[发明专利]直流配电网的故障检测方法

说明书

本发明公开了一种直流配电网的故障检测方法，方法包括以下步骤：采集直流配电网的整流侧M和逆变侧N的正极和负极的电压和电流，基于所述电压和电流求取模电压和模电流，基于所述模电压求取模电压的导数，基于所述模电压的导数识别两侧的模等效电容值，确定电容开始稳定时的采样点，取连续多点计算的模识别电容值满足稳定区间的第一个点为电容开始稳定的采样点，确定两侧行波到达时刻，其中，M侧第m个采样点为电容开始稳定的点，则M侧行波波头到达的时刻为m采样点对应的时刻，N侧第n个采样点为电容开始稳定的点，N侧行波波头到达的时刻为n采样点对应的时刻，基于所述两侧行波到达时刻定位故障距离。

技术领域

本发明属于直流配电网技术领域，特别是一种直流配电网的故障检测方法。

背景技术

电力系统电源和负荷正在发生变化，随着新能源渗透率的提高、电力电子技术的发展以及直流负荷的快速增长，使得联接电源与负荷的电网正在向着直流方向发展。柔性直流输配电技术基于新型的可关断开关元件与调制技术，能够对有功与无功解耦控制，具有无需无功补偿、没有换相失败问题、谐波水平低、可以为无源系统供电、适合实现异步联网和构成多端直流输电系统等诸多优点，同时在新能源并网、城市中也供电、孤岛供电、交直流混合输电等领域有着很高的应用前景。考虑到在新能源发电大规模集中接入、减少供电走廊、降低输电损耗、提高供电质量与供电可靠性等方面具备的突出优势，柔性直流电网被认为是电力系统发展的重大革命性技术。

将VSC应用于中低压电压等级的配电系统-柔性直流配电网成为研究新热点，我国在深圳地区已建立了柔性直流配网电示范工程，但是针对柔性直流配电网的继电保护和故障定位还不够充分。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种直流配电网的故障检测方法，在通过分析柔性直流配电网零模等效网络的基础上，利用贝瑞隆线路模型，提出了直流配电网的行波双端定位故障检测，该方法可以有效提高行波波头的准确性，不受过渡电阻的影响，从而提高故障测距的精度。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现，一种直流配电网的故障检测方法包括以下步骤：

第一步骤中，采集直流配电网的整流侧M和逆变侧N的正极和负极的电压和电流，基于所述电压和电流求取模电压和模电流，其中，

s_p、s_n分别表示正极和负极的电压或者电流，s₁和s₀分别表示1模和0模电压或者电流；

第二步骤中，基于所述模电压求取模电压的导数，其中，

其中，u₀为零模电压，Δt为采样步长，t为时间，t＝t_s表示求取t_s时刻的零模电压导数；

第三步骤中，基于所述模电压的导数识别两侧的模等效电容值，其中，C为识别的模等效电容值，i₀为零模电流；

第四步骤中，确定电容开始稳定时的采样点，取连续多点计算的模识别电容值满足稳定区间的第一个点为电容开始稳定的采样点，其中，

i为采样点数，ΔC₀为模电容误差；

第五步骤中，确定两侧行波到达时刻，其中，M侧第m个采样点为电容开始稳定的点，则M侧行波波头到达的时刻为m采样点对应的时刻t_M，N侧第n个采样点为电容开始稳定的点，N侧行波波头到达的时刻为n采样点对应的时刻t_N；