基于保护状态信息与凝聚层次聚类的电网故障定位算法

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.02.001

电器与能效管理技术 ›› 2022, Vol. 0 ›› Issue (2): 1-5.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2022.02.001

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基于保护状态信息与凝聚层次聚类的电网故障定位算法

何森¹, 陈义森², 张厚荣¹, 郑文坚¹, 宋云海¹, 尚佳宁¹, 崔曼帝¹, 王奇¹, 常安¹, 赖光霖¹

1.中国南方电网超高压输电公司检修试验中心,广东广州 510700
2.华南理工大学,广东广州 510640

收稿日期:2021-09-28 出版日期:2022-02-28 发布日期:2022-03-31
作者简介:何森(1993—),男,主要从事输变电智能装备技术研究与应用工作。|陈义森(1996—),男,硕士研究生,研究方向为电力系统故障诊断与风险评估。|张厚荣(1989—),男,高级工程师,主要从事输变电在线监测技术研究。
基金资助:
国家自然科学基金(51677073);中央高校基本科研业务费重大产学研合作扶持专项(xzd1D2201280)

Power Grid Fault Location Algorithm Based on Protection State Information and Agglomerated Hierarchical Clustering

HE Sen¹, CHEN Yisen², ZHANG Hourong¹, ZHENG Wenjian¹, SONG Yunhai¹, SHANG Jianing¹, CUI Mandi¹, WANG Qi¹, CHANG An¹, LAI Guanglin¹

1. Maintenance and Test Center of Extral High Voltage Company of China Southern Power Grid,Guangzhou 510700,China
2. South China University of Technology,Guangzhou 510640,China

Received:2021-09-28 Online:2022-02-28 Published:2022-03-31

摘要/Abstract

摘要：

针对现有电网故障定位算法对信息利用率不高而导致定位准确性及容错能力不足的问题,提出一种基于保护状态信息与凝聚层次聚类(AHC)的电网故障定位算法。首先,通过智能电子装置(IED)获取电网各断路器及保护设备的状态信息以构建故障特征向量;然后,应用AHC算法对特征向量进行聚类分析,依据元件与IED的关联方式求取故障元件;最后,与现有基于模糊C均值、改进谱聚类的电网故障定位算法进行对比。结果表明,所提算法具备不需要事先预判聚类簇数、故障定位结果更加稳定的优势,且在准确性以及对于IED信息的容错能力方面有所提高。

关键词: 电网故障定位, 凝聚层次聚类, 保护状态信息, 容错性

Abstract:

Aiming at the problem of insufficient accuracy and fault tolerance due to low information utilization of existing fault location algorithms,a fault location algorithm based on protection state information and Agglomerative Hierarchical Clustering (AHC) is proposed.Firstly,the state information of circuit breakers and protective devices in the power grid is obtained by Intelligent Electronic Device (IED) to construct the fault feature vector.Then,AHC algorithm is used to cluster the feature vectors,and the faulty elements are obtained according to the association between elements and IEDs.Finally,it is compared with the existing power grid fault location algorithms based on fuzzy C-means and improved spectral clustering.The results show that the proposed algorithm has the advantages of not necessary to predict the number of clusters in advance,more stable fault location results,and improved accuracy and fault tolerance for IED information.

Key words: power grid fault location, agglomeration hierarchical clustering, protection status information, fault tolerance

中图分类号:

TM732

何森, 陈义森, 张厚荣, 郑文坚, 宋云海, 尚佳宁, 崔曼帝, 王奇, 常安, 赖光霖. 基于保护状态信息与凝聚层次聚类的电网故障定位算法[J]. 电器与能效管理技术, 2022, 0(2): 1-5.

HE Sen, CHEN Yisen, ZHANG Hourong, ZHENG Wenjian, SONG Yunhai, SHANG Jianing, CUI Mandi, WANG Qi, CHANG An, LAI Guanglin. Power Grid Fault Location Algorithm Based on Protection State Information and Agglomerated Hierarchical Clustering[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2022, 0(2): 1-5.

图/表 4

图1

图2

图3

表1

IED信息存在错漏时故障定位结果

故障元件	IED信息	AHC分类向量	故障定位结果对比
故障元件	IED信息	AHC分类向量	本文	文献[8]、文献[9]
L4	故障关联IED7、 IED8信息均丢失, 其他信息正常	C= $2121220022222222122222122222$	IED7、IED8 关联L4,正确		文献[8]正确文献[9]正确
	故障关联IED7信息丢失,非关联IED11 信息丢失,其余正常	C= $2121220022022222122222122222$	IED7、IED8、IED11 关联L4,正确		文献[8]正确文献[9]正确
	故障关联IED7部分保护动作信息错误, 其余正常	C= $1010110011111111011111011111$	IED2、IED4、IED7、 IED8、IED17、 IED23关联L4,正确		文献[8]错误文献[9]错误
B3	故障关联IED5、 IED6、IIED7信息均丢失,其余正常	C= $2121000122222222222222222222$	IED5、IED6、IIED7 关联母线B3,正确		文献[8]错误文献[9]正确
	非故障关联IED11、 IED14、IED16、IED22 信息均丢失,其余正常	C= $3131000133233232333332333333$	IED5、IED6、IIED7 关联母线B3,正确		文献[8]正确文献[9]正确
	故障关联IED5部分保护动作信息错误, 其余正常	C= $2121000122222222222222222222$	IED5、IED6、IIED7 关联母线B3,正确		文献[8]正确文献[9]正确

表1

参考文献 12

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基于保护状态信息与凝聚层次聚类的电网故障定位算法

Power Grid Fault Location Algorithm Based on Protection State Information and Agglomerated Hierarchical Clustering

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