1.一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法,其特征在于:结合区域电网拓扑信息,面向已配置的行波定位单元,根据Dijkstra算法的最短路径划分节点故障域,并提出故障位置隶属于单一节点故障域的预判据;通过对复杂环网故障行波传输路径的分析,构建以节点域为中心的预期值和实际值的信息域时差、故障支路搜索矩阵,在此基础上提出终端线路、普通线路及环域线路的故障支路类别识别判据;进一步基于矩阵搜索实现故障支路判别;最后针对不同的故障支路类别,融合单/多端行波定位方法,实现故障位置的精确计算。
2.一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法,其特征在于包括以下步骤:
步骤1:面向区域电网,已配置的行波定位单元,根据Dijkstra算法的最短路径划分节点故障域,并建立故障位置隶属于单一节点故障域的预判据;
步骤2:对复杂环网故障行波传输路径进行分析,构建以节点域为中心的预期值和实际值的信息域时差、故障支路搜索矩阵;
步骤3:在步骤2的基础上建立终端线路、普通线路及环域线路的故障支路类别辨识判据,进一步基于矩阵搜索,实现环域线路故障支路辨识;
步骤4:通过步骤3定位主站确定故障支路,剔除无效的时间数据;
步骤5:确认故障线路后,对于终端线路,采用单端法进行精确的故障位置计算;普通线路,采用双端法计算故障位置;对于环域线路,根据多端数据计算故障位置。
3.根据权利要求2所述一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法,其特征在于:
步骤1中,故障位置隶属于单一节点故障域的预判据为:分别以配置了定位单元的节点为节点域中心Sp,依次假设每条线路发生故障,根据Dijkstra算法求取最短路径,其线路上的任意位置到达节点Sp的传输路径最短,则称该线路属于节点Sp的节点故障域;故障发生后,选取定位单元记录的初始波头检测时间(t1、t2、…、ti,),tp为节点Sp记录的时间,确定故障位置隶属于单一节点故障域的预判据:tp=min(t1,t2,...,ti)。
4.根据权利要求2所述一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法,其特征在于:
步骤2中,构建以节点域为中心的预期值和实际值的信息域时差,包括:
根据节点Si与Sp记录的行波到达时刻,计算故障初始行波到达时刻差,即实际值信息域,为Δtip=ti-Δtp;根据线路实际参数,计算行波波速,将节点Si与Sp间的最短路径di-p除以行波波速v1,得到行波在任意两定位单元路径上的预期值信息域Δt′ip;行波透射根节点,在任意两定位单元路径上的预期值信息域Δt″ip;信息域时差ΔTip、ΔT′ip,其中,ΔTip=Δtip-Δt′ip,ΔT′ip=Δtip-Δt″ip。
5.根据权利要求2所述一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法,其特征在于:
步骤2中,构建以节点域为中心的故障支路搜索矩阵,包括:
故障支路搜索矩阵的第一行A1i和第二行A2i分别为ΔTip和ΔT′ip,ε为设定的误差裕度;
当判据ΔTip∈[0,ε]成立时,记A1i=0;当判据ΔTip∈[-(di-p/v1)-ε,ε]成立时,记A1i<0;当判据ΔT′ip∈[0,ε]成立时,记A2i=0;当判据ΔT′ip∈[-(di-p/v1)-ε,ε]成立时,记A2i<0;A2i=-1表示线路不经过根节点传播。
6.根据权利要求2所述一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法,其特征在于:
步骤3中,故障支路类别辨识判据具体为:
搜索矩阵的第一行元素均为0,则故障线路为节点域中心Sp的终端线路;ΔTmp为节点域中心Sp与普通线路另一侧最近变电站的信息域时差,当判据ΔTmp∈[-(dm-p/v1)-ε,ε]时,则故障线路为节点域中心Sp的普通线路;环域线路故障支路辨识原则:当满足A1i=0、A2i=0、A1i<0∩A2i<0时,则节点间最短路径不包含故障线路,当满足A1i<0∩A2i=-1节点间最短路径包含故障线路。
7.根据权利要求2所述一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法,其特征在于:
步骤4中,剔除无效的时间数据,具体为:当满足|Ti-Tj|>(dij/v)+ε时,剔除ti、tj信息。
8.根据权利要求2所述一种节点故障域时差法的区域电网故障定位方法,其特征在于:
步骤5中,精确的故障位置计算具体为:对于终端线路,实时修正零模波速,并利用模量速度差法精确计算故障位置;对于普通线路,则利用扩展双端法精确计算故障位置;对于环域线路,根据多端数据计算故障位置,按故障线路两侧将初始波头有效时间数据分为两组,两两配对,根据扩展双端法原理计算故障距离,计算权重:dij千米的倒数1/dij,对计算距离进行加权求和,确定精确的故障位置。