CN104459465A

CN104459465A - 一种含分布式电源的配电网故障区段定位方法

Info

Publication number: CN104459465A
Application number: CN201410707761.0A
Authority: CN
Inventors: 杨国生; 周泽昕; 李伟; 王晓阳; 王文焕; 郑涛; 曹雅榕; 徐宁
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI; State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd; North China Electric Power University
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; China Electric Power Research Institute Co Ltd CEPRI; State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd; North China Electric Power University
Priority date: 2014-11-26
Filing date: 2014-11-26
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2034-11-26
Also published as: CN104459465B

Abstract

本发明提供一种含分布式电源的配电网故障区段定位方法，包括以下步骤：馈线开关收集故障电流信息；计算同一时刻流入T接区域内的电流相量和，并与设定电流值比较；对线路两端的工频电流变化量相位进行比较，确定具体的故障发生区段。本发明解决含分布式电源的配电网故障时，由分布式电源提供的短路电流对配电网故障定位的影响问题，使得含分布式电源的配电网在发生故障时快速准确地找到故障区域,并对故障区域进行隔离,及时派出抢修人员进行现场处理,这对恢复供电、缩短对故障区段的停电时间和促进分布式发电的发展应用有着十分重要的意义。

Description

一种含分布式电源的配电网故障区段定位方法

技术领域

本发明涉及一种定位方法，具体涉及一种含分布式电源的配电网故障区段定位方法。

背景技术

随着风能、太阳能、生物质能、海洋能和地热等各种新型可再生能源发电为代表的分布式发电技术的快速发展，分布式电源大量接入到配电网中,配电网由原来的单电源辐射型网络逐步转变成多电源的互联网络，从而导致配电网的短路电流水平和方向改变，潮流分布会发生相应改变,故障时的短路电流情况也将发生很大变化，这对系统故障特征分析尤其是在故障定位方面提出了新的要求。为了在分布式电源接入的情况下更好地进行配电网的故障定位,必须开展专题研究。

对于含有分布式电源的多供电途径配电网，通常是开环运行，因此绝大多数配电网的运行方式都可以看作许多由单电源点为起点，以末梢点或联络开关点为终点的电路。当配电网仅采用比较故障电流信息上报阈值法，在馈线末端发生相间故障时，如果故障处离电源点电气距离比较远，故障电流会比较小，再考虑到电流互感器的误差，就会出现本级线路开关不能上传故障信息，而上一级线路开关能上传该故障信息的情况，使得故障定位在上一级线路内从而断开上一级线路。这样会导致故障区段定位错误，扩大了停电范围，降低了供电可靠性。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种含分布式电源的配电网故障区段定位方法，解决含分布式电源的配电网故障时，由分布式电源提供的短路电流对配电网故障定位的影响问题，使得含分布式电源的配电网在发生故障时快速准确地找到故障区域,并对故障区域进行隔离,及时派出抢修人员进行现场处理,这对恢复供电、缩短对故障区段的停电时间和促进分布式发电的发展应用有着十分重要的意义。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种含分布式电源的配电网故障区段定位方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：馈线开关收集故障电流信息；

步骤2：计算同一时刻流入T接区域内的电流相量和，并与设定电流值比较；

步骤3：对线路两端的工频电流变化量相位进行比较，确定具体的故障发生区段。

所述步骤1中，含分布式电源的配电网发生故障后，馈线开关收集故障电流信息，故障电流信息包括故障时的工频电流幅值、工频电流相位、工频电流变化量幅值和工频电流变化量相位。

所述步骤2中，对同一时刻流入T接区域内的电流相量相加，得到电流相量和，并与设定电流值比较，分为以下两种情况：

(1)若则表明故障发生在T接区域；

其中，分别为流过T接区域周围三个馈线开关的工频电流，I_set为设定电流值，且I_set＝KI_s.min，K为T接区域内考虑电流互感器的传变误差、保护的采样和计算误差所带来的综合误差系数，I_s.min为流过T接区域的最小短路电流；

(2)若则对流过T接区域周围三个分支的馈线开关的工频电流变化量幅值进行比较，方向指向故障点的工频电流变化量幅值最大，则这个分支所指的方向为故障搜索方向，即可确定出较小的故障搜索区域。

所述步骤3中，根据确定的故障搜索方向，对线路两端的工频电流变化量相位进行比较，根据工频电流变化量相位对于故障线路两端的馈线开关是反相的，而流过无故障线路的工频电流变化量相位对该段线路两端的馈线开关是相同的，从而确定出具体的故障发生区段。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明充分利用分布式电源接入时故障电流的特点，准确的对含分布式电源的配电网故障进行定位，适合于分布式电源大量接入的情况；仅使用工频电流变化量作为幅值比较和相位比较的判据，原理简单，易于实现。

附图说明

图1是本发明实施例中含分布式电源的配电网线路示意图；

图2是本发明实施例中含T接区域的T1区域发生故障示意图；

图3是本发明实施例中不含T接的其他区域A7发生故障示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

步骤1：馈线开关收集故障电流信息；

(1)若则表明故障发生在T接区域；

实施例1

如图2，故障为K1点发生短路故障；

(1)馈线开关收集故障时的工频电流幅值、工频电流相位、工频电流变化量幅值和工频电流变化量相位；

(2)以流入T接点电流方向为正方向，对同一时刻流入T接区域内的电流相量相加，得到：

T1区域：(I_K1为T1接区域内考虑电流互感器的传变误差、保护的采样和计算误差所带来的综合误差得到的最小短路电流值)；

T2区域：

| {\overset{\cdot}{I}}_{I} + {\overset{\cdot}{I}}_{J} + {\overset{\cdot}{I}}_{D 2} | \approx 0

T3区域：

| {\overset{\cdot}{I}}_{M} + {\overset{\cdot}{I}}_{N} + {\overset{\cdot}{I}}_{O} | \approx 0

其中：分别为按图1所示电流方向，流过相应馈线开关的故障电流相量。

(3)判断故障发生区域为T1接区域。

实施例2

如图3，故障为K2点发生短路故障；

(2)对同一时刻流入T接区域内的电流相量相加，得到：

T1区域：

| {\overset{\cdot}{I}}_{E} + {\overset{\cdot}{I}}_{F} + {\overset{\cdot}{I}}_{L} | \approx 0

T2区域：

| {\overset{\cdot}{I}}_{I} + {\overset{\cdot}{I}}_{J} + {\overset{\cdot}{I}}_{D 2} | \approx 0

T3区域：

| {\overset{\cdot}{I}}_{M} + {\overset{\cdot}{I}}_{N} + {\overset{\cdot}{I}}_{O} | \approx 0

(3)对流过T接区域周围3个分支的馈线开关的工频电流变化量幅值进行比较，得出：

T1区域里，

| {Δ \overset{\cdot}{I}}_{F} | > | Δ {\overset{\cdot}{I}}_{E} |, | Δ {\overset{\cdot}{I}}_{F} | > | Δ {\overset{\cdot}{I}}_{L} |;

T2区域里，

| {Δ \overset{\cdot}{I}}_{I} | > | Δ {\overset{\cdot}{I}}_{J} |, | Δ {\overset{\cdot}{I}}_{I} | > | Δ {\overset{\cdot}{I}}_{D 2} |;

T3区域里，

| {Δ \overset{\cdot}{I}}_{M} | > | Δ {\overset{\cdot}{I}}_{O} |, | Δ {\overset{\cdot}{I}}_{M} | > | Δ {\overset{\cdot}{I}}_{N} | .

由于方向指向故障点的分支电流的工频变化量幅值最大，这个分支所指的方向为故障搜索方向，从而确定出故障搜索区域应该为馈线开关F、I之间的区域；

(4)比较馈线开关F、I之间的三个区域A6、A7、A8两端的工频电流变化量相位，得到：

\cos (\arg | Δ {\overset{\cdot}{I}}_{F} | / | Δ {\overset{\cdot}{I}}_{G} |) > 0, \cos (\arg | Δ {\overset{\cdot}{I}}_{G} | / | Δ {\overset{\cdot}{I}}_{H} |) > 0, \cos (\arg | Δ {\overset{\cdot}{I}}_{H} | / | Δ {\overset{\cdot}{I}}_{I} |) > 0,

即区域A6、A8两端工频电流变化量相位相同，区域A7两端工频电流变化量相位相反，从而确定出故障发生区段为A7区域。

图1-3中，虚线圆圈区域T1、T2、T3为T接区域，区域A1、A2、A3、……、A11为不含T接的其他区域。Sub1为变电站，S1为变电站出线开关，D1、D2为分布式电源出线开关，A、B、C……P为馈线开关，K1、K2为故障点DG1和DG2为分布式电源。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims

1.一种含分布式电源的配电网故障区段定位方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：馈线开关收集故障电流信息；

2.根据权利要求1所述的含分布式电源的配电网故障区段定位方法，其特征在于：所述步骤1中，含分布式电源的配电网发生故障后，馈线开关收集故障电流信息，故障电流信息包括故障时的工频电流幅值、工频电流相位、工频电流变化量幅值和工频电流变化量相位。

3.根据权利要求1所述的含分布式电源的配电网故障区段定位方法，其特征在于：所述步骤2中，对同一时刻流入T接区域内的电流相量相加，得到电流相量和，并与设定电流值比较，分为以下两种情况：

(1)若则表明故障发生在T接区域；

4.根据权利要求1所述的含分布式电源的配电网故障区段定位方法，其特征在于：所述步骤3中，根据确定的故障搜索方向，对线路两端的工频电流变化量相位进行比较，根据工频电流变化量相位对于故障线路两端的馈线开关是反相的，而流过无故障线路的工频电流变化量相位对该段线路两端的馈线开关是相同的，从而确定出具体的故障发生区段。