趙 丹，付振晶

（國網鎮(zhèn)江供電公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

0 引 言

含分布式電源配電網的故障定位分析，是提高配電網運行效率，有效解決配電網故障的重要前提。電力系統(tǒng)運行中，配電網是城市用電與電力銜接的關鍵紐帶，如果配電網故障不能及時定位與解決，則會影響到供電體系的正常運行，為生產生活用電帶來不便。配電網故障定位，能夠以最快速度定位故障，爭取及時解決故障，為電力系統(tǒng)的正常供電提供支撐。分布式電源是電力系統(tǒng)轉型的重要代表，可再生能源發(fā)展規(guī)劃的推進能夠加快分布式電源的滲透速度。目前，含分布式電源配電網的電力系統(tǒng)得到迅速普及，傳統(tǒng)配電網故障定位已經無法滿足新型電力系統(tǒng)配電網的故障定位需求。此時，以含分布式電源配電網的為載體，通過分析其特性探索創(chuàng)新故障定位方法，為含分布式電源配電網的安全可靠運行提供保障[1]。

1 含分布式電源配電網運行與故障特點

為精準定位含分布式電源配電網的運行故障，需要分析分布式電源的特點，全方位了解含分布式電源的配電網運行。目前，隨著科學技術迅速發(fā)展，分布式電源技術的發(fā)展不斷成熟，配電網運行體系漸趨完善，含分布式電源的配電網運行覆蓋范圍廣泛，并且構造模式升級，系統(tǒng)運行方式發(fā)生變化。該情況下，需要針對含分布式電源配電網特點與運行實況，提煉配電網故障定位經驗，進一步優(yōu)化故障算法，完善含分布式電源配電網的故障定位與處理機制[2]。對于配電網故障定位與解決，必須綜合評估分布式電源，根據(jù)評估結果針對性處理配電網。分布式電源分類如表1所示，結合表1內容詳細了解分布式電源，并科學評估分布式電源黑啟動、孤島運行能力等。

表1 分布式電源分類表

1.1 電機類故障

配電網的運行必須以同步發(fā)電機為基礎，或者由異步發(fā)電機配合，形成穩(wěn)定的配電網電源。該分布式電源應用模式主要集中于小型發(fā)電系統(tǒng)。借助同步發(fā)電機完成分布式電源的并網，其中常見故障以并網點短路、電機輸出短路等為主，造成這種故障的主要原因是電源安裝點的距離設計不科學，無法保證電網電流流通，故障發(fā)生的概率較高。

1.2 變流器類故障

變流器類電源主要是借助變電器裝置、并網燃料與光伏電池、儲存裝置與相關組件等。該類分布式電源在實際應用中，必須依靠調整變流器對電流進行限流或者保護。將變流器類電源與配電網連接后，運行調整核心為三相電壓源變流器，直流電通過配電網中的直流母線實時接收，經過電抗器對直流電的緩沖濾波處理，隨后輸入配電網[3]。因此，其常見故障主要體現(xiàn)在緩沖故障、濾波故障方面，導致配電網接入電流、電壓不穩(wěn)，繼而引發(fā)一系列運行問題。

2 基于Lamdba算法下含分布式電源配電網的故障定位

2.1 構建配電網數(shù)學模型

Lamdba算法應用的基礎是構建數(shù)學模型。數(shù)學模型的構建中，需要結合含分布式電源配電網的故障定位實況，以故障狀態(tài)編碼引導公式為切入點，并展開函數(shù)計算。

2.1.1 編碼方式

分布式電源是分布式發(fā)電技術發(fā)展的重要成果，有效改善了傳統(tǒng)電源系統(tǒng)中能耗高、發(fā)電效率低等問題，并且對配電網拓撲結構做出調整，以發(fā)散狀結構替代點狀結構，創(chuàng)新潮流分布方式，提高配電網運行效率[2]。含分布式電源的配電網中，傳統(tǒng)故障編碼不能判斷出配電網故障電流方向，尤其是開關處電流復雜，故障判斷中極易被混淆。面對這種情況，必須以含分布式電源配電網為基礎，應用新的故障定位與判斷編碼，判斷故障電流方向[4]。明確含分布式電源配電網的電源正方向為負荷方向，隨后得到故障狀態(tài)編碼引導公式，其中電源流經開關的方向為Ij，具體公式為

2.1.2 開關函數(shù)計算

含分布式電源配電網的故障定位，節(jié)點狀態(tài)模型的構建，還需要借助開關函數(shù)計算幫助工作人員了解配電網開關、監(jiān)控終端等狀態(tài)，同時梳理二者的運行關系。在此基礎上，對含分布式電源的配電網系統(tǒng)有效監(jiān)測，并梳理出拓撲結構的復雜特點，保證所有開關處的監(jiān)控與故障定位均準確有效。Lamdba算法重新解釋了含分布式電源配電網，并科學整理了開關函數(shù)因素，具體計算公式為

式中：Ij*(X)為第j個開關的運行狀態(tài)與故障期望函數(shù)；分別為第j個開關在不同分布位置下的配電網邏輯運算與故障狀態(tài)；KDG=0為含分布式電源配電網單獨運行；KDG=1為含分布式電源配電網并網運行；xjd為第j個開關上游的監(jiān)控終端狀態(tài)；xju為第j個開關下游的監(jiān)控終端狀態(tài)；配電開關監(jiān)控終端正常聯(lián)通的基礎上，配電網顯示“0”，若聯(lián)通異常，則配電網顯示“1”。

2.1.3 適應度函數(shù)計算

結合配電網故障定位阻礙因素多的特點，此次模型構建與計算中，應用“最小值理論”展開適應度函數(shù)計算，及時修改傳統(tǒng)配電網故障定位中的適應度函數(shù)。工作人員以饋線故障電流Ij的整理，明確分段開關函數(shù)中故障電流的異常情況，借此幫助工作人員實時了解配電網饋線區(qū)間狀態(tài)，還可以升級適應度函數(shù)，并強化適應度函數(shù)容錯能力，計算公式為

式中：Ij為第j個開關位置的電流；M為配電網開關總量；xi為配電開關監(jiān)控終端狀態(tài)；u為正則化參數(shù)，根據(jù)適應度函數(shù)計算與模型運行，得到u=0.5[5]。

2.2 配電網故障定位的具體流程

整理并分析配電開關監(jiān)控終端的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)分析結果明確故障區(qū)域，隨后利用區(qū)域返回過程中獲得的狀態(tài)碼，對故障具體區(qū)段進一步縮小與確定。應用Lamdba算法展開故障定位的詳細處理步驟如下。

第一步，對Lamdba算法進行初始化設置，利用整數(shù)變換算法，明確最小二乘法相關數(shù)值。

第二步，根據(jù)故障數(shù)據(jù)分析情況，及時對協(xié)方差矩陣做出調整，即對z降維。待降維處理完畢，應用親和度函數(shù)計算配電網損失。需注意，為提高故障定位效率與搜索精確度，需Lamdba算法及時改變搜索空間形狀，根據(jù)模糊度求解，針對性的搜索對應的維度。

第三步，得到親和度計算值后，對矩陣再次進行迭代初始運行，及時提煉整數(shù)解，以此獲取模糊度矢量。經過不斷重復后得到函數(shù)最優(yōu)解，從而鎖定故障位置[6]。

2.3 Lamdba算法故障定位實例

此次研究主要對Lamdba算法故障定位的有效性進行證明，以含分布式電源配電網系統(tǒng)為載體，組織進行故障定位仿真實驗，構建多節(jié)點模型，具體配電網結構如圖1所示。

圖1 含分布式電源配電網的結構示意

配電網單節(jié)點故障定位仿真運行結果如表2所示。結合表2可以發(fā)現(xiàn)，故障案例1與故障案例2中，Lamdba算法對單節(jié)點故障的診斷算法可迅速鎖定故障區(qū)域，故障案例3與故障案例4中，Lamdba算法以突出的容錯能力優(yōu)勢，克服配電開關監(jiān)控終端故障困難，精準鎖定故障區(qū)域。

配電網多節(jié)點故障定位仿真運行結果如表3所示。結合表2可以發(fā)現(xiàn)，含分布式電源配電網拓撲網絡結構的影響因素多，多節(jié)點故障出現(xiàn)是常見情況。以Lamdba算法對配電網故障定位，發(fā)現(xiàn)配電網模型中存在2處以上的故障，依然能對故障準確定位，由此證明Lamdba算法在含分布式電源配電網中故障定位的實效性[7]。

表3 配電網多節(jié)點故障定位仿真運行結果

3 結 論

文章通過對含分布式電源配電網的故障定位研究，應用Lamdba算法構建數(shù)學模型，積極對協(xié)方差矩陣做出調整，深層次分析Lamdba算法中的開關函數(shù)、適應度函數(shù)，科學梳理故障定位流程，同時有效縮小故障定位空間，提高故障定位準確性，在此基礎上實現(xiàn)含分布式電源配電網故障迅速定位與高效解決，保障配電網運行安全性與可靠性。