基于图论与启发式算法的配电网故障处理方法研究

摘要

配电自动化是配电网主站的重要组成部分。馈线故障的定位、隔离和恢复是配电自动化的核心功能。目前基于FTU的主站集中式故障处理方法成为主流配电网故障处理方法。
　　集中式故障处理过程分为故障的定位隔离和非故障区域供电恢复两个步骤。常见故障定位隔离有两种算法，分别是基于图论类的算法和基于人工智能类的算法。非故障区域恢复常见有基于启发式的算法和基于人工智能类的两种算法。在配电网故障定位和非故障区域恢复上采用人工智能类的算法目前还存在不少实用性的问题，比如算法计算时间过长和需要学习周期，因此人工智能类算法在实用化系统上采用的不多。目前配网故障处理采用图论和启发式的算法组合是一种比较实用的方法组合。
　　本文对常见的图论类算法和启发式算法在大中型配网主站使用存在的问题进行了研究，得出图论类算法和启发式算法在大中型配网主站使用时存在:算法建立模型占用存储空间巨大、算法运算时间过长和模型维护开销过大这三个问题。提出了将配电网故障处理与配电网高级应用相结合来避免存在问题的改进思路。
　　根据改进思路，提出改进的基于图论的故障定位隔离方法和基于启发式算法的非故障区域恢复方法，对改进方法进行了实现设计。设计内容包括:功能模块与高级应用关系、方法工作流程、重要数据类型和与高级应用接口函数定义、非故障区域重构目标和约束条件设定。
　　设计并搭建了基于DF8003D配电网主站的验证平台。根据验证目标设计了基于城区配网模型的功能验证方案，并进行了模拟验证，验证结果证明本文提出方法可行并适合于在大型配电网主站应用。

目录

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CONTENTS

摘要

第1章 绪论

1．1 配电自动化的概念及其发展

1．2 发展配电自动化原因

1．3 本文主要的研究目标和内容

第2章 配电网故障处理方法选择及改进

2．1 故障定位隔离

2．1．1 故障定位隔离方法

2．1．2 主站集中式故障定位算法

2．2 非故障区域恢复

2．2．1 非故障区域恢复方法

2．2．2 主站集中式非故障区域恢复算法

2．3 故障处理方法选择及问题

2．3．1．图论类算法在故障定位中的问题

2．3．2 启发类算法在故障恢复中的问题

2．4 方法改进思路

第3章 配电网故障定位隔离方法设计

3．1 原理简介

3．2 故障定位方法设计

3．2．1 模块关系

3．2．3 类型和接口函数定义

3．2．4 方法流程描述

3．2．5 流程图

第4章 配电网非故障区域恢复方法设计

4．1 故障重构目标和约束条件设定

4．2 故障区域恢复方法原理简介

4．3 配电网故障重构方法设计

4．2．1 模块关系

4．2．2 类型定义和接口函数描述

4．2．3 方法流程描述

4．2．4 流程图

第5章 基于某城区配网主站的功能验证

5．1 验证环境配置

5．2 验证故障方案设计

5．3 故障处理过程

5．3．1 故障信号收集

5．3．2 故障定位和隔离

5．3．3 非故障区域恢复

第6章 总结和展望

6．1 本文总结

6．2 相关问题及展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

攻读学位期间参加的科研工作