1.一种配电网故障智能定位及响应系统,其特征在于,所述系统包括:数据转化模块收集配电网的操作数据并转化为点云,每个点云代表配电网的一个操作状态,通过计算操作状态间的拟合度,构建点云间的连接,来表示电压波动和断路器状态,生成配电网图形数据;拓扑特征分析模块接收所述配电网图形数据,使用持久性同调方法分析图形中环和空洞的形成和消散,关注负载异常和电压波动对环和空洞的影响,分析环和空洞的变化,生成拓扑特征动态;故障点识别模块使用所述拓扑特征动态,将环和空洞的变化与配电网故障事件对比,识别与故障发生关联的拓扑变化,通过环和空洞的变化定位故障点;故障预测模块持续监测所述故障点的状态变化,利用变化趋势进行时间序列的异常点检测,分析当前数据预测故障的潜在发生时间和地点,生成故障预测结果。
2.根据权利要求1所述的配电网故障智能定位及响应系统,其特征在于,所述配电网图形数据的获取步骤具体为:从配电网监控系统中收集电压、电流及断路器状态的数据,根据操作数据的时间戳和地理信息,整理数据格式并生成原始操作数据集;将所述原始操作数据集转换为点云格式,每个点云包括电压波动和断路器的状态信息,利用坐标转换方法将时间序列数据映射到高维空间中,生成点云数据集;基于所述点云数据集,计算点云间的拟合度,采用公式:比较多点云之间的多维特征,生成拟合度结果集;其中,a i 和b i 分别代表两个比较点云在第i维的特征值,S表示这两个点云的拟合度分数;使用所述拟合度结果集,构建点云间的连接图,连接图通过边的权重表示点云间的拟合度,根据权重高低确定连接的优先级,生成配电网的图形数据。
3.根据权利要求2所述的配电网故障智能定位及响应系统,其特征在于,所述分析图形中环和空洞的形成和消散的步骤具体为:接收所述配电网图形数据,将所述配电网图形数据转换为图形格式,包括关键的电压和负载状态信息,生成图形数据;应用持久性同调方法,对所述图形数据中环和空洞进行识别,绘制电网中电流路径和潜在断路点,生成环和空洞的初步识别结果;分析所述环和空洞的初步识别结果,追踪形成与消散过程,记录拓扑结构随时间变化的信息,采用公式:生成环和空洞的变化分析结果;其中,C(t)代表时间t的环和空洞变化量,λ i 表示目标环或空洞对电压波动的敏感度,V i (t)是第i环或空洞的电压波动量。
4.根据权利要求3所述的配电网故障智能定位及响应系统,其特征在于,所述拓扑特征动态的获取步骤具体为:接收所述环和空洞变化数据,数据记录电网中拓扑结构的变化,生成环和空洞的变化数据;使用多尺度拓扑分析技术处理所述环和空洞的变化数据,追踪每个环和空洞在差异化时间和电压波动条件下的变化,生成环和空洞动态跟踪结果;整合所述环和空洞动态跟踪结果,采用公式:计算生成时间t累积的拓扑特征动态;其中,T(t)表示累积的拓扑特征动态,ω k 为表示目标环或空洞在拓扑分析中的权重,反映在电网稳定性中的重要性,d k (t′)是在时间t′对应环或空洞的变化速率,表征变化的拓扑结构,α k 是调整系数,参照电压波动对环或空洞敏感性的影响。
5.根据权利要求4所述的配电网故障智能定位及响应系统,其特征在于,所述故障点的获取步骤具体为:提取所述拓扑特征动态中的环和空洞数据,数据记录电网中关键时间点的拓扑结构变化,生成环和空洞时间序列数据;将所述环和空洞时间序列数据与故障事件记录进行对比分析,通过统计关联分析,确定故障事件与目标拓扑变化之间的相关性,生成故障关联拓扑变化分析结果;使用所述故障关联拓扑变化分析结果,执行拓扑变化追踪,应用公式:定位故障点的位置;其中,P(x)表示故障点预测模型,β i 表示第i个拓扑变化指标的重要性权重,用于加权差异化指标的影响力,γ i 是故障响应敏感度系数,用于调整权重反映实际故障敏感性,x i 是实时监测到的拓扑变化量。
6.根据权利要求5所述的配电网故障智能定位及响应系统,其特征在于,所述故障预测结果的获取步骤具体为:部署传感器网络持续监测所述故障点附近的电网状态,记录电流、电压和负载的关键参数,形成实时数据流,生成实时状态监测数据;基于所述实时状态监测数据,应用时间序列分析方法执行异常点检测,识别预估预示故障的数据模式,生成异常检测结果;根据所述异常检测结果,运用预测算法分析故障发生时间和地点,采用公式:生成故障预测结果;其中,F(t)代表故障预测的风险函数,α j 表示差异化数据指标在故障预测模型中的影响力,β j 是时间衰减系数,调节时间跨度对故障影响的敏感度,d j 是从异常检测中识别的数据指标。