本发明涉及电力系统故障确定分析，具体为一种基于综合测距算法的电力故障精确定位方法及系统。
背景技术：
1、目前，随着电网规模日益扩大，就需要一个能够准确进行故障元件诊断、事故后数据分析、保护动作行为评价等功能完善的电网故障信息综合分析系统。这对于电力系统的安全可靠运行起着十分重要的作用。
2、高压输电线路是电力系统的命脉，它担负着传送电能的重任。同时，它又是电力系统中发生故障最多的地方，并且极难查找。
3、因此，在线路故障后迅速准确地把故障点找到，不仅对及时修复线路和保证可靠供电，而且对电力系统的安全稳定和经济运行都有十分重要的作用。
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。
2、因此，本发明解决的技术问题是：如何将行波测距和录波测距相结合，进行精确输电线路故障测距。
3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于综合测距算法的电力故障精确定位方法，包括：基于场论和电磁理论建立电磁-电路框架模型；基于所述电磁-电路框架模型，构建行波测距和录波测距相结合的综合测距模型，并基于第一影响因素构建所述综合测距模型的目标函数；所述第一影响因素包括线路参数、拓扑结构、分布参数、分馏支路；通过优化算法求解所述综合测距模型的目标函数，获得初步故障点坐标估计值；对所述初步故障点坐标估计值进行修正，获得故障点坐标值。
4、作为本发明所述的基于综合测距算法的电力故障精确定位方法的一种优选方案，其中：所述电磁-电路框架模型的构建是利用麦克斯韦方程描述电磁波在传输线中的传播规律，通过电磁场与电路元件的边界条件进行耦合，具体公式如下：
5、；
6、其中，是在角频率下的总阻抗；是传输线的特性阻抗； α和 β分别是电磁波传播的衰减常数和相位常数；是沿传输线的位置变量； n是谐波的总数；和分别是第 n个谐波对应的电容值和电感值； ω是电磁波的角频率；是虚数单位。
7、作为本发明所述的基于综合测距算法的电力故障精确定位方法的一种优选方案，其中：所述综合测距模型的构建过程包括如下步骤：记录每个行波到达测量点的时间；记录故障发生时的温度和湿度；根据温度和湿度调整行波的传播速度；获取传输线的拓扑结构数据和分馏支路参数；基于所述拓扑结构和所述分馏支路参数，计算距离偏差；根据环境电容和环境电感调整波长；利用所述电磁-电路框架模型计算总阻抗；综合计算故障点距离测量起点的距离；根据历史故障数据和故障类型调整校正因子，优化测距准确性。
8、作为本发明所述的基于综合测距算法的电力故障精确定位方法的一种优选方案，其中：所述综合测距模型的具体公式如下：
9、；
10、其中，是故障点距离测量起点的距离；是根据历史故障数据和故障类型数据调整的校正因子；是第个行波到达的时间点；是行波在是指实际测量或预测故障位置时所处的具体温度和湿度下的传播速度；是基于拓扑结构数据和分馏支路参数修正的距离偏差；是行波时间数据点的总数；是传输线的总长度；是根据环境电容和环境电感调整后的波长函数。
11、的具体公式如下：
12、；
13、其中，是标准温度和标准湿度的行波传播速度，和分别是温度和湿度对传播速度影响的系数。
14、的具体公式如下：
15、；
16、其中，和分别是环境电容和环境电感对波长影响的调整系数。
17、作为本发明所述的基于综合测距算法的电力故障精确定位方法的一种优选方案，其中：所述目标函数的构建包括如下步骤：定义误差项；所述误差项表示所述综合测距模型预测的故障位置与实际故障位置之间的差异；分别为每个所述第一影响因素构建关于故障定位准确性的影响函数；将所有影响函数整合为一个目标函数；所述目标函数用于最小化所述误差项。
18、所述目标函数的具体公式如下：
19、；
20、其中，是目标函数；是基于影响函数计算得到的预测故障位置，具体表示为：
21、；
22、其中，是距离偏差项的总数。
23、作为本发明所述的基于综合测距算法的电力故障精确定位方法的一种优选方案，其中：通过优化算法求解所述综合测距模型的目标函数，获得初步故障点坐标估计值是指使用粒子群优化算法迭代求解目标函数，当目标函数达到最小值时，得出初步故障点坐标估计值。
24、所述初步估计值的具体公式如下：
25、；
26、其中，是初步故障点坐标估计值。
27、作为本发明所述的基于综合测距算法的电力故障精确定位方法的一种优选方案，其中：所述初步故障点坐标估计值的修正是指使用加权平均修正法进行修正，以获得故障点坐标值，具体过程如下：
28、汇总所有初步故障点坐标估计值，为每个初步故障点坐标估计值分配一个准确度评分。
29、计算修正后的初步故障点坐标，公式如下：
30、；
31、其中，是初步故障点坐标估计值的总数；
32、当时，修正结果是有效的，此时的被确认为故障点坐标值；为预设阈值。
33、为解决上述问题，本发明进一步提供一种基于综合测距算法的电力故障精确定位系统，包括第一模型构建模块，用于基于场论和电磁理论建立电磁-电路框架模型，为行波传播提供理论基础；第二模型构建模块，用于整合行波测距和录波测距方法，根据第一影响因素，构建综合测距的目标函数；优化算法求解模块，用于应用优化算法求解综合测距模型的目标函数，获得初步故障点坐标估计值；修正与验证模块，用于使用加权平均修正法对初步故障点坐标估计值进行修正，并通过误差范围内的一致性验证修正结果的准确性；数据处理与分析模块，用于收集和处理现场测量数据，提取关键特征，评估初步故障点坐标估计值的准确度，并为修正过程提供数据支持。
34、一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述基于综合测距算法的电力故障精确定位方法的步骤。
35、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述基于综合测距算法的电力故障精确定位方法的步骤。
36、本发明的有益效果：本发明通过综合应用场论和电磁理论建立的电磁-电路框架模型，实现了对电力系统中故障传播机制的深入理解，为精确模拟故障波在传输线中的行为提供了坚实的理论基础。基于电磁-电路框架模型，构建的行波测距和录波测距相结合的综合测距模型，并考虑了线路参数、拓扑结构、分布参数、分馏支路等影响因素，不仅增强了模型对复杂电力网络故障定位的适应性，而且提高了故障定位的准确性和可靠性。通过优化算法求解综合测距模型的目标函数，获得的初步故障点坐标估计值进一步增强了故障定位过程的自动化和智能化水平，减少了人为误差，提升了故障响应速度。最后，通过对初步故障点坐标估计值进行修正，并确保修正后的故障点坐标与实际故障位置的误差在预定的容许范围内，不仅实现了对故障定位精度的进一步优化，而且通过简化的修正方法，保证了整个故障定位流程的高效性和实用性。
1.一种基于综合测距算法的电力故障精确定位方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于综合测距算法的电力故障精确定位方法，其特征在于：所述电磁-电路框架模型的构建是利用麦克斯韦方程描述电磁波在传输线中的传播规律，通过电磁场与电路元件的边界条件进行耦合，具体公式如下：
3.如权利要求2所述的基于综合测距算法的电力故障精确定位方法，其特征在于：所述综合测距模型的构建过程包括如下步骤，
4.如权利要求3所述的基于综合测距算法的电力故障精确定位方法，其特征在于：所述综合测距模型的具体公式如下：
5.如权利要求4所述的基于综合测距算法的电力故障精确定位方法，其特征在于：所述目标函数的构建包括如下步骤，
6.如权利要求5所述的基于综合测距算法的电力故障精确定位方法，其特征在于：通过优化算法求解所述综合测距模型的目标函数，获得初步故障点坐标估计值是指使用粒子群优化算法迭代求解目标函数，当目标函数达到最小值时，得出初步故障点坐标估计值；
7.如权利要求6所述的基于综合测距算法的电力故障精确定位方法，其特征在于：所述初步故障点坐标估计值的修正是指使用加权平均修正法进行修正，以获得故障点坐标值，具体过程如下：
8.一种基于综合测距算法的电力故障精确定位系统，如权利要求1~7任一所述的基于综合测距算法的电力故障精确定位方法，其特征在于，包括：
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1~7中任一项所述的基于综合测距算法的电力故障精确定位方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~7中任一项所述的基于综合测距算法的电力故障精确定位方法的步骤。
