[发明专利]一种基于PMU的配电网混合故障测距方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于PMU的配电网混合故障测距方法及装置，该装置是在变电站内设置有信息处理子站，在主干线的各分段开关上均安装有馈线终端装置（FTU），在每条分支线的首端安装有故障指示器（FI），同时在变电站及主干线末端各安装有一台同步相量测量装置（PMU），两侧的PMU均通过GPS接收器与卫星进行实时通讯并将故障前后的电气量信息传输到信息处理子站，FTU和FI通过无线通信通道与变电站子站相连接。本发明在先定段后测距的基础上，采用了基于PMU的混合故障测距法来进行配电网精确的故障测距，即将基于PMU的双端同步相量法和单端阻抗法结合，排除了伪故障点的问题，实现较高精度的故障测距。

技术领域

本发明涉及一种基于PMU的配电网混合故障测距方法及装置，属于电网故障测距技术领域。

背景技术

2011年，科技部在国家高技术研究发展计划(863计划)先进能源技术领域部署的智能电网重大项目研究全面展开。作为智能电网的重要组成部分，智能配电网是推动智能电网发展的源头和动力，也是智能电网建设的关键技术领域。智能配电网运行控制的典型特征是实现自愈控制，智能配电网自愈控制的关键技术之一是实现故障情况下的故障定位、网络重构与供电恢复，以自愈为特征的智能配电网是未来电网技术发展的必然趋势。配电网作为电力网的末端，直接反映着用户在电能安全、优质、经济等方面所提出的要求。随着我国配电网络的不断发展，用户对供电的可靠性和供电质量提出了更高的要求，一旦配电网络出现故障，应尽快找出故障发生的位置并采取隔离，提出应对策略恢复对用户的供电，故故障精确定位显得尤为重要。

目前，国外对同步相量测量装置(PMU)在配电网上的应用已经有了大量的研究，并且有了实际的应用。在配电网的诊断上面，PMU的应用包括故障定位与检测、孤岛检测、状态估计、电压稳定性监测以及电能质量监测和事故后分析。在控制方面的应用包括对配电网的保护与控制、电压无功优化、微电网协调以及电力系统恢复等。因此，将PMU应用到配电网中，不仅是有必要的，而且也是未来配电网发展的一个必然趋势。在国内，国家电网公司在关于“十一五”期间加强电网调度工作的意见指出，要在330千伏及以上主网架和网内主力电厂部署PMU，实现国家、区域、省三级广域相量测量系统的联网，提高电网动态测量水平，但对PMU在配电网上应用的研究较少。而故障指示器FI技术较为成熟，并且其工作可靠，成本低，已有大量产品应用于电力系统。

配电网短路故障定位技术包括故障选线、区段定位和故障测距，其技术难度逐级递增。目前，国内外故障定位的研究成果很多，但多是针对110KV及以上的高压输电线路，而中低压配电线路的故障定位技术尚处于研究阶段。基于PMU的故障定位研究多数集中在输电系统，没有关于在配电网短路故障定位方面的研究。

目前，适用于配电网的短路故障测距的方法有：行波法、阻抗法和基于配电网自动化系统的定位方法。行波法难以区分波阻抗不连续点产生的折反射波，并且没有性价比合适的行波检测设备；基于配电网自动化系统的定位方法只能实现故障区段定位，并且对配电网自动化水平要求较高，同时其次重合闸对系统冲击较大，易造成大范围停电；阻抗法所需的测量端少，易于实现，能够适用于只有单端测量条件的配电网。因此利用阻抗法对于实现庞大配电网的故障定位是实际可行的。单端阻抗法的故障测距仅需要单端电压、电流作为输入量，且适用于大电流接地系统的各种类型的故障，是目前应用较多的测距技术之一，且该技术成本较低，易于实施，适用于规模庞大的配电系统。双端同步相量测距法响应速度快，测距精度高，适用于故障条件下的相量测量。然而，上述方法中仍然没有一种能在不同短路故障类型、故障电阻、故障距离等多种不确定因素下，实现较高精度的故障测距。

发明内容

本发明的目的在于提供一种易于实现、精度高、避免伪故障点干扰的基于PMU的配电网混合故障测距方法及装置，该方法将基于PMU的双端同步相量法和单端阻抗法结合，排除了伪故障点，在不同短路故障类型、故障电阻、故障距离等多种不确定因素下依然可行有效，能够实现较高精度的故障测距。