[发明专利]有源配电网线路故障特性分析方法及存储介质

说明书

本发明提供一种有源配电网线路故障特性分析方法及存储介质，其中方法包括：建立有源配电网的等效附加正序分量网络；分析基于恒功率控制的IBDG输出正序电压故障分量与输出电流故障分量之间的相位差；计算故障线路两端正序电流故障分量；分析故障线路两端正序电流故障分量之间的相位差，判断有源配电网线路为故障线路或非故障线路。本发明通过分析故障线路两端正序电流故障分量之间的相位差，可知故障线路与非故障线路之间的相位特性存在明显差异，可用于有源配网的区内外故障判别，解决有源配网故障检测和区段定位难的问题。

技术领域

本发明涉及电网故障分析技术领域，特别涉及一种有源配电网线路故障特性分析方法及存储介质。

背景技术

近年来，随着电力需求的稳步增长、电力市场的发展和电力系统的不断扩大，电力系统已逐步接近运行极限。构建具有信息化、自动化、交互性的有源配电网(ActiveDistribution Network,ADN)迫在眉睫。我国新能源开发力度逐年增大，分布式电源发电在配电网中的占比越来越高，可以预知，分布式电源高度渗透的ADN将是未来配电网的重要组成部分。

ADN是由分布式电源、变电站、负荷和保护监测装置构成的复杂结构系统，网络拓扑结构可灵活变化，虽然ADN与传统配电网具有相似的辐射状线路结构和电压等级，但由于分布式电源的大规模接入，导致ADN运行模式发生变化，ADN从无源系统演化为潮流双向变化的有源网络，具有多端、多源、功率潮流与故障电流双向流动的特点。同时，由于电力电子器件过流能力弱，分布式电源的故障电流水平通常被限制在两倍额定电流以内，导致故障和正常扰动引起的ADN系统状态变化差异小。

有源配网系统发生故障后，分布式电源的输出电流通常被限制在两倍额定值以内，其输出故障电流与负荷波动等正常扰动引起的电流变化差异很小，很难将系统故障与正常扰动区分开，因此，故障检测和保护是有源配网系统安全运行的难题之一。

综上可知，ADN的故障运行特性将与传统配电网存在很大差异，而目前已有的用于传统配电网的瞬时电流保护、过流保护等继电保护方案，都是根据其单向潮流、大故障电流等故障特征设计的，不再适用于ADN系统保护。因此，亟需研究考虑新能源接入的有源配电网的故障运行特性，为其保护方案设计提供理论依据和指导。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑新能源接入的有源配电网线路故障特性分析方法及存储介质，解决了现有技术中新能源接入的有源配电网的故障特性分析问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

有源配电网线路故障特性分析方法，包括以下步骤：

建立有源配电网的等效附加正序分量网络；

分析基于恒功率控制的IBDG输出正序电压故障分量与输出电流故障分量之间的相位差；

计算故障线路两端正序电流故障分量；

分析故障线路两端正序电流故障分量之间的相位差，判断有源配电网线路为故障线路或非故障线路。

进一步的，所述建立有源配电网的等效附加正序分量网络包括：

有源配电网系统发生故障时，将大电网等效为恒压源串联等效阻抗，基于恒功率控制的IBDG等效为受控的正序电流源，得到有源配电网的等效附加正序分量网络。

进一步的，高阻故障下IBDG输出正序电压故障分量与输出电流故障分量之间的相位差在-150°至0°之间，低阻故障下IBDG输出正序电压故障分量与输出电流故障分量之间的相位差在0°至120°之间。

进一步的，计算故障线路两端正序电流故障分量包括：分别计算由故障点正序电流故障分量产生的正序电流故障分量，以及由IBDG的等效附加正序电流源产生的正序电流故障分量，然后进行叠加。