配电网故障定位的简单矩阵算法

基于多源信息的配电网故障定位方法摘要：随着科学技术的发展，基于多源数据信息融合的配电网智能故障诊断系统能够有效地解决多源数据对配电网故障诊断的干扰，并根据多源数据准确定位配电网故障，通过准确的故障定位、故障区段隔离和非故障区段恢复，有效降低供电运行方式故障检修对非故障区段用户正常用电量的影响。

鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对基于多源信息的配电网故障定位方法提出了一些建议，仅供参考。

关键词：基于多源信息；配电网；故障定位方法引言过去，配电网故障是由用户通过电话等方式向电力客户服务部门报告的。

调度员根据报修用户上报的信息和经验判断故障点，确定停电范围，下达停电抢修单，指导抢修人员进行停电抢修。

一方面，由于用户报修不及时，造成停电判断延误；另一方面，由于用户报修范围不完整，导致故障区段和设备判断模糊。

通过多源信息的故障定位方法，可以提高故障检修过程的主动性和智能性，快速准确地定位故障区域，提高供电可靠性和配电网检修效率，并且可以减少停电时间。

该系统的研究与应用，不仅能有效解决当前配电网故障研究与判断中存在的问题，而且对我国智能电网的发展具有重要意义。

1、配电网故障信号1.1FTU或DTU信息FTU一般安装在柱上开关处，采集柱上开关的遥信和遥测量，FTU同时具备上送保护信号。

当线路出现短路后，断路器跳闸，FTU上送保护动作信号和开关的分闸信号。

DTU安装环网柜或者开闭所，采集站内开关的遥信和遥测量，当线路出现短路后，保护动作引起开关跳闸，DTU上送保护动作信号和开关的分闸信号。

1.2故障指示器信息故障指示器一般装设在架空线路主干线或者大分支线路的分支处。

当线路出现短路故障时，故障指示器监测到短路会触发翻牌，因为短路点上游的故障能监测到短路电流翻牌动作，而下游故障指示器监测不到短路电流不会翻牌动作，所以故障指示器的翻牌动作情况可以定位真实的故障区间。

目前故障指示器通常都会采集遥信和遥测，因此故障指示器上送的动作信号是一种重要的故障信号。

Ａ．电力系统规划、稳态分析与控制．２６５．配电网故障定位的改进通用矩阵算法惠慧，金玉生（华北电力大学电气与电子工程学院，北京市１０２２０６）摘要：分析了目前配电网故障定位算法中存在的问题，针对馈线区域和开关设备拓扑联接关系的网络关联描述矩阵模型，提出了一种配电网故障定位的改进通用矩阵算法，该算法在通用矩阵算法的基础上，对配电网末端故障及多电源复故障问题提出了新的判据，可快速地定位出故障区域，同时能确定出隔离该区域所应断开的电源侧开关，不仅能对配电网单一故障进行定位，而且能对配电网末端故障以及多电源复故障做出快速、准确的诊断。

该算法判据简单，算例仿真验证了算法的有效性。

关键词：配电网自动化，故障定位，网络关联描述矩阵，故障判断矩阵，算法１引言随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人们对供电可靠性提出了越来越高的要求。

配电网的设备多、涉及面广，特别容易受用户变动、城乡市政建设等的影响，因此发展很不平衡，直接影响供电质量和供电可靠性。

国网逐步加大了配电系统的投资力度，目前配电自动化系统的建设已成为城市电网改造和建设的一项重要任务；馈线自动化是配网自动化系统的重要组成部分，其核心功能是配电网故障的定位和隔离，并为非故障区域的恢复供电奠定必要的条件【ｌＪ。

文献【２ｊ提出的矩阵算法，要对生成的网络描述矩阵和故障信息矩阵进行相乘运算，再对相乘后的矩阵进行规格化处理，得到故障判别矩阵Ｐ。

对Ｐ进行故障定位。

需要对Ｐ中的元素昂和匕进行异或运算，若结果为１，即可确定故障发生在ｉ，ｊ之间的区段。

但此算法只适用于单电源运行方式，且运算和判据复杂，计算速度慢。

文献【３】提出的配电网故障定位算法，无需矩阵相乘运算和规格化处理，且判据简单，计算速度快，但是对于末端故障和多电源多重故障的问题没得到解决。

文献［４１是在文献１３】的基础上，补充了对末端故障定位的判据，但对多电源多重故障定位中，只针对—个供电电源定义了网络正方向，存在漏判情况。

配电网故障定位的馈线矩阵算法宋云海，高厚磊，朱国防，焦伟龙山东大学电气工程学院Email: songyunhai123@摘要：提出了一种馈线矩阵算法，适用于配电网多电源闭环运行系统的单重故障定位。

该算法首先以常开联络开关为界将配电网分成由多条馈线组成的区域，并规定区域内每条馈线电源的功率流向为此馈线的正方向；然后，利用联络开关识别向量以及故障后馈线终端（FTU）上传的故障信息判断区域内常闭联络开关故障电流的方向，从而将故障位置缩小到一条馈线上；最后，利用该馈线的故障判别矩阵确定故障区段的位置，最终隔离故障区段。

该算法将故障位置缩小到一条馈线上，减小了矩阵规模，并且矩阵计算过程中无需进行矩阵规格化处理，简化了计算，因此能够快速准确地进行故障定位，满足故障定位的实时性要求。

文中以某一配电网多电源闭环运行系统发生永久性故障为例对本算法进行了分析，结果证明了算法的有效性。

关键词：配电网；故障定位；馈线自动化；馈线矩阵算法；联络开关识别向量A Feeder Matrix Algorithm for Fault Location inDistribution NetworksSong Yunhai, Gao Houlei, Zhu Guofang, Jiao WeilongSchool of Electrical Engineering, Shandong UniversityEmail: songyunhai123@Abstract: A matrix algorithm which can solve the problem of fault location in multi-source and closed loop running distribution networks is presented in this paper. The algorithm firstly divides a distribution network into many areas which are composed of feeders and open loop switches are the borders of an area. The power flow direction of each feeder source is regarded as the positive direction of the feeder. Then, the direction of fault currents of closed loop switches is judged by the loop switch recognition vectors and the fault information uploaded by feeder terminal units (FTU) after the fault and the searching range of the fault section is minished to a single feeder. Finally, according to the fault judging matrix of the feeder, the fault section can be identified and isolated. As the algorithm minishes the searching range of the fault section and doesn’t need matrix standardization, it can locate the fault location accurately and rapidly and meet the real-time requirement of fault location. The result of a calculation example proves the validity of the algorithm.Keywords:distribution network; fault location; feeder automation; feeder matrix algorithm; loop switch recognition vector1 引言为了提高供电可靠性，保证人民的正常用电需求，在配电网发生故障后，需要快速准确地对故障进行定位，并隔离故障区段以便恢复非故障停电区域的供电。

基于矩阵法和电压降法的配电网故障定位及仿真周凯峰发布时间：2021-08-26T09:11:29.392Z 来源：《中国科技人才》2021年第15期作者：周凯峰[导读] 配电网故障是停电事故和制约供电可靠性的重要因素，其中单相接地占80%以上，研究配电网的单相接地故障定位方法有重大意义。

国网上海市电力公司检修公司上海 200063摘要：配电网故障是停电事故和制约供电可靠性的重要因素，其中单相接地占80%以上，研究配电网的单相接地故障定位方法有重大意义。

考虑到配电网的特性利用FTU采集的信息进行逐步故障定位，首先使用矩阵法进行故障的区段定位，然后使用电压降法进行故障的距离定位，经过仿真模拟验证了两种方法的可行性和准确性，有助于故障的快速切除和配电网的安全稳定运行。

关键词：配电网；故障定位；矩阵法；电压降法0 引言配电网是输电网和电力用户之间的纽带，负责分配电能的工作，是电力系统的重要组成部分。

由于长期“重发电，轻配电”的历史原因，配电网成为制约电力系统供电可靠性提高的因素。

相关资料显示，用户所遭受的停电事故中有95%以上都是由配电网引起的[1]。

在配电网发生故障后，对故障点及时、准确的定位是快速消除配电网故障的基础，对于保障用户供电，提高供电可靠性有着重大意义。

我国配电网中发生的故障主要为单相接地故障，统计表明单相接地故障约占配电网故障总数的80%以上[2]。

因此，研究配电网单相接地故障的定位方法对保证故障的快速切除和配电网的安全稳定运行有重大意义。

1 配电网故障定位及仿真 1.1 故障定位方法配电网线路分支多，地理跨度大，所处地形复杂，直接进行故障定位有很大的难度。

可以先将整个配电网划分为简单的、地理跨度较小的线路，实现故障的区段定位；然后在故障的定位区段进行准确的距离定位。

FTU全称为馈线终端单元，通常安装配电柜内或电力线柱上，能对开关位置、线路电压、开关电流、有功功率、无功功率等模拟量进行采集和谐波分析，并通过通信网络将上述信息发送给远方。

基于矩阵和贝叶斯理论的配电网容错故障定位研究梁仕斌;杨鑫;邓飞;田庆生;张家洪;李川;李英娜【摘要】为解决配电网终端设备故障等引起的故障信息漏报或误报造成的故障定位系统定位区域不准确问题,论文在现有的基于矩阵理论的故障定位算法基础上,研究一种采用贝叶斯分析方法的配电网容错故障定位方法.首先采用矩阵故障定位算法计算出可能存在故障的疑似区域,然后再采用基于贝叶斯的分析方法计算出所有这些区域的可能发生故障的概率,最后可判断出实际的故障区域.通过实例运算,验证了算法的准确性和可行性.【期刊名称】《软件》【年(卷),期】2018(039)008【总页数】4页(P84-87)【关键词】配电网;故障定位;故障判别矩阵;贝叶斯理论【作者】梁仕斌;杨鑫;邓飞;田庆生;张家洪;李川;李英娜【作者单位】云南电力试验研究院(集团)有限公司,云南昆明 650217;昆明理工大学,云南昆明 650504;云南电力试验研究院(集团)有限公司,云南昆明 650217;云南电力试验研究院(集团)有限公司,云南昆明 650217;昆明理工光智检测科技有限公司,云南昆明 650500;昆明理工大学,云南昆明 650504;昆明理工光智检测科技有限公司,云南昆明 650500;昆明理工大学,云南昆明 650504;昆明理工光智检测科技有限公司,云南昆明 650500;昆明理工大学,云南昆明 650504【正文语种】中文【中图分类】TM73配电网是电力系统中直接与用户联系的重要环节，其覆盖范围广泛，多采用辐射状结构闭环设计开环运行，复杂的运行环境使得配电网发生故障的概率较高，这将会严重影响供电的可靠性及稳定性。

随着电网的日益发展扩大，对配电网故障定位的准确性要求越来越高，人们已经进行了大量的研究[1-4]。

现有的配电网故障定位方法主要分为基于矩阵理论[5-7]和基于人工神经网络两大类[8-12]。

基于矩阵理论的故障定位算法主要依据大量的远方终端设备如馈线单元FTU（Feeder Terminal Unit）、配变监测终端TTU（Transformer Terminal Unit）、以及站所终端DTU（Distribution Terminal Unit）等采集的馈线和配电设备运行参数，并以此建立配电网描述矩阵、故障判别矩阵再结合相应的故障判据来进行故障定位。

矩阵算法在配电网故障定位中的应用分析
翟玉波;张林冬;汪有成;孙建宇;刘尚融
【期刊名称】《中国新技术新产品》
【年(卷),期】2022()5
【摘要】配电网直接和电力用户相连,提高配电网运行的稳定性,对提高配电系统的供电可靠性具有重要作用。

当配电网发生故障时,需要尽快对故障进行定位,以便快速对故障进行处理。

其中利用矩阵算法能够很好地进行配电网的故障定位,该文详细分析了矩阵算法在配电网故障定位中的应用原理,并分析了相关案例。

结果表明该矩阵定位算法不仅能够对配电网中的单一故障进行定位,还能够对配电网中的多重故障进行定位,应用效果较好,能够有效缩短配电网故障停电时间。

【总页数】3页(P80-82)
【作者】翟玉波;张林冬;汪有成;孙建宇;刘尚融
【作者单位】内蒙古电力(集团)有限责任公司包头供电分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM73
【相关文献】
1.遗传算法在智能配电网故障定位应用分析
2.基于图论的矩阵算法在配电网故障定位中的应用
3.基于图论的矩阵算法在配电网故障定位中的应用研究
4.改进矩阵算法及其在配电网故障定位中的应用
5.基于网形结构矩阵的配电网故障定位算法实现与应用
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第38卷第20期电力系统保护与控制Vol.38 No.20 2010年10月16日Power System Protection and Control Oct. 16, 2010 配电网单相接地故障区段定位矩阵算法的研究齐 郑1，高玉华2，杨以涵1（1.华北电力大学电气与电子工程学院，北京 102206; 2.廊坊供电公司， 河北 廊坊 065000）摘要：配电网由于分支多、接地电阻大，单相接地故障定位问题长期以来没有得到很好的解决。

提出了一种基于矩阵算法的配电网单相接地故障区段带电定位方法。

针对FTU（Feeder Terminal Unit）测量数据建立故障信息特征矩阵，对于中性点不接地系统，特征矩阵中的元素为FTU测量到的零序电流与零序电压的相位差；对于中性点经消弧线圈接地系统，利用残流增量原理，特征矩阵中的元素为FTU测量到的零序电流幅值变化量。

应用统一判据对特征矩阵进行分析，确定故障点所在的区段，同时分析了当故障信息不完整时的解决方法。

现场试验数据充分验证了该方法的正确性与可行性。

关键词：配电网；故障区段定位；故障信息特征矩阵；消弧线圈；残流增量；单相接地；在线定位Research on matrix-based algorithm for single-phase-to-earth fault section location in distribution gridQI Zheng1，GAO Yu-hua2，YANG Yi-han1（1.School of Electric and Electronic Engineering，North China Electric Power University，Beijing 102206，China;ngfang Power Supply Company, Langfang 065000, China)Abstract：Due to the large amount of branches and high grounding resistance of distribution grid the grounding fault location has not，been solved effectively．The matrix-based live location method is proposed for single-phase-to-earth fault section in distribution grid Fault message character matrix is designed． according to the data measured by FTU For neutral point insulation system the．，element of character matrix is the phase difference between zero-sequence voltage and zero-sequence current measured by FTU For．neutral point grounded by arc-suppression coil system the element of character matrix is the variant of zero，-sequence-current measured by FTU using the theory of remnant current increment Through analysis．of character matrix using united criterion fault，section is determined and the solution is analyzed when fault information is not completed The correctness and feasibility of this．technology has been fully approved by site experiments．Key words：distribution grid；fault section location；fault information character matrix；arc-suppression coil；remnant current increment；single-phase ground；on-line locating中图分类号： TM71 文献标识码：A 文章编号： 1674-3415(2010)20-0159-050 引言我国配电网的特点是分支多、覆盖区段广、接地电阻大，而且多数采用中性点非有效接地方式，单相接地故障定位问题长期以来困扰供电部门，没有得到很好解决。

Telecom Power Technology运营探讨基于矩阵算法和优化算法的配电网故障定位许泰峰1，王臻玉2易源士创信息科技（南京）有限公司，江苏南京210000；2.国电南瑞南京控制系统有限公司，江苏区段定位是配电网故障处理的重要手段。

根据现有矩阵算法存在的问题，在保证优化算法高效定位的基础上，将两种算法有效结合，提出一种新型配电网故障定位方法。

首先针对配电网故障告警出现的原因，在精确描述配电网矩阵的基础上，构建故障区段定位矩阵，为后期改进和优化相关矩阵及快速定位故障区段提供重要的依据和参考。

其次根据告警信息，利用矩阵判断结果，确保容错判断工作落实到位，为精确定位高容错性故障打下坚实的基础。

最后采用仿真模拟的方式验证新型配电网故障定位方法的可靠性，结果表明其具有非常高的有效性、可靠矩阵算法；优化算法；配电网故障定位Distribution Network Fault Location Based on Matrix Algorithm Combined withOptimization AlgorithmXU Taifeng1, WANG Zhenyu. Yearstrong Information Technology(Nanjing) Co., Ltd., Nanjing. Guodian Nari Nanjing Control System Co., Ltd., Nanjing 2021年2月10日第38卷 第3期Telecom Power TechnologyＦｅｂ．　１０，　２０２１　Ｖｏｌ．３８　Ｎｏ．３　许泰峰，等：基于矩阵算法和优化算法的配电网故障定位系统可疑区段的实际状态[4]。

以告警信息畸变为例，针对矩阵判断得到的可疑区段集合列举出最优化目标计算结果，如表1所示。

表1 简单案例的容错性判断解空间X C(X)f(X)容错性判断[00][0000]T2.9无故障[10][1000]T3.0L1故障[01][0001]T1.9L4故障[11][1001]T2.5L1和L4故障表中的f(X)代表最小化优化目标函数，C(X)代表最小集函数，X代表函数解空间。