[发明专利]含分布式电源的配电网的自适应故障区段定位方法

说明书

一种含分布式电源的配电网的自适应故障区段定位方法，将含分布式电源的配电网划分为多个双端无分支的区段。在已知所有区段的线路参数的条件下，采集各个区段两端节点处的电压、电流信息，经相模变换得到节点处的模电压、模电流以及线路的模参数，节点模电流经傅里叶变换得到节点模电流相位角。利用区段的线路空载检测和模电流差流检测，仅当区段内的线路非空载并且该区段的模电流差流过流的情况下启动区段的故障判定，通过区段的模电流相角差值绝对值与判定阈值的比较，得出区段的故障判定结果。利用含分布式电源的配电网内所有区段的故障判定结果生成系统故障判定矩阵，通过对系统故障判定矩阵中元素值的判定，得出故障点所在区段。

技术领域

本发明涉及一种含分布式电源的配电网的故障区段定位方法。

背景技术

配电网故障定位技术能够在配电网故障后准确找出故障所在方位，有利于配电网故障的准确隔离以及快速及时的维修处理。同时，配电网故障的准确定位也是故障后配电网供电恢复的先决条件。因此，配电网故障定位技术对整个配电网的安全、稳定、高效运行有着重要的意义和作用。

随着分布式发电技术的日渐成熟与微网运行控制技术的进步，越来越多的分布式电源(Distributed Generators，DG)不断接入配电网，使得传统的被动配电网变为含有分布式电源的有源配电网，其中双向的潮流、分布式电源出力的波动性以及逆变型分布式电源的低短路电流输出特性使得传统的配电网保护与故障定位方法的整定难度加大，并容易造成误动、拒动的情况，因而不再适用。

中国发明专利201210532103.3公开了一种基于阻抗模型短路故障特征的含DG配电网故障区间判定方法，该方法通过建立分析模型得出故障区间判定的电流阈值，在实际应用中受模型参数准确度与网络运行拓扑变化的影响大，不具备自适应性。中国发明专利201510170001.5公开了一种基于FTU的配电网故障定位方法，该方法利用矩阵算法确定故障所在区间，其定位的准确性依赖于各个FTU对节点过流情况的正确判定以及可靠的通信，错误的故障信息或信号畸变将可能导致故障定位精度降低甚至出错。N.Perera等人在《IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY》2008年第23卷第4期所著《Isolation ofFaults in Distribution Networks with Distributed Generators》中通过比较小波系数的符号实现故障区段的定位，但小波算法冗长复杂，对硬件的采样率及数据处理能力要求高，高昂的配置成本使其在配电网中难以实现应用。

目前，国内外对于含分布式电源的配电网的故障定位的研究多以节点电流作为主要的故障特征信息源，即这些方法用于判定含分布式电源的配电网内故障所在方位的故障特征量均是节点电流或由节点电流经变换或处理产生的。考虑到含分布式电源的配电网的拓扑结构复杂，设备种类繁多且操作频度高，分布式电源的出力易受环境因素影响而产生波动，整个网络的运行状态将时刻发生变化，这使得整个网络内各个节点处的判定阈值需要实时的计算整定，否则将无法保证故障定位的准确性和可靠性。因此，以节点电流为故障特征信息源的故障定位方法在含分布式电源的配电网中应用时必须配置相应的阈值实时更新机制，这些方法必须通过对判定阈值高频率的刷新以产生保证其可靠、有效所必需的自适应性。然而，每一次阈值的整定都要收集全网的状态信息，阈值的计算将产生可观的计算量，整定阈值的更新需要高速、可靠的通信系统支撑，这些因素使得故障定位的判定阈值在实际情况下难以做到对系统运行状态变化的快速跟踪，进而造成这些方法在自适应性上的不足。

随着配电网中分布式电源渗透率的不断提升与智能配电网的发展，未来智能化的配电网将具有更高的分布式电源渗透率和更加灵活多变的拓扑结构，网络内部发电与用电具有较大的自由度和较强的波动性，这将会对故障定位方法适应复杂多变的运行状态的能力提出更高的要求，即要求故障定位方法具备较强的自适应性。因此，现有的含分布式电源的配电网的故障定位方法并不能够适应智能配电网的发展趋势。