基于升维线性规划的主动配电网故障区段定位方法

李振钊; 王增平; 张玉玺; 乔鑫

doi:10.7500/AEPS20210512007

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基于升维线性规划的主动配电网故障区段定位方法

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 基于升维线性规划的主动配电网故障区段定位方法
- Fault Section Location Method for Active Distribution Network Based on Linear Programming with Ascending Dimension
- 电力系统自动化 2021年45卷第24期页码：122-132
- 作者机构：
  
  新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学），北京市 102206
- 作者简介：
  
  李振钊(1998—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电力系统继电保护。E-mail：hd_lzz@sina.com
  王增平(1964—)，男，通信作者，教授，博士生导师，主要研究方向：新能源电力系统继电保护新原理与新技术、基于信息融合的系统安全保护。E-mail：wangzp1103@sina.com
  张玉玺(1998—)，男，硕士研究生，主要研究方向：电力系统继电保护。E-mail：zhangyuxi_ncepu@163.com
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2016YFB0900604);国家电网公司总部科技项目(521710180008)
- DOI：10.7500/AEPS20210512007
  中图分类号：
- 收稿日期：2021-05-12，
  
  修回日期：2021-09-14，
  
  网络出版日期：2021-11-10，
  
  纸质出版日期：2021-12-25
- 稿件说明：
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李振钊,王增平,张玉玺等.基于升维线性规划的主动配电网故障区段定位方法[J].电力系统自动化,2021,45(24):122-132.

LI Zhenzhao,WANG Zengping,ZHANG Yuxi,et al.Fault Section Location Method for Active Distribution Network Based on Linear Programming with Ascending Dimension[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(24):122-132.
李振钊,王增平,张玉玺等.基于升维线性规划的主动配电网故障区段定位方法[J].电力系统自动化,2021,45(24):122-132. DOI： 10.7500/AEPS20210512007.

LI Zhenzhao,WANG Zengping,ZHANG Yuxi,et al.Fault Section Location Method for Active Distribution Network Based on Linear Programming with Ascending Dimension[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(24):122-132. DOI： 10.7500/AEPS20210512007.

摘要

分布式电源接入配电网导致传统故障定位方法面临巨大挑战。为此，提出一种基于升维线性规划的主动配电网故障区段定位方法。首先，以状态逼近思想和最小故障集理论为基础，构建适用于整数线性规划的新型目标函数。然后，通过升维将多点故障区段定位问题转变为系数矩阵高度稀疏的0-1整数线性规划问题，提高区段定位结果的可靠性。最后，使用MATLAB对整数线性规划问题进行求解。仿真结果表明：该方法具有一定的容错能力，不受畸变类型的影响，求解速度快，可以适应分布式电源的动态投切以及分布式电源通过“T”接方式接入配电网的供电模式。

Abstract

The traditional fault location method is confronted with great challenges when the distributed generators is connected to the distribution network. Therefore

a fault section location method for active distribution network based on linear programming with ascending dimension is proposed. Firstly

a new objective function for integer linear programming is constructed based on the idea of state approximation and the theory of the minimum fault set. Secondly

the multi-point fault section location problem is transformed into a 0-1 integer linear programming problem with highly sparse coefficient matrix by ascending dimension so that the reliability of section location results is improved. Finally

MATLAB is used to solve the integer linear programming problem. The simulation results show that the method has a certain fault-tolerant ability and fast solution speed

and is not affected by the distortion types. It can adapt to the dynamic switching of the distributed generator and the power supply mode that the distributed generator is connected to the distribution network through the “T” connection.

关键词

Keywords

references

徐彪，尹项根，张哲，等 . 矩阵算法和优化算法相结合的配电网故障定位［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 5 ）： 152 - 158 .

XU Biao ， YIN Xianggen ， ZHANG Zhe ， et al . Fault location for distribution network based on matrix algorithm and optimization algorithm ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 5 ）： 152 - 158 .

王增平，杨国生，汤涌，等 . 基于特征影响因子和改进BP算法的直驱风机风电场建模方法［J］. 中国电机工程学报， 2019 ， 39 （ 9 ）： 2604 - 2615 .

WANG Zengping ， YANG Guosheng ， TANG Yong ， et al . Modeling method of direct-driven wind generators wind farm based on feature influence factors and improved BP algorithm ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2019 ， 39 （ 9 ）： 2604 - 2615 .

徐岩，张荟，马天祥，等 . 含分布式电源的配电网故障紧急恢复与抢修协调优化策略［J/OL］. 电力系统自动化： 1 - 10 ［ 2021-09-17 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20210830.1130.006.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20210830.1130.006.html .

XU Yan ， ZHANG Hui ， MA Tianxiang ， et al . Coordinated optimization strategy of fault emergency recovery and repair for distribution network with distributed generations ［J］. Automation of Electric Power Systems： 1 - 10 ［ 2021-09-17 ］. http：//kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20210830.1130.006.html http://kns.cnki.net/kcms/detail/32.1180.TP.20210830.1130.006.html .

徐丙垠 . 配电网继电保护与自动化［M］. 北京：中国电力出版社， 2017 .

XU Bingyin . Relay protection and automation of distribution network ［M］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2017 .

赵凤贤，孟镇，李永勤，等 . 基于故障分量的主动配电网纵联保护原理［J］. 高电压技术， 2019 ， 45 （ 10 ）： 3092 - 3100 .

ZHAO Fengxian ， MENG Zhen ， LI Yongqin ， et al . Pilot protection scheme for active distribution network based on fault components ［J］. High Voltage Engineering ， 2019 ， 45 （ 10 ）： 3092 - 3100 .

李泽文，刘基典，席燕辉，等 . 基于暂态波形相关性的配电网故障定位方法［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 21 ）： 72 - 79 .

LI Zewen ， LIU Jidian ， XI Yanhui ， et al . Fault location method for distribution network based on transient waveform correlation ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 21 ）： 72 - 79 .

贾科，杨哲，魏超，等 . 基于斯皮尔曼等级相关系数的新能源送出线路纵联保护［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 15 ）： 103 - 111 .

JIA Ke ， YANG Zhe ， WEI Chao ， et al . Pilot protection based on spearman rank correlation coefficient for transmission line connected to renewable energy source ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 15 ）： 103 - 111 .

宫璇，任欣旭，王秋杰，等 . 具有高容错稳定性的含DG配电网区段定位方法［J/OL］. 高电压技术： 1 - 15 ［ 2021-04-23 ］. https：//doi.org/10.13336/j.1003-6520.hve.20201665 https://doi.org/10.13336/j.1003-6520.hve.20201665 .

GONG Xuan ， REN Xinxu ， WANG Qiujie ， et al . A section location method with high fault tolerance stability for distribution network with distributed generation ［J/OL］. High Voltage Engineering ： 1 - 15 ［ 2021-04-23 ］. https：//doi.org/10.13336/j.1003-6520.hve.20201665 https://doi.org/10.13336/j.1003-6520.hve.20201665 .

王守相，宋丽可，舒欣 . 分布式电源与多元负荷高渗透接入的主动配电网自适应过流保护方案［J］. 高电压技术， 2019 ， 45 （ 6 ）： 1783 - 1794 .

WANG Shouxiang ， SONG Like ， SHU Xin . Adaptive overcurrent protection of active distribution network with high penetration of distributed generations and multiple loads ［J］. High Voltage Engineering ， 2019 ， 45 （ 6 ）： 1783 - 1794 .

郑涛，马龙，李博文 . 基于馈线终端装置信息畸变校正的有源配电网故障区段定位［J/OL］. 电网技术： 1 - 11 ［ 2021-03-18 ］. https：//doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2020.1991 https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2020.1991 ．

ZHENG Tao ， MA Long ， LI Bowen . Fault section location of active distribution network based on feeder terminal unit information distortion correction ［J/OL］. Power System Technology ： 1 - 11 ［ 2021-03-18 ］. https：//doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2020.1991 https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2020.1991 .

翁蓝天，刘开培，刘晓莉，等 . 复杂配电网故障定位的链表法［J］. 电工技术学报， 2009 ， 24 （ 5 ）： 190 - 196 .

WENG Lantian ， LIU Kaipei ， LIU Xiaoli ， et al . Chain table algorithm for fault location of complicated distribution network ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2009 ， 24 （ 5 ）： 190 - 196 .

王秋杰，金涛，申涛，等 . 利用多因素降维的配电网区段定位完全解析模型［J］. 电工技术学报， 2019 ， 34 （ 14 ）： 3012 - 3024 .

WANG Qiujie ， JIN Tao ， SHEN Tao ， et al . A complete analytic model of section location in distribution network based on multi-factor dimensionality deduction ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2019 ， 34 （ 14 ）： 3012 - 3024 .

王艳松，宗雪莹，衣京波 . 配电网故障定位容错算法［J］. 电力自动化设备， 2018 ， 38 （ 4 ）： 9 - 15 .

WANG Yansong ， ZONG Xueying ， YI Jingbo . Fault-tolerant algorithm for fault location in distribution network ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2018 ， 38 （ 4 ）： 9 - 15 .

郑晨玲，朱革兰 . 基于贝叶斯估计的配电网智能分布式故障区段定位算法［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 4 ）： 1561 - 1567 .

ZHENG Chenling ， ZHU Gelan . Distribution network fault segment location algorithm based on Bayesian estimation in intelligent distributed control mode ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 4 ）： 1561 - 1567 .

金涛，李鸿南，刘对 . 基于BPSOGA的含风电机组的配电线路故障区段定位［J］. 电力自动化设备， 2016 ， 36 （ 6 ）： 27 - 33 .

JIN Tao ， LI Hongnan ， LIU Dui . Faulty section location based on BPSOGA for distribution line with wind turbine generator ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2016 ， 36 （ 6 ）： 27 - 33 .

赵乔，王增平，董文娜，等 . 基于免疫二进制粒子群优化算法的配电网故障定位方法研究［J］. 电力系统保护与控制， 2020 ， 48 （ 20 ）： 83 - 89 .

ZHAO Qiao ， WANG Zengping ， DONG Wenna ， et al . Research on fault location in a distribution network based on an immune binary particle swarm algorithm ［J］. Power System Protection and Control ， 2020 ， 48 （ 20 ）： 83 - 89 .

高锋阳，李昭君，袁成，等 . 量子计算和免疫优化算法相结合的有源配电网故障定位［J］. 高电压技术， 2021 ， 47 （ 2 ）： 396 - 406 .

GAO Fengyang ， LI Zhaojun ， YUAN Cheng ， et al . Fault location for active distribution network based on quantum computing and immune optimization algorithm ［J］. High Voltage Engineering ， 2021 ， 47 （ 2 ）： 396 - 406 .

付家才，陆青松 . 基于蝙蝠算法的配电网故障区间定位［J］. 电力系统保护与控制， 2015 ， 43 （ 16 ）： 100 - 105 .

FU Jiacai ， LU Qingsong . Fault sections location of distribution network based on bat algorithm ［J］. Power System Protection and Control ， 2015 ， 43 （ 16 ）： 100 - 105 .

XIONG G ， SHI D ， ZHANG J ， et al . A binary coded brain storm optimization for fault section diagnosis of power systems ［J］. Electric Power Systems Research ， 2018 ， 163 ： 441 - 451 .

郭壮志，徐其兴，洪俊杰，等 . 配电网快速高容错性故障定位的整数线性规划方法［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 3 ）： 786 - 795 .

GUO Zhuangzhi ， XU Qixing ， HONG Junjie ， et al . Integer linear programming based fault section diagnosis method with high fault-tolerance and fast performance for distribution network ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 3 ）： 786 - 795 .

孔培，刘建锋，周健，等 . 基于整数线性规划的配电网故障定位容错算法［J］. 电力系统保护与控制， 2020 ， 48 （ 24 ）： 27 - 35 .

KONG Pei ， LIU Jianfeng ， ZHOU Jian ， et al . Fault-tolerant algorithm for fault location in distribution network based on integer linear programming ［J］. Power System Protection and Control ， 2020 ， 48 （ 24 ）： 27 - 35 .

何瑞江，胡志坚，李燕，等 . 含分布式电源配电网故障区段定位的线性整数规划方法［J］. 电网技术， 2018 ， 42 （ 11 ）： 3684 - 3692 .

HE Ruijiang ， HU Zhijian ， LI Yan ， et al . Fault section location method for DG-DNs based on integer linear programming ［J］. Power System Technology ， 2018 ， 42 （ 11 ）： 3684 - 3692 .

李明阳，张沈习，程浩忠，等 . 含分布式电源的主动配电网分层故障定位方法［J/OL］. 电力系统及其自动化学报： 1 - 9 ［ 2021-07-15 ］. https：//doi.org/10.19635/j.cnki.csu-epsa.000702 https://doi.org/10.19635/j.cnki.csu-epsa.000702 .

LI Mingyang ， ZHANG Shenxi ， CHENG Haozhong ， et al . Hierarchical fault location method for active distribution network with distributed generation ［J/OL］. Proceedings of the CSU-EPSA ： 1 - 9 ［ 2021-07-15 ］. https：//doi.org/10.19635/j.cnki.csu-epsa.000702 https://doi.org/10.19635/j.cnki.csu-epsa.000702 .

张健磊，高湛军，陈明，等 . 考虑复故障的有源配电网故障定位方法［J］. 电工技术学报， 2021 ， 36 （ 11 ）： 2265 - 2276 .

ZHANG Jianlei ， GAO Zhanjun ， CHEN Ming ， et al . Fault location method for active distribution networks considering combination faults ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2021 ， 36 （ 11 ）： 2265 - 2276 .

王秋杰，金涛，谭洪，等 . 基于分层模型和智能校验算法的配电网故障定位技术［J］. 电工技术学报， 2018 ， 33 （ 22 ）： 5327 - 5337 .

WANG Qiujie ， JIN Tao ， TAN Hong ， et al . The technology on fault location of distribution network based on hierarchical model and intelligent checking algorithm ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2018 ， 33 （ 22 ）： 5327 - 5337 .

赵乔 . 智能配电网广域保护研究［D］. 北京：华北电力大学， 2017 .

ZHAO Qiao . Research on wide area protection of smart distribution grid ［D］. Beijing ： North China Electric Power University ， 2017 .

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