鐘興躍

摘要：本文以矩陣通用算法作為研究基礎(chǔ)，結(jié)合終端掉線問題進(jìn)行矩陣算法的改進(jìn)設(shè)計(jì)，基于終端數(shù)量、線路分段與故障電流方向建立網(wǎng)絡(luò)關(guān)系矩陣與告警狀態(tài)向量，完成故障定位優(yōu)化算法的設(shè)計(jì)，并將算法分別應(yīng)用于單環(huán)網(wǎng)、含分支多聯(lián)絡(luò)線路與終端設(shè)備斷線三種工況，實(shí)現(xiàn)對算法適用價(jià)值的有效論證，以供參考。

關(guān)鍵詞：配電自動(dòng)化;站所終端;故障定位;改進(jìn)矩陣

配電自動(dòng)化建設(shè)與供電可靠性密切相關(guān)，當(dāng)前饋線終端、站所終端數(shù)量的持續(xù)增多、應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，將增加電網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)性因素，而光纖通信、智能分布式FA策略的普及雖在一定程度上能夠提升終端通訊效率，但也同時(shí)帶來終端頻繁掉線等問題，對于故障精確定位與配電網(wǎng)供電質(zhì)量提出了更高要求。

1矩陣通用算法原理與改進(jìn)設(shè)計(jì)

1.1算法原理

當(dāng)前電網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)、饋線自動(dòng)化策略的日漸復(fù)雜化，對于故障定位效率與精確度提出了較高要求。矩陣通用算法在演算過程、研判依據(jù)、網(wǎng)絡(luò)描述等方面存在復(fù)雜性、特殊性特點(diǎn)，未能結(jié)合FTU、DTU終端掉線情況進(jìn)行具體分析，缺少通用價(jià)值。基于此，應(yīng)面向配電自動(dòng)化終端進(jìn)行矩陣算法的改進(jìn)設(shè)計(jì)，結(jié)合多電源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的點(diǎn)位分布、線路分段條件完成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的重構(gòu)，以此實(shí)現(xiàn)對故障區(qū)域的準(zhǔn)確定位，為終端掉線故障的檢修提供重要信息。在算法原理設(shè)計(jì)上，由于在配電網(wǎng)故障類型中以短路故障居多，F(xiàn)TU、DTU終端通?？蓽y得故障電流大小、判斷電流方向，線路各區(qū)段分別與兩開關(guān)實(shí)現(xiàn)對應(yīng)，因此可選取區(qū)段、開關(guān)作為描述指標(biāo)，完成網(wǎng)絡(luò)關(guān)系描述矩陣的建立;再以電流參考方向?yàn)榛鶞?zhǔn)進(jìn)行方向?qū)Ρ?，完成故障告警狀態(tài)向量與矩陣的建立，以此實(shí)現(xiàn)對故障區(qū)間的有效判斷。

1.2網(wǎng)絡(luò)關(guān)系描述

以某雙電源單環(huán)配電網(wǎng)為例，在環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)設(shè)有DTU終端，用于實(shí)現(xiàn)FA策略。由于電網(wǎng)建設(shè)要求中規(guī)定環(huán)網(wǎng)柜出線應(yīng)采用故障就地速斷、過流保護(hù)策略，由DTU終端將跳閘信號上傳至主站，因此僅需選取位于環(huán)網(wǎng)進(jìn)出線處的負(fù)荷開關(guān)進(jìn)行算法檢驗(yàn)，即可完成對網(wǎng)絡(luò)關(guān)系的描述。將負(fù)荷開關(guān)依照1～10進(jìn)行編號，10個(gè)開關(guān)將線路劃分為9個(gè)區(qū)段、分別記為L1～L9，設(shè)開關(guān)節(jié)點(diǎn)、區(qū)段的編號分別為i和j，則i開關(guān)節(jié)點(diǎn)相對于j區(qū)段的關(guān)系表示為：

針對故障定位向量中的元素進(jìn)行分析，其中位于第3位的元素記為0，由此可確定該元素所處的區(qū)段中發(fā)生短路故障，與預(yù)設(shè)結(jié)果保持一致。

2.3終端設(shè)備斷線

2.3.1信號報(bào)送缺失類型

現(xiàn)階段我國城市配電網(wǎng)建設(shè)多采用2進(jìn)4出的一二次回路，與戶外環(huán)網(wǎng)箱配合完成主環(huán)網(wǎng)的連接，以DTU作為終端。而DTU終端通常將環(huán)網(wǎng)柜6個(gè)間隔的通信信號進(jìn)行集成處理，其對應(yīng)的斷路器信號同比FTU終端更加復(fù)雜，導(dǎo)致其信號報(bào)送缺失的影響因素更為多元。對此需針對信號報(bào)送缺失故障進(jìn)行分類，其一是環(huán)網(wǎng)柜中某一間隔的二次回路發(fā)生故障，導(dǎo)致該間隔處的信號報(bào)送缺失;其二是DTU終端自身的通信線路出現(xiàn)故障，導(dǎo)致各間隔處均發(fā)生信號報(bào)送缺失的問題。

2.3.2二次回路故障

以該雙電源單環(huán)配電網(wǎng)為例，依照由左至右的方向，設(shè)由第一臺環(huán)網(wǎng)柜對應(yīng)的開關(guān)1至DTU終端二次回路線出現(xiàn)異常情況，影響到開關(guān)正常報(bào)送故障電流信號，并且將開關(guān)1連接的區(qū)段設(shè)為0，將該區(qū)段與下一開關(guān)連接處設(shè)為1，由此生成網(wǎng)絡(luò)描述矩陣：

針對故障定位向量中的各元素進(jìn)行分析，從中可以發(fā)現(xiàn)僅有位于第6位的元素記為0，由此可推斷出故障發(fā)生在第6個(gè)區(qū)間內(nèi)，符合上述推斷出的第5-7區(qū)段的條件，因此證明該算法具備良好的適用價(jià)值，可提高故障定位精度。

結(jié)論：

通過配電網(wǎng)故障定位問題進(jìn)行分析，本文提出了一種矩陣改進(jìn)優(yōu)化算法，將其應(yīng)用于實(shí)際線路及工況環(huán)境下可實(shí)現(xiàn)對故障區(qū)段的準(zhǔn)確定位。依據(jù)算例驗(yàn)證結(jié)果可知，該算法能夠有效精簡研判流程、保障定位精度，且滿足單環(huán)網(wǎng)、含分支多環(huán)網(wǎng)等不同結(jié)構(gòu)線路下的功能性要求，能夠收獲良好的應(yīng)用效果。