[发明专利]基于改进Karrenbauer变换的有源配电网故障定位方法

说明书

本发明涉及一种基于改进Karrenbauer变换的有源配电网故障定位方法，包括：控制中心获取有源配电网阻抗矩阵，先用标准Karrenbauer变换矩阵对阻抗矩阵对角化处理，得到初步变换矩阵，再计算改进Karrenbauer变换矩阵；将有源配电网划分为若干个区段，利用改进Karrenbauer变换矩阵变换得到α、β、0模电流；本地数据处理装置计算区段α模故障附加电流相角差并发送给控制中心，生成实时的系统状态信息矩阵；控制中心判断各区段是否发生故障。

技术领域

本发明所属技术领域是含分布式电源有源配电网的故障定位，特别涉及一种能够考虑配电网线路参数不对称特性，基于改进Karrenbauer变换实现有源配电网故障定位的新方法。

背景技术

在世界一次能源的日益紧张、节能减排问题愈发严重的背景下，分布式发电(Distribution Generation,DG)技术以其独有的经济性和环保性得到了人们的普遍关注。

分布式发电技术是指在大电网供电的基础上接入模块式的、清洁无污染的容量较小的发电机组，一般安装在用户附近，如风力发电机、光伏电池、燃料电池等。DG并网后，配电网从传统的辐射状单端电源供电网络转变为两端/多端电源网络。传统的故障定位策略大多基于辐射状配电网的单向潮流特性，DG的接入改变了配电网的结构，短路电流的分布也发生巨大的变化，这就不可避免地会影响故障定位结果。另外，中低压配电网因为不再采取三相换位措施，致使配电网三相线路参数不对称，这也增加了有源配电网故障准确定位的难度。

目前，有关含DG的配电网故障定位的研究大多忽视配电网线路参数的不对称性，直接将不对称网络视为对称网络进行处理；并且很多研究并未深入讨论故障点过渡电阻的存在对定位的影响，这就限制了故障定位方案的实用性。另外，一些配电网故障定位方法，比如矩阵算法和智能算法，还存在故障定位时间较长、无法迅速实现故障区段定位的问题。

发明内容

针对配电网接入DG后，传统故障定位方案定位准确度下降、效率低、以及配电网三相参数不对称的问题，本发明提出一种基于改进Karrenbauer变换的有源配电网故障定位新方法。依据有源配电网参数矩阵的特征以及故障电流的特点，寻找出适用于不换位配电网三相网络高精度解耦的相模变换方法和故障定位判据，实现对含DG有源配电网的快速精确的故障定位。技术方案如下：

一种基于改进Karrenbauer变换的有源配电网故障定位方法，包括下列步骤：

(1)控制中心获取有源配电网阻抗矩阵Z，Z的形式如式(1)所示，先用标准Karrenbauer变换矩阵对阻抗矩阵做对角化处理，得到初步变换矩阵Y：

Y＝K^-1ZK (2)

对初步变换矩阵Y用修正Karrenbauer矩阵K₂做对角化处理，得到较高精度的对角化矩阵λ：

λ＝(K₂)^-1YK₂＝(KK₂)^-1Z(KK₂) (3)

其中：

令S＝KK₂，S即为改进Karrenbauer变换矩阵；

(2)将有源配电网划分为若干个区段，并分别对各个区段及其两端的节点进行标号，各个区段两端节点处的保护测量装置同步采集各个区段两端节点处的三相电流并进行滤波处理，再利用改进Karrenbauer变换矩阵变换得到α、β、0模电流；