CN107728002B - 一种考虑分布式电源接入的配电网故障在线定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及智能配电网技术领域，尤其涉及一种考虑分布式电源接入的配电网故障在线定位方法，针对含高渗透分布式电源下的馈线故障诊断和定位问题而提出一种考虑高渗透分布式电源下的馈线故障诊断方法。包括基于拓扑分析，对拓扑相邻的开关建立开关组；分别对馈线上各开关处流过的电流进行采样，以出口断路器处的电流为基准，计算下游各开关流过电流的极性；通过过流保护监测出口断路器故障电流，确定故障馈线；比较故障馈线下各开关组内故障电流极性，电流极性不一致的开关组区段即为故障区域；若所有开关组内的故障电流极性一致，则故障在线路末端。本发明能快速定位故障区域，适用于不同结构的网架场景，简化对故障电流方向的判断方法，避免频繁复杂的保护整定计算。

Description

一种考虑分布式电源接入的配电网故障在线定位方法
技术领域
本发明涉及智能配电网技术领域，尤其涉及一种考虑分布式电源接入的配电网故障在线定位方法，具体是针对含高渗透分布式电源下的馈线故障诊断和定位的问题，而提出的一种考虑高渗透分布式电源下的馈线故障诊断方法。
背景技术
随着能源结构的优化，环保高效的清洁能源得到大力发展，越来越多的分布式电源，如风机、光伏、储能等，接入到配电网系统当中，改变了传统配电网的辐射状结构。这不仅为配电网带来了潮流的双向流动问题，一些分布式在线路发生故障时会提供短路电流，也为传统配网的三段式电流保护产生了很大冲击，造成保护误动作或拒动作。另一方面，大部分清洁能源受环境变化的影响大，具有不确定或间歇式出力的特性，这为配电网故障保护的整定也带来了一定的困难，难以做到自适应保护。
发明内容
为了克服现有技术中存在的问题，本发明提出了一种考虑分布式电源接入的配电网故障在线定位方法，
一种考虑分布式电源接入的配电网故障在线定位方法，包括以下步骤：
步骤1:基于拓扑分析，对拓扑相邻的开关建立开关组；
步骤2:分别对馈线上各开关处流过的电流进行采样，以出口断路器处的电流为基准，计算下游各开关流过电流的极性；
步骤3:通过过流保护监测出口断路器故障电流，确定故障馈线；
步骤4:比较故障馈线下各开关组内故障电流极性，电流极性不一致的开关组区段即为故障区域；
步骤5:若所有开关组内的故障电流极性一致，则故障出现在线路末端。
所述步骤1中的开关组，是指基于网络拓扑分析，将馈线上拓扑相邻的开关构成的一个组关系，便于之后的故障定位分析。
所述步骤2中各开关处需采集的电流为故障电流波形，对故障前后两个周波进行微机采样，采样结果用于计算电流极性。
所述步骤2中在计算电流极性时，以出口断路器的采样电流为基准，对下游各开关处流过的电流极性Kj进行计算，Kj表示开关j的电流极性，若Kj>0则极性为正，若Kj<0则极性为负，构造判别式如下：
Figure BDA0001386342380000021
其中，n为采样数量；
Figure BDA0001386342380000022
为出口断路器处第i个电流采样值；
Figure BDA0001386342380000023
为该馈线下游某开关处第i个电流采样值。
所述步骤3具体是在各馈线出口断路器设置过流保护，在发生故障时确定故障馈线，缩小故障定位范围。
所述过流保护告警值通过不考虑分布式电源的整定方法进行整定。
所述步骤4，具体是在发生故障时，以每个开关组为单位，比较组内开关流过的电流极性是否一致，不一致的开关组即可判定为故障区段。
所述步骤5，具体是若每个开关组内的故障电流极性均一致，则说明故障点下游无分布式电源提供短路电流，故障点为线路末端。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明还考虑了分布式电源接入对配电网带来的双向潮流波动的影响，基于拓扑分析和故障电流极性比较，构造故障电流极性判别式，能快速定位故障区域，灵活适用于不同结构的网架场景，简化了对故障电流方向的判断方法。
本发明还考虑了间歇式能源出力的波动和不确定性，判别式本身具有自适应性，避免了频繁复杂的保护整定计算。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
下面结合附图和具体实施例，对本发明做进一步详细的描述，但不受本实施例所限。
附图说明
图1是本发明的整体框架图。
具体实施方式
参照图1所示，本发明提供了一种考虑分布式电源接入的配电网故障在线定位方法，具体包括以下主要步骤：
步骤1:基于拓扑分析，对拓扑相邻的开关建立开关组；
步骤2:分别对馈线上各开关处流过的电流进行采样，以出口断路器处的电流为基准，计算下游各开关流过电流的极性；
步骤3:通过过流保护监测出口断路器故障电流，确定故障馈线；
步骤4:比较故障馈线下各开关组内故障电流极性，电流极性不一致的开关组区段即为故障区域；
步骤5:若所有开关组内的故障电流极性一致，则故障出现在线路末端。
所述步骤1中的开关组，是指基于网络拓扑分析，将馈线上拓扑相邻的开关构成的一个组关系，便于之后的故障定位分析。
所述步骤2中各开关处需采集的电流为故障电流波形，对故障前后两个周波进行微机采样，采样结果用于计算电流极性。
所述步骤2中在计算电流极性时，以出口断路器的采样电流为基准，对下游各开关处流过的电流极性Kj进行计算，Kj表示开关j的电流极性，若Kj>0则极性为正，若Kj<0则极性为负，构造判别式如下：
Figure BDA0001386342380000031
其中，n为采样数量；
Figure BDA0001386342380000032
为出口断路器处第i个电流采样值；
Figure BDA0001386342380000033
为该馈线下游某开关处第i个电流采样值。
所述步骤3，具体是在各馈线出口断路器设置过流保护，在发生故障时确定故障馈线，缩小故障定位范围。其中，过流保护告警值通过不考虑分布式电源的整定方法进行整定。
所述步骤4，具体是在发生故障时，以每个开关组为单位，比较组内开关流过的电流极性是否一致，不一致的开关组即可判定为故障区段。
所述步骤5，具体是若每个开关组内的故障电流极性均一致，则说明故障点下游无分布式电源提供短路电流，故障点为线路末端。
综上所述，本发明考虑了分布式电源接入对配电网带来的双向潮流的影响，以及间歇式能源出力的波动和不确定性，构造故障电流极性判别式，简化了对故障电流方向的判断方法，判别式本身具有自适应性，避免了频繁复杂的保护整定计算。
以上公开的本发明实例只是用于帮助阐述本发明。实例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种考虑分布式电源接入的配电网故障在线定位方法，其特征是：包括以下步骤：
步骤1:基于拓扑分析，对拓扑相邻的开关建立开关组；
步骤2:分别对馈线上各开关处流过的电流进行采样，以出口断路器处的电流为基准，计算下游各开关流过电流的极性；所述各开关处需采集的电流为故障电流波形，对故障前后两个周波进行微机采样，采样结果用于计算电流极性；
步骤3:通过过流保护监测出口断路器故障电流，确定故障馈线；
步骤4:比较故障馈线下各开关组内故障电流极性，电流极性不一致的开关组区段即为故障区域；
步骤5:若所有开关组内的故障电流极性一致，则故障出现在线路末端。
2.根据权利要求1所述的一种考虑分布式电源接入的配电网故障在线定位方法，其特征是：所述步骤1中的开关组，是指基于网络拓扑分析，将馈线上拓扑相邻的开关构成的一个组关系，便于之后的故障定位分析。
3.根据权利要求1所述的一种考虑分布式电源接入的配电网故障在线定位方法，其特征是：所述步骤2中在计算电流极性时，以出口断路器的采样电流为基准，对下游各开关处流过的电流极性Kj进行计算，Kj表示开关j的电流极性，若Kj>0则极性为正，若Kj<0则极性为负，构造判别式如下：
Figure FDA0002249756770000011
其中，n为采样数量；
Figure FDA0002249756770000012
为出口断路器处第i个电流采样值；
Figure FDA0002249756770000013
为该馈线下游某开关处第i个电流采样值。
4.根据权利要求1所述的一种考虑分布式电源接入的配电网故障在线定位方法，其特征是：所述步骤3具体是在各馈线出口断路器设置过流保护，在发生故障时确定故障馈线，缩小故障定位范围。
5.根据权利要求1所述的一种考虑分布式电源接入的配电网故障在线定位方法，其特征是：所述步骤4，具体是在发生故障时，以每个开关组为单位，比较组内开关流过的电流极性是否一致，不一致的开关组即可判定为故障区段。
6.根据权利要求1所述的一种考虑分布式电源接入的配电网故障在线定位方法，其特征是：所述步骤5，具体是若每个开关组内的故障电流极性均一致，则说明故障点下游无分布式电源提供短路电流，故障点为线路末端。
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