[发明专利]一种基于μPMU量测数据的配电网相间短路故障定位方法

说明书

本发明涉及一种基于μPMU量测数据的配电网相间短路故障定位方法，本方法仅对辐射型配电线路主网络两端进行μPMU配置，应用μPMU量测的故障前与故障后的母线电压及线路电流数据进行准确定位，该方法在不同故障位置、不同大小的过渡电阻和不同故障类型的情况下均能较为精确的进行定位，具有一定的经济性和实用性。

技术领域

本发明涉及电网监测及维护技术，具体是一种基于μPMU量测数据的配电网相间短路故障定位方法。

背景技术

配电网处于电力系统的末端，与电力用户密切相关，涉及到国家、人民的经济和财产安全，是电力系统的重要部分。配电网发生故障后，快速准确的故障定位有利于迅速隔离故障和恢复供电，减少停电时间、降低运行成本，对配电网安全和可靠性至关重要，但是由于配电网具有网络结构复杂、分支较多和观测点少等特征，实现多分支配电网的准确故障定位便尤为困难。虽然现阶段国内外学者提出了很多配电网故障定位方法，但是对于多分支辐射状配电网的故障定位问题仍难以解决。

近年来，微型同步相量测量(μPMU)技术在电力系统中的应用得到快速发展，μPMU利用全球定位系统(Global Positioning System，GPS)提供同步时钟信号，给同步相量打上时间标签，为电网监测系统提供了高精度、带时标的电压电流同步相量。

目前，使用μPMU技术在电网故障定位中的应用可以分为两大类：第一类是利用μPMU测量得到的电压和电流相量信息同步性好的优势进行故障定位，例如近年来在国外开始引起关注的自适应算法，该类方法原理比较简单，计算容易，但一般需要μPMU在大部分节点进行配置甚至全面配置，投资巨大，并且当在电网中安装μPMU的数量过多时，μPMU实时传输的通信信息量将会呈指数增高，给输电网传输网络造成很大的负担；第二类方法是将μPMU测量得到的同步电压电流相量与电网节点的阻抗或导纳矩阵相结合，通过大量的迭代过程进行故障定位，例如高斯赛德尔迭代方法、节点阻抗导纳矩阵的修正方法和步长迭代逼近方法等，这类方法通常只需要在电网中布置少量的μPMU即可实现故障的定位，但是需要通过实时高速的计算并且不断的修正电网的阻抗或导纳矩阵，算法计算量比较大。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明的目的是提出一种基于μPMU量测数据的配电网相间短路故障定位方法，通过在辐射型配电线路主网络两端进行μPMU配置，应用μPMU量测的故障前与故障后的母线电压及线路电流数据进行准确定位，本方法适用于相间短路故障，在不同故障位置、不同大小的过渡电阻和不同类型的相间短路故障情况下均能较为精确的进行定位，为配电网故障后排除故障、恢复供电提供了依据，具有一定的经济性和实用性。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于μPMU量测数据的配电网相间短路故障定位方法，包括以下步骤：

步骤1：设定由双端电源供电的配电主网络其一端电源为G端，另一端电源为H端，在G端、H端分别配置μPMU，用以实时测量同步数据；在配电网络上发生的故障类型包括两相接地短路、两相相间短路和三相短路故障；

步骤2、获取线路长度L、线路单位长度阻抗z，发生故障后，获取发生故障后的故障点过渡电阻R_f、G端μPMU测量的故障电压相量和电流相量H端μPMU测量的故障电压相量和电流相量采用对称分量法对获取的数据进行处理，获取各数据的正序、负序和零序分量；

步骤3、建立线路故障正序网络模型；

步骤4、设定故障点为F，F到G端的预测距离为N，计算N；

第一步，不考虑线路对地等效电容的分流作用，由KVL定理可知，存在关系式：