[发明专利]基于广域保护系统的含光伏电源配电网故障区域定位方法

说明书

本发明公开了基于广域保护系统的含光伏电源配电网故障区域定位方法，包括以下步骤：故障发生时，判断故障区域搜索方向，包括：判断三分支电路电流综合幅值的大小；根据电流综合幅值比较结果，判断故障区域搜索的正方向和反方向；对故障区域进行定位包括以下算法：构建网络关联描述矩阵；计算故障搜索反方向矩阵；根据搜索反方向矩阵对网络关联描述矩阵进行修订，得到故障判别矩阵P；分析判别故障发生区域。本方法提出的故障区域定位部分的矩阵算法对不断变化的网络拓扑结构有适应性，对网络拓扑结构的中间节点和边缘节点不作区分，并且在判据中能清楚分辨这两类节点，无矩阵相乘运算，运算量小，具有稳定性和通用性。

技术领域

本发明属于电力网络故障定位领域，具体涉及一种基于广域保护系统的含光伏电源配电网故障区域定位方法。

背景技术

低污染、低损耗的分布式电源将会有更大的发展空间。当更多的分布式电源接入配电网后，配电网由单电源辐射状网络变为复杂的多电源结构，电网潮流也随之发生变化，这一变化为故障定位带来了难题。因而，配电网故障定位方法需更具稳定性和通用性。

目前的故障定位算法有行波法、人工智能算法和矩阵算法三种。行波法只适用于单一材料且支线较少的馈线，实用性不强；人工智能算法理论复杂且计算量大，在故障定位方面的应用不够成熟；以矩阵分析处理为基础的矩阵算法，原理简单，运算量小，在实际的故障定位中有广泛的应用。

基于配电网自动化的故障定位矩阵算法通过馈线终端设备(FTU)检测过流方向确定故障位置。该矩阵算法不需要规格化处理，没有乘法运算，判断原理简单直观，但是目前的配电网馈线分段开关处只装设A相、C相电流互感器，不装设电压互感器，所以过流方向难以检测。

新型的电流保护系统将广域保护应用到含分布式电源配电网的电流保护中。其中故障区域定位把电流综合幅值作为判别依据，故障区段定位把电流间的相位关系作为判别依据，克服了过流方向难以检测的缺点。但是在故障区域搜索部分的矩阵算法中，需要提前掌握节点信息，对中间节点和边缘节点采用不同的矩阵修订方法，修订过程比较繁琐。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明旨在提供一种基于广域保护系统的含光伏电源配电网故障区域定位方法，本方法提出的故障区域定位部分的矩阵算法不必提前掌握节点信息，通过IED采集处理电流信息并确定搜索方向，形成故障搜索正方向矩阵和反方向矩阵，根据搜索反方向矩阵修订网络关联描述矩阵。该算法对不断变化的网络拓扑结构有适应性，并且在判据中能清楚分辨这两类节点，无矩阵相乘运算，运算量小，具有稳定性和通用性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

基于广域保护系统的含光伏电源配电网故障区域定位方法，包括以下步骤：

1)故障发生时，判据故障区域搜索方向，包括：

1-3)判断三分支电路电流综合幅值的大小；

1-4)根据电流综合幅值比较结果，判断故障区域搜索的正方向和反方向；

2)对故障区域进行定位包括以下算法：

2-1)构建网络关联描述矩阵D，描述每个分段开关处智能电子设备IED的相邻关系；

2-2)将故障搜索方向以矩阵的形式存放，故障搜索正方向为Z，计算故障搜索反方向矩阵F＝D-Z；

2-3)根据搜索反方向矩阵F对网络关联描述矩阵D进行修订，修订的结果就是故障判别矩阵P；

2-4)对故障判别矩阵P进行分析，判别故障发生区域。

步骤1-1)故障时三分支电流综合幅值的比较包括：

电流综合幅值是故障电流的正序分量幅值和负序分量幅值之和，即