[发明专利]一种基于电流极性比较的主动配电网故障定位方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于电流极性比较的主动配电网故障定位方法，在主动配电网馈线的各检测点均装设有开关和FTU，FTU之间通过通信网络可以进行信息交互。FTU实时检测故障电流，将电流突变时刻作为故障起始点，记录故障后半个周波故障电流信号，根据半个周波的数据计算其极性，通过比较相邻检测点故障电流的极性，实现故障定位。此外，本发明在故障定位可信度较低或出现漏报时，由其下游检测的数据代替本检测点数据实现故障定位，使该方法具有一定的容错能力。本发明既能实现含分布式电源的主动配电网的高精度故障定位，又能实现快速故障定位，满足主动配电网的要求。本发明还支持高渗透率分布式电源的配电网，有利于促进节能减排和智能电网建设。

技术领域

本发明属于电力系统电力线路故障定位的技术领域，尤其涉及一种基于电流极性比较的主动配电网故障定位方法及系统。

背景技术

在电力系统中，故障的快速、准确定位是一个非常重要的环节，以保证电力系统的正常运行进而降低系统平均停电持续时间指标。

随着大量分布式电源(Distributed Generation，DG)接入配电网，配电网的规划、运行和控制等环节已成为智能配电网的热点问题。能够实现主动规划、主动管理和主动控制等功能的主动配电网技术无疑是解决这些问题的新思路。主动配电网由原来的含单一电源的辐射状网络变成了一个正常运行时功率与故障电流双向流动的有源网络，致使传统的保护和控制方法失效。主动配电网在发生故障时要求迅速实现故障隔离和非故障区域的供电恢复，而实现故障隔离和供电恢复的前提是故障定位，因此，研究主动配电网故障定位具有重要的意义。

传统的故障定位方法主要有阻抗法、电流比幅法、电流比相法、行波法和智能化方法等。阻抗法由于配电网的阻抗受环境因素影响较大，故障定位精度受限。电流比幅法仅适用于不含分布式电源的传统配电网，在主动配电网中失效。电流比相法虽然适用于含分布式电源的配电网，但是需要有电压互感器配合，而配电网馈电线路上一般不装设电压互感器，不能应用于主动配电网。行波法虽然不受分布式电源的影响，但是行波波头识别较困难。智能化方法是采用遗传算法、粒子群优化算法和神经网络等智能算法提高故障定位的搜索速度和容错能力，但是不适用于含分布式电源的主动配电网。

传统配电网中具有馈线终端单元(Feeder Terminal Unit，FTU)，但是FTU仅实现其数据采集的功能，FTU将采集到的数据上传至控制中心，由控制中心进行信息处理和智能决策，在控制中心中进行分析判断实现对配电网中线路故障的识别与定位，FTU根据控制中心的指令进行故障的隔离。在传统配电网中FTU没有主动控制功能，然而包含分布式电源的主动配电网要求配电终端和电力用户主动参与电网的管理和控制，要求FTU具有主动控制功能，实现故障定位和故障隔离。

发明内容

本发明为了解决上述问题，克服传统的故障定位方法无法应用于含有分布式电源的主动配电网中，或传统的故障定位方法在应用于主动配电网过程中故障定位精度低、识别困难、需要额外安装设备的问题，提供一种基于电流极性比较的主动配电网故障定位方法及系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于电流极性比较的主动配电网故障定位方法，所述方法步骤包括：

(1)主动配电网馈线各检测点的FTU实时检测馈线的相电流和零序电流，每个所述FTU依次根据其连续三个采样的相电流值和零序电流的变化量判断该检测点是否发生故障；

如果是，启动故障定位，进入步骤(2)；如果否，故障定位结果为无，进入步骤(6)；

(2)故障起始点的FTU记录自故障起始时刻开始的半个周波的电流信号，其他检测点的FTU以故障起始点FTU的故障起始时刻作为数据起始点，进行数据同步，记录半个周波的电流信号；

(3)各个检测点的FTU分别根据其记录的半个周波的电流信号计算电流极性值；