CN110873833B - 一种含分布式电源的配电网自适应故障区段定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含分布式电源的配电网自适应故障区段定位方法，首先在在配电网中性点安装中性点电压互感器，在各线路区段首端安装电流互感器，当中性点电压大于10％相电压时，认为配电网某区段发生故障，启动区段定位，计算上下级线路电流互感器采样值之间的相关度，若只有分布式电源接入点的上级线路与下级线路电流采样值相关度低于相似度门槛，则判断分布式电源接入点的上级线路区段发生故障，否则判断另一相关度低于相似度门槛值低于线路区段发生故障。本发明有效摆脱传统方法对潮流流向的依赖，可实现含分布式电源配电网的故障区段定位，对通信的要求较低，易于实现，成本较低，适合线路区段较多的配电网。

Description

一种含分布式电源的配电网自适应故障区段定位方法
技术领域
本发明涉及一种含分布式电源的配电网自适应故障区段定位方法，特别适用于配电网故障区段定位相关领域。
背景技术
目前，我国10kV配电网一般通过在线路区段首端安装故障指示器的方式进行故障区段定位。故障指示器法适合传统的单端电源辐射型配电网，但随着配电网中分布式电源渗透率逐年提升，以及中小型水电站在配电网中的接入，传统辐射型配电网潮流单向流动的特性将被打破，在分布式电源的作用下，呈现出潮流双向流动特性。因此，现有基于潮流单向流动进行故障区段判断的故障指示器将失效。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，有效解决含分布式电源的配电网故障区段定位问题，本发明提出了一种含分布式电源的配电网自适应故障区段定位方法，分为如下步骤：
1)在配电网中性点安装中性点电压互感器，在各线路区段首端安装电流互感器；
2)当配电网中性点电压大于10％相电压时，认为配电网某区段发生故障，启动故障区段定位；
3)计算上下级线路电流互感器采样值之间的相关度；
4)若只有分布式电源接入点的上级线路电流采样值与其下级线路电流采样值间相关度低于整定的相似度门槛值，则判断分布式电源接入点的上级线路区段发生故障；
5)若除了分布式电源接入点的上级线路电流采样值与其下级线路电流采样值间相关度低于整定的相似度门槛值外，还有另一线路区段与其下级线路区段间电流采样会相关度低于整定的相似度门槛值，则判断另一相关度低于相似度门槛值低于线路区段发生故障。
上述步骤3)中：
Figure BDA0002311524700000021
上述步骤3)中：
Figure BDA0002311524700000022
式中T为时间序列长度设定值，可根据实际需求人为设定；dt为计算定积分的算子；
Figure BDA0002311524700000023
其中，X为上级线路电流采样值，
Figure BDA0002311524700000024
所以，σ(X)只需对
Figure BDA0002311524700000025
直接计算即可。
上述步骤4)和步骤5)中的相似度门槛值根据现场实际情况进行整定，一般可设为0.7。
本发明的有益效果在于：
(1)通过上下级线路之间电流采样序列比较相关度的方式进行区段定位，可利用含分布式电源配电网自身结构特性，有效摆脱传统方法对潮流流向的依赖，实现含分布式电源配电网的故障区段定位；(2)本方法只需比较上下级线路间的电流采样序列，对通信的要求较低，易于实现，成本较低，适合线路区段较多的配电网，具有深远意义和广阔的应用前景。
附图说明
图1是一种含分布式电源的配电网自适应故障区段定位方法的流程图。
图2是含分布式电源配电网仿真模型图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为一种含分布式电源的配电网自适应故障区段定位方法的流程图，图2是含分布式电源配电网仿真模型图。首先，在配电网中性点安装中性点电压互感器，在各线路区段首端安装电流互感器；当配电网中性点电压大于10％相电压时，认为配电网某区段发生故障，启动故障区段定位；然后，计算上下级线路电流互感器采样值之间的相关度
Figure BDA0002311524700000031
若只有分布式电源接入点的上级线路电流采样值与其下级线路电流采样值间相关度低于整定的相似度门槛值，则判断分布式电源接入点的上级线路区段发生故障；若除了分布式电源接入点的上级线路电流采样值与其下级线路电流采样值间相关度低于整定的相似度门槛值外，还有另一线路区段与其下级线路区段间电流采样会相关度低于整定的相似度门槛值，则判断另一相关度低于相似度门槛值低于线路区段发生故障。
上述步骤3)中：
Figure BDA0002311524700000032
上述步骤3)中：
Figure BDA0002311524700000033
式中T为时间序列长度设定值，可根据实际需求人为设定，本实施例中设置为故障后2个周波(40ms)。
建立如图2所示的含分布式电源10kV配电网，共包含7个线路区段，在各区段首端安装电流互感器，并给个区段保护间安装通信装置。分别在分布式电源接入点的上、下级线路区段设置故障点F1、F2，考察上下级区段间检测到的电流序列相关性。将相似度门槛整定为0.7，区段间相关度列于表1、表2。
表1 F1点故障时的区段间相关性值
上级区段 下级区段 相关度
区段1 区段2 0.92
区段2 区段3 0.95
区段4 区段5 0.89
区段5 区段6 0.17
区段6 区段7 0.21
表2 F2点故障时的区段间相关性值
上级区段 下级区段 相关度
区段1 区段2 0.94
区段2 区段3 0.97
区段4 区段5 0.88
区段5 区段6 0.14
区段6 区段7 0.86
从表1中可以看出，当故障发生于F1点时，此时区段5与区段6、区段6与区段7之间的电流采样值相关度均低于门槛值0.7。因此，可判断故障并非发生于分布式电源接入点的上级区段(区段5)，而是发生于相关度低于门槛值的另一线路区段，即区段6上。而当故障发生于F2点时，仅有区段5与区段6之间电流采样值相关度均低于门槛值0.7。因此，可以判定故障发生于分布式电源接入点的上级区段也就是区段5上。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易变化或替换，都属于本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种含分布式电源的配电网自适应故障区段定位方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)在配电网中性点安装中性点电压互感器，在各线路区段首端安装电流互感器；
2)当配电网中性点电压大于10％相电压时，认为配电网某区段发生故障，启动故障区段定位；
3)计算上下级线路电流互感器采样值之间的相关度；
4)若只有分布式电源接入点的上级线路电流采样值与其下级线路电流采样值间相关度低于整定的相似度门槛值，则判断分布式电源接入点的上级线路区段发生故障；
5)若除了分布式电源接入点的上级线路电流采样值与其下级线路电流采样值间相关度低于整定的相似度门槛值外，还有另一线路区段与其下级线路区段间电流采样会相关度低于整定的相似度门槛值，则判断另一相关度低于相似度门槛值低于线路区段发生故障；
所述步骤3)中：上下级线路电流互感器采样值之间的相关度
Figure FDA0003484181820000011
Figure FDA0003484181820000012
其中，
Figure FDA0003484181820000013
T为时间序列长度设定值；dt为计算定积分的算子；X为上级线路电流采样值；Y为下级线路电流采样值。
2.根据权利要求1所述的一种含分布式电源的配电网自适应故障区段定位方法，其特征在于：所述步骤4)和步骤5)中的相似度门槛值为0.7。
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