电自动化系统灾变性故障测试系统，包括：

24、模型模块，用于基于变结构耗散网络理论，构建分层结构的配电网灾变性拓扑模型；所述配电网灾变性拓扑模型包括配电网设备模型和配电网母线拓扑模型；

25、故障设置模块，用于在所述配电网灾变性拓扑模型中的母线上或母线上端设置故障；

26、场景生成模块，用于根据设置的故障，在所述配电网灾变性拓扑模型中的母线下端实时对应生成故障场景；

27、传入模块，用于通过二次信号注入的方式，将生成的故障场景传入被测试配电自动化主站；

28、收集模块，用于收集被测试配电自动化主站处理故障场景作出的操作，记作反应操作；

29、判断模块，用于比较所述反应操作和期望操作，判断被测试配电自动化主站是否具备配电自动化系统灾变性故障处理能力。

30、第三方面，本申请提出一种电子设备，包括：

31、存储器，用于存储计算机程序；

32、处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述配电自动化系统灾变性故障测试方法的步骤。

33、第四方面，本申请提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述配电自动化系统灾变性故障测试方法的步骤。

34、与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

35、本申请提出一种配电自动化系统灾变性故障测试方法，构建分层结构的配电网灾变性拓扑模型，然后在配电网灾变性拓扑模型中的母线上或母线上端设置故障，再在配电网灾变性拓扑模型中的母线下端实时对应生成故障场景，模拟故障发生场景的信号触发机制，通过二次信号注入方式传入被测试配电自动化主站，观察被测试配电自动化主站在模拟灾变性故障发生时刻给出的具体操作，判断被测试配电自动化主站是否具备配电自动化系统灾变性故障处理功能。本申请的测试方法有助于评价配电网结构合理性，可以对各种不同形式的灾变性故障进行测试，灵活性高。能够在故障发生时刻快速处理故障，加快恢复供电速度，进而提升供电可靠性，提高供电质量及用户用电满意度，有效减少因停电带来的经济损失。

36、本申请还提出了一种配电自动化系统灾变性故障测试系统、电子设备和计算机存储介质，具备上述配电自动化系统灾变性故障测试方法的全部优势。

技术特征：

1.一种配电自动化系统灾变性故障测试方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述一种配电自动化系统灾变性故障测试方法，其特征在于，所述配电网母线拓扑模型采用逐级分层结构，根节点为变电站母线，子节点包括馈线开关和配变负荷。

3.根据权利要求2所述一种配电自动化系统灾变性故障测试方法，其特征在于，所述配电网母线拓扑模型为：

4.根据权利要求3所述一种配电自动化系统灾变性故障测试方法，其特征在于，在所述配电网灾变性拓扑模型中的母线上或母线上端设置故障，包括：使任一母线的电压以及与该母线相连的所有电源点的电流，由运行值下降至0±预设偏差；

5.根据权利要求4所述一种配电自动化系统灾变性故障测试方法，其特征在于，所述实时对应生成故障场景，包括：

6.根据权利要求5所述一种配电自动化系统灾变性故障测试方法，其特征在于，所述期望操作的获取方法，包括：

7.根据权利要求6所述一种配电自动化系统灾变性故障测试方法，其特征在于，所述期望操作的获取方法，包括：

8.一种配电自动化系统灾变性故障测试系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述配电自动化系统灾变性故障测试方法的步骤。

技术总结本申请属于一种故障测试方法，针对灾变性故障无法提前预演，发生时无法及时处理，恢复供电时间较长的技术问题，提供一种配电自动化系统灾变性故障测试方法及相关装置，构建分层结构的配电网灾变性拓扑模型，然后在配电网灾变性拓扑模型中的母线上或母线上端设置故障，再在配电网灾变性拓扑模型中的母线下端实时对应生成故障场景，模拟故障发生场景的信号触发机制，通过二次信号注入方式传入被测试配电自动化主站，观察被测试配电自动化主站在模拟灾变性故障发生时刻给出的具体操作，判断被测试配电自动化主站是否具备配电自动化系统灾变性故障处理功能，能够在故障发生时刻快速处理故障，加快恢复供电速度。技术研发人员：翁望月,刘彬,刘巩权,权立,张小庆,司渭滨受保护的技术使用者：国网陕西省电力有限公司电力科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/10/10