基于预测校正技术的配电网故障定位方法研究

With the distribution network structure and its operation environment becoming increasingly complex, real time current alarm information distortion and the occurrence probability of feeder failure increases. So it’s necessary to study fast and high tolerance fault location methods to improve power supply reliability. At present, drawbacks of fault location matrix algorithm based on current alarm information from automation equipment terminal lies in weak fault tolerant ability. Optimization decision method based on swarm intelligence algorithm has become the bottleneck of logic relationship based optimization fault location methods, which result in low reliability and fault identification efficiency. In order to overcome the above shortcomings, the objective of this project is to propose the novel fault location theoretical system based on algebraic theory. Analytical research on modeling mechanism of high fault tolerance approximation model, construction adaptable fault location hierarchy optimization model, research on real-time fault location algorithm for large scale distribution network based on predictor/corrector algorithm. The findings of the proposed research will provide strong theorical and technical support for wide-scale application of optimization based fault location method and will have positive impact on the development of fault identical theory.

配电网结构及运行环境日趋复杂，实时信息畸变和故障概率随之增加，因此有必要研究快速高容错性故障定位方法，以满足供电可靠性要求。目前，利用自动化终端电流采集信息进行故障定位的矩阵算法容错能力弱，而最优化算法因采用逻辑关系建模，决策方法成为其瓶颈，导致可靠性与故障辨识效率低。为克服上述不足，本项目以建立基于代数关系建模的配电网故障定位理论体系为目标，分析利用代数理论替代逻辑关系描述的开关函数模型建模机制，解析研究高容错性逼近模型的建模机理，构建强适应性的配电网故障定位层级优化模型，基于模型等价转化思想，开展连续空间域决策的大规模配电网故障实时定位的预测校正算法研究。本项目为采用最优化理论实现配电网故障定位问题提供了一种崭新的思路和方法，并对其理论体系的完善起一定作用。

随着配电网结构及运行环境同时趋于复杂，因故障定位信息的不确定性显著增强，使得配电网馈线故障误判率明显增加，影响了配电网运行的安全可靠性，因此，实现配电网故障的高容错性定位对于提升配电网的综合运行水平具有重要作用。随着配电网自动化装置的广泛应用，以其为基础的故障定位方法在容错性方面具有显著优点，目前，利用自动化终端电流采集信息进行故障定位的矩阵算法容错能力弱，而最优化算法因采用逻辑关系建模，决策方法成为其瓶颈，导致故障定位结果的数值稳定性差、可靠性与故障辨识效率低，难于实现工程中的在线应用，若在该领域取得理论上的进展，对于该类方法在工程中的广泛应用具有重要意义。首先，多层次分析配电网自动化装置电流报警信号间并联叠加特性及基于代数关系描述的解析建模方法；其次，基于代数关系描述、逼近理论、概率理论和离散变量互补约束理论的故障定位模型建模方案，研究适应于单重故障、多重故障、多电源并列运行的配电网故障容错性定位的分层解耦建模机制及故障定位最优化模型的建模方法；最后，鉴于直接对离散变量求解时所面临的难题，基于数学规划领域现代内点理论和松弛技术在处理离散变量时的综合优势，以其为基础，提出了利用路径跟踪内点法在连续空间直接决策的配电网故障辨识预测校正决策技术。取得的成果主要有：提出了基于路径跟踪内点法的配电网故障定位的层级模型与预测校正算法、互补松弛约束新模型与算法、容错因子模型与松弛算法、概率评估方法，仿真结果表明所提故障定位容错性强、故障定位效率高、故障定位结果的数值稳定性强。本项目的研究成果为采用最优化理论实现配电网故障定位问题提供了一种崭新的思路和方法，并对其理论体系的完善起一定作用，对于基于最优化理论的配电网故障定位方法在大规模配电网在线故障定位中的应用奠定了前期理论基础。