一种基于馈线终端数据的配电网故障区段定位方法及系统与流程

本发明涉及配电网运维，尤其涉及一种基于馈线终端数据的配电网故障区段定位方法及系统。

背景技术：

1、现有配电网故障区段定位手段直接使用馈线终端原始故障录波数据开展分析，未对原始采样数据进行缺损补全与噪声剔除处理，多终端采集数据存在时间戳不同步问题，无法构建统一时序维度下的故障传播关联关系，仅依靠单一电气量幅值突变判定故障范围，易受采样失真、时序偏移干扰产生大量误判点位，故障区段粗筛选环节容错能力弱。

2、现有定位方式缺少分层递进的多维度校验机制，未结合暂态电流波形形态特征与零序电压相位拓扑约束对候选区段逐层核验，故障判定维度单一，区段甄别精度不足，故障定位整体运算与分析耗时较长，故障处置响应效率偏低。因此如何提升配电网故障区段定位的精准度与运算效率，成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于馈线终端数据的配电网故障区段定位方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种基于馈线终端数据的配电网故障区段定位方法，包括：

3、d1、获取配电网中馈线终端上传的故障录波数据，并对所述故障录波数据进行净化规整处理，得到所述配电网的故障特征序列；

4、d2、根据配电网的拓扑连接关系，对所述故障特征序列进行时间轴同步，得到所述配电网的时序故障传播图谱；

5、d3、对所述时序故障传播图谱中的电气量幅值进行差异筛查，得到所述时序故障传播图谱中的异常监测点，并根据所述拓扑连接关系与所述异常监测点，确定所述配电网的疑似故障区段；

6、d4、计算所述疑似故障区段中首端暂态电流波形与末端暂态电流波形的互相关系数，并比对所述互相关系数与预设相似性阈值，得到所述配电网的待核实故障区段；

7、d5、根据所述配电网的故障相位传播逻辑，对所述待核实故障区段的两侧零序电压相位进行拓扑适配校验，得到所述配电网的故障区段。

8、在一个优选的实施方式中，所述获取配电网中馈线终端上传的故障录波数据，并对所述故障录波数据进行净化规整处理，得到所述配电网的故障特征序列，包括：

9、获取配电网中馈线终端上传的故障录波数据，对所述故障录波数据进行采样点缺失检测，并对存在采样点缺失的所述故障录波数据进行插补补充，得到所述配电网的规整后故障录波数据；

10、根据所述规整后故障录波数据中采样点的幅值分布，对所述规整后故障录波数据进行离群采样点筛除，得到所述配电网的筛除后故障录波数据；

11、对所述筛除后故障录波数据进行时序重排，得到所述配电网的故障特征序列。

12、在一个优选的实施方式中，所述根据配电网的拓扑连接关系，对所述故障特征序列进行时间轴同步，得到所述配电网的时序故障传播图谱，包括：

13、对所述故障特征序列中的采样点进行时间戳标记，得到所述故障特征序列的携带时间属性节点；

14、根据所述配电网的拓扑连接关系，对所述携带时间属性节点进行空间位置映射，得到所述故障特征序列的空间拓扑数据；

15、基于所述空间拓扑数据，对所述携带时间属性节点进行时序对齐，得到所述配电网的时间对齐数据；

16、对所述时间对齐数据进行序列化封装，得到所述配电网的时序故障传播图谱。

17、在一个优选的实施方式中，所述基于所述空间拓扑数据，对所述携带时间属性节点进行时序对齐，得到所述配电网的时间对齐数据，包括：

18、从所述携带时间属性节点中选取基准节点，并将所述基准节点的时间戳标记作为全局参考时间轴；

19、基于所述全局参考时间轴，对所述携带时间属性节点的时间戳进行差值比对，得到所述时间戳的偏差序列；

20、基于所述偏差序列，对所述携带时间属性节点进行归位映射，得到所述配电网的时间对齐数据。

21、在一个优选的实施方式中，所述对所述时序故障传播图谱中的电气量幅值进行差异筛查，得到所述时序故障传播图谱中的异常监测点，并根据所述拓扑连接关系与所述异常监测点，确定所述配电网的疑似故障区段，包括：

22、遍历所述时序故障传播图谱中的节点，并提取所述节点在故障时刻的电气量幅值；

23、基于所述电气量幅值，对所述时序故障传播图谱进行突变点筛查，得到所述时序故障传播图谱中的异常监测点；

24、基于所述拓扑连接关系，对所述异常监测点进行路径追踪，得到所述配电网的疑似故障区段。

25、在一个优选的实施方式中，所述计算所述疑似故障区段中首端暂态电流波形与末端暂态电流波形的互相关系数，并比对所述互相关系数与预设相似性阈值，得到所述配电网的待核实故障区段，包括：

26、提取所述疑似故障区段中的首端暂态电流波形与末端暂态电流波形；

27、对所述首端暂态电流波形与所述末端暂态电流波形进行相似性量化，得到所述首端暂态电流波形与所述末端暂态电流波形的互相关系数；

28、根据所述互相关系数与预设相似性阈值的比对结果，对所述疑似故障区段进行状态初筛，得到所述配电网的待核实故障区段。

29、在一个优选的实施方式中，所述对所述首端暂态电流波形与所述末端暂态电流波形进行相似性量化，得到所述首端暂态电流波形与所述末端暂态电流波形的互相关系数，包括：

30、对所述首端暂态电流波形与所述末端暂态电流波形进行去均值处理，得到所述疑似故障区段中的首端去均值波形与末端去均值波形；

31、对所述首端去均值波形与末端去均值波形进行序列长度统计，得到所述疑似故障区段中的波形数据点总数量；

32、根据所述首端去均值波形与所述末端去均值波形，对所述疑似故障区段进行积分运算，得到所述首端暂态电流波形与所述末端暂态电流波形的互相关系数。

33、在一个优选的实施方式中，所述互相关系数的计算公式如下：

34、；

35、其中，为所述互相关系数，为所述首端暂态电流波形，为所述末端暂态电流波形，，为所述末端暂态电流波形的均值，为所述波形数据点总数量。

36、在一个优选的实施方式中，所述根据所述配电网的故障相位传播逻辑，对所述待核实故障区段的两侧零序电压相位进行拓扑适配校验，得到所述配电网的故障区段，包括：

37、对所述待核实故障区段中两侧馈线终端上传的零序电压波形进行相位提取，得到所述待核实故障区段的首端零序电压相位与末端零序电压相位，并确定所述待核实故障区段的实际相位差；

38、根据所述配电网的故障相位传播逻辑，确定所述待核实故障区段在故障状态下的理论相位差区间；

39、基于所述理论相位差区间，对所述实际相位差进行区间匹配校验，得到所述待核实故障区段中相位差的偏离程度；

40、基于所述偏离程度，对所述待核实故障区段进行故障定性，得到所述配电网的故障区段。

41、为了解决上述问题，本发明还提供一种基于馈线终端数据的配电网故障区段定位系统，所述系统包括：

42、录波规整模块，用于获取配电网中馈线终端上传的故障录波数据，并对所述故障录波数据进行净化规整处理，得到所述配电网的故障特征序列；

43、时序图谱构建模块，用于根据配电网的拓扑连接关系，对所述故障特征序列进行时间轴同步，得到所述配电网的时序故障传播图谱；

44、异常区段初筛模块，用于对所述时序故障传播图谱中的电气量幅值进行差异筛查，得到所述时序故障传播图谱中的异常监测点，并根据所述拓扑连接关系与所述异常监测点，确定所述配电网的疑似故障区段；

45、波形相关核验模块，用于计算所述疑似故障区段中首端暂态电流波形与末端暂态电流波形的互相关系数，并比对所述互相关系数与预设相似性阈值，得到所述配电网的待核实故障区段；

46、相位拓扑定段模块，用于根据所述配电网的故障相位传播逻辑，对所述待核实故障区段的两侧零序电压相位进行拓扑适配校验，得到所述配电网的故障区段。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

47、1.本发明通过馈线终端完整故障录波数据开展多层级数据预处理，通过采样点插补、离群点筛除与时序重排完成数据净化规整，构建标准化故障特征序列，再结合配电网拓扑关系完成多终端数据时间轴同步生成时序故障传播图谱，能够完整还原故障沿馈线的时序扩散全过程，精准捕捉各监测节点电气量突变信息，大幅提升故障异常点位识别的完整度与数据利用效率，从底层数据层面消除终端采样不同步、数据缺损带来的定位误差。

48、2.本发明通过幅值筛查粗定位、暂态电流波形形态比对精筛选、零序电压相位拓扑适配校验最终确认的三级递进判定逻辑，依次依托电气量突变锁定疑似区段、依靠电流极性与畸变差异缩小待核实范围、结合故障相位传播逻辑完成区段真伪校验，分层递进压缩故障排查范围，兼顾暂态波形细节特征与零序相位拓扑约束，有效提升故障区段判定精准度，缩短配电网故障排查定位耗时，为配电网故障快速处置提供可靠精准的区段判定结果。