(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211227773.4 (22)申请日 2022.10.09 (71)申请人 国网河南省电力公司电力科 学研究 院 地址 450000 河南省郑州市二七区嵩 山南 路85号 申请人 天津大学　国网河南省电力公司 　 国家电网有限公司 (72)发明人 毛万登　郭志民　王磊　杨挺　 袁少光　刘善峰　田杨阳　刘昊　 贺翔　郭祥富　李哲　陈岑　 魏小钊　赵健　全宏达　刘亚闯　 耿俊成　万迪明　 (74)专利代理 机构 北京智绘未来专利代理事务 所(普通合伙) 11689 专利代理师 王萍(51)Int.Cl. G06K 9/62(2022.01) G06N 3/00(2006.01) G06Q 10/00(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G16Y 10/35(2020.01) G16Y 40/10(2020.01) G16Y 40/20(2020.01) G16Y 40/40(2020.01) (54)发明名称 一种基于配电物联网的故障定位方法及定 位系统 (57)摘要 一种基于配电物联网的故障定位方法及定 位系统。 首先通过分析配电物联网的接地故障与 相间故障机理， 建立了相应的故障分析模型， 然 后针对不完全 可观测的电力网络， 采用粒子群算 法进行负荷估计， 解决了故障定位算法对负载值 敏感的问题， 最后针对可能带来的多解问题提出 了匹配值函数， 进行区域估计， 使故障定位结果 更加准确。 权利要求书5页 说明书12页 附图3页 CN 115456111 A 2022.12.09 CN 115456111 A 1.一种基于配电物联网的故障定位方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1， 实时检测配电物联网的重合器与分段器的开关状态， 根据重合器与分段器的开 关状态判断是否发生故障； 当发生故障时， 利用重合器与分段器的开关状态和故障过电流 将故障区段分为： 变电站和负荷之 间的故障区段， 变电站与分布式电源之 间的故障区段； 其 中， 变电站和负荷之 间故障区段包括： 变电站和负荷之 间的接地 故障区段， 变电站和负荷之 间的相间故障区段； 步骤2， 当步骤1中故障区段为变电站与分布式电源之间的故障区段时， 通过电压等值 计算模型进行故障测距； 步骤3， 当步骤1中故障区段为变电站和负荷之间的故障区段时， 采用故障定位模型进 行求解得出故障点到变电站的距离； 当计算出的故障点到变电站的距离不超出故障区段总 长度且为正值时， 认为解收敛， 求解结果即为 故障定位结果， 当计算出的故障点到变电站的 距离超出故障区段总长度或为负值时， 则认为 解不收敛， 进 而转入步骤4； 步骤4， 利用故障区段内线路等效负荷阻抗或利用故障区段内上游节点负荷电流及下 游节点负荷电流， 更新 故障点的电压和电流， 将故障点的电压和电流代回步骤3重新进行求 解， 直至得出故障定位结果； 其中， 当配电物联网网络结构完全可观 时， 使用电网量测装置 在故障前记录的电流和电压分布计算得出故障区段内上游节点的负荷阻抗和下游节点的 负荷阻抗， 根据计算得出 的故障区段内上游节点的负荷阻抗和下游节点的负荷阻抗， 再结 合分布式线路参数来确定故障区段内线路等效负荷阻抗； 当配电物联网网络结构非完全可 观时， 使用粒子群优化 算法计算故障区段内上游 节点负荷电流和下游 节点负荷电流。 2.根据权利要求1所述的一种基于配电物联网的故障定位方法， 其特 征在于， 步骤1中， 根据故障过电流构建故障信 息矩阵， 并根据重合器与分段器的开关状态与表 示区段间节点连接 关系的关联矩阵构建 网络描述矩阵； 利用故障信息矩阵与网络描述矩阵 间进行矩阵运算， 得到故障判断矩阵； 根据故障判断矩阵中元素的计算值定位 故障区段； 使 用零模电流检测特 征法定位接地故障的区段。 3.根据权利要求1所述的一种基于配电物联网的故障定位方法， 其特 征在于， 步骤2中， 所述电压等 值计算模型如下， 其中两方程联立对s求 解， VFs＝n0·Va+n1s·IaF+n2s2·Va+n3s3·IaF+n4s4·Va+n5s5·IaF VFDG＝n0·Vb+n1(lab‑s)·IbF+n2(lab‑s)2·Vb+n3(lab‑s)3·IbF+n4(lab‑s)4·Vb+n5(lab‑s)5· IbF 式中： n0至n5表示分布式线路固有参数， 由系统拓扑关系得到， Va和Vb分别为故障区段内靠近变电站侧的上游节点电压和靠近分布式电源的下游节点 电压， IaF和IbF分别表示上游 节点注入电流和下游 节点注入电流， 由相量测量设备 得到， lab表示故障区段内上游 节点和下游 节点之间线路的长度， s表示故障点到变电站的距离， VFs表示等值到变电站侧的计算电压， VFDG表示等值到分布式电源的计算电压 。 4.根据权利要求1所述的一种基于配电物联网的故障定位方法， 其特 征在于，权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115456111 A 2步骤3中， 当故障区段为变电站和负荷 之间的接地故障区段时， 以如下故障定位模型计 算故障点到变电站的距离： 式中： n0m至n5m表示m相分布式线路固有参数， 由系统拓扑关系得到， P表示相集(a,b,c)， m表示相集的元 素， Im表示虚部， 表示m相故障电流， s表示故障点到变电站的距离， Vd表示没有电网量测装置的区段计算出的输入电压， Id表示没有电网量测装置的区段计算出的输入电流； 当故障区段为变电站和负荷之间的相间故障区段时， 以如下故障定位模型计算故障点 到变电站的距离： 式中： 表示a相与b相之间的故障电流， n0a至n5a表示a相给定分布式线路参数， n0b至n5b表示b相给定分布式线路参数， Im表示虚部， Vd表示没有电网量测装置的区段计算出的输入电压， Id表示没有电网量测装置的区段计算出的输入电流， s表示故障点到变电站的距离 。 5.根据权利要求 4所述的一种基于配电物联网的故障定位方法， 其特 征在于， 步骤4中以如下关系式更新故障点的电压与电流， 然后返回步骤3， VF＝n0·Vd+n1s·Id+n2s2·Vd+n3s3·Id+n4s4·Vd+n5s5·Id ID＝nl0·Id+nl1s·Vd+nl2s2·Id+nl3s3·Vd+nl4s4·Id+nl5s5·Vd权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115456111 A 3