CN114217135A - 一种中性点接地电阻确定方法及系统 - Google Patents

一种中性点接地电阻确定方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种中性点接地电阻确定方法及系统，建立含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型，获取流经故障点的故障相电流；获取配电网系统电容电流、及流经接地电阻的故障电流；判断配电网系统是否满足预设条件，预设条件为流经接地电阻的故障电流与配电网系统电容电流的比值在预设范围内、流经接地电阻的故障电流小于第一预设阈值、流经故障点的故障相电流大于第二预设阈值、第二电阻的阻值小于第一电阻的阻值；若都满足，则确定第一电阻的阻值和第二电阻的阻值均为中性点接地小电阻阻值。本申请实施例提供的方案能够确定出满足继电保护可靠动作、且保证设备的安全运行以及操作人员的人身安全的中性点接地小电阻阻值。

Description

一种中性点接地电阻确定方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统稳定运行及继电保护领域，更具体地说，涉及一种 中性点接地电阻确定方法及系统。
背景技术
为了缓解能源危机，越来越多的新能源开始接入电网，以逆变型分布式 电源(Inverter-Interfaced Distributed Generation，IIDG)为主的太阳能、风能等的 新能源占比正逐年增加。目前国内外对于含IIDG配电网的研究主要集中在该 类型电源接入电网后的电压稳定、电能质量、潮流分布以及继电保护等方面， 现有技术中并没有相关方案能够确定出含逆变型分布式电源配电网的中性点 接地电阻的阻值。
发明内容
本发明的目的是提供一种中性点接地电阻确定方法，能够确定出包含逆 变型分布式电源的配电网系统的中性点接地小电阻阻值，所确定的中心点接 地小电阻阻值满足继电保护可靠动作、保证设备的安全运行、以及操作人员 的人身安全的要求。
为实现上述目的，本发明提供了一种中性点接地电阻确定方法，应用于 包含逆变型分布式电源的配电网系统中，所述配电网系统包括第一电阻和第 二电阻，所述第一电阻为逆变型分布式电源侧接地小电阻，所述第二电阻为 系统侧接地小电阻，所述方法包括：
建立含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型，通过所述含 逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型获取流经故障点的故障相 电流；
获取所述配电网系统的线路额定电压和总线路长度，根据所述线路额定 电压和总线路长度确定配电网系统电容电流；获取配电网系统正常运行时的 额定相电压和接地电阻，根据所述配电网系统正常运行时的额定相电压和所 述接地电阻确定流经接地电阻的故障电流；所述接地电阻为所述配电网系统 发生故障时整个回路的总电阻；
判断所述配电网系统是否满足预设条件，所述预设条件包括：所述流经 接地电阻的故障电流与所述配电网系统电容电流的比值在预设范围内、且所 述流经接地电阻的故障电流小于第一预设阈值、且所述流经故障点的故障相 电流大于第二预设阈值、且所述第二电阻的阻值小于所述第一电阻的阻值；
若所述配电网系统满足所述预设条件，则确定所述第一电阻的阻值和所 述第二电阻的阻值均为中性点接地小电阻阻值。
可选地，所述建立含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型， 通过所述含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型获取流经故障 点的故障相电流，包括：
通过对称分量法建立含有含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故 障模型，通过所述含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型获取 流经故障点的故障相电流。
可选地，所述通过所述含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障 模型获取流经故障点的故障相电流，包括：
获取所述配电网系统线路发生单相故障时的外电路特性曲线和逆变型分 布式电源故障输出特性曲线，基于所述外电路特性曲线与故障输出特性曲线 确定运行点，并获取所述运行点的电流和电压，利用所述对称分量法得到所 述流经故障点的故障相电流。
可选地，所述利用对称分量法得到所述流经故障点的故障相电流，包括：
通过如下方式计算所述故障相电流：
Figure BDA0003416030580000021
Figure BDA0003416030580000022
Figure BDA0003416030580000023
Figure BDA0003416030580000024
其中，Ifault为流经故障点的故障相电流，
Figure BDA0003416030580000025
为逆变型分布式电源侧变压 器的负序阻抗，
Figure BDA0003416030580000026
为逆变型分布式电源侧线路的正序阻抗，
Figure BDA0003416030580000027
为负载的等 效正序阻抗，
Figure BDA0003416030580000028
为系统电源的负序阻抗，
Figure BDA0003416030580000029
为系统侧变压器的零序阻抗，
Figure BDA00034160305800000210
为系统侧变压器的负序阻抗，
Figure BDA00034160305800000211
为系统侧线路的负序阻抗，
Figure BDA00034160305800000212
为系统侧线 路的零序阻抗，R2为所述第二电阻的阻值，R1为所述第一电阻的阻值，i2为复 合序网的第二网孔电流。
可选地，根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据所述线路额 定电压和总线路长度确定配电网系统电容电流，包括：
通过如下方式计算所述配电网系统电容电流：
IC＝(2.7～3.3)Uel×10-3A；
其中，IC是配电网系统电容电流，Ue是线路额定电压；l是总线路长度； 2.7表示当线路无架空地线时的系数值，3.3表示当线路有架空地线时的系数 值。
可选地，所述根据所述配电网系统正常运行时的额定相电压和所述接地 电阻确定流经接地电阻的故障电流，包括：
通过如下方式计算所述流经接地电阻的故障电流：
Figure BDA0003416030580000031
其中，IN为流经接地电阻的故障电流，Uph是系统正常运行时额定相电压； R是接地电阻。
可选地，所述预设范围，包括：1～1.5。
可选地，所述第一预设阈值，具体为：1000安。
可选地，所述第二预设阈值，具体为：600安。
本发明还提供了一种中性点接地电阻确定系统，包括：
第一获取模块，用于建立含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故 障模型，通过所述含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型获取 流经故障点的故障相电流；
第二获取模块，用于获取所述配电网系统的线路额定电压和总线路长度， 根据所述线路额定电压和总线路长度确定配电网系统电容电流；获取配电网 系统正常运行时的额定相电压和接地电阻，根据所述配电网系统正常运行时 的额定相电压和所述接地电阻确定流经接地电阻的故障电流；所述接地电阻 为所述配电网系统发生故障时整个回路的总电阻；
判断模块，用于判断所述配电网系统是否满足预设条件，所述预设条件 包括：所述流经接地电阻的故障电流与所述配电网系统电容电流的比值在预 设范围内、且所述流经接地电阻的故障电流小于第一预设阈值、且所述流经 故障点的故障相电流大于第二预设阈值、且所述第二电阻的阻值小于所述第 一电阻的阻值；
确定模块，用于若所述配电网系统满足所述预设条件，则确定所述第一 电阻的阻值和所述第二电阻的阻值均为中性点接地小电阻阻值。
本发明实施例提供一种中性点接地电阻确定方法，首先建立含逆变型分 布式电源配电网的单相接地短路故障模型，获取流经故障点的故障相电流； 然后获取配电网系统电容电流、及流经接地电阻的故障电流；最后判断配电 网系统是否满足预设条件，预设条件包括流经接地电阻的故障电流与配电网 系统电容电流的比值在预设范围内、且流经接地电阻的故障电流小于第一预 设阈值、且流经故障点的故障相电流大于第二预设阈值、且第二电阻的阻值 小于第一电阻的阻值，若所述配电网系统满足所述预设条件，则确定所述第 一电阻的阻值和所述第二电阻的阻值均为中性点接地小电阻阻值。可见，本 申请实施例中该方法能够确定出满足继电保护可靠动作、且保证设备的安全 运行以及操作人员的人身安全的中性点接地小电阻阻值。
另外，本发明实施例还提供了一种中性点接地电阻确定系统，效果如上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不 付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种中性点接地电阻确定方法；
图2为本发明实施例提供的一种中性点接地电阻确定系统示意图；
图3为本发明实施例提供的一种10kV含逆变型分布式电源的配电网典型 模型；
图4为本发明实施例提供的一种10kV含逆变型分布式电源的配电网典型 模型在线路l1末端F1点发生A相接地故障时，系统的复合序网；
图5为本发明实施例提供的一种10kV含逆变型分布式电源的配电网典型 模型在线路l1末端F1点发生A相接地故障时，系统的复合序网等效电路图；
图6(a)为本发明实施例提供的一种10kV含逆变型分布式电源的配电网 典型模型在线路l1末端F1点发生单相接地故障时，外电路特性曲线和故障输出 特性曲线与接地电阻变化之间的规律曲线图；
图6(b)为本发明实施例提供的一种10kV含逆变型分布式电源的配电网 典型模型在线路l1末端F2点发生单相接地故障时，外电路特性曲线和故障输出 特性曲线与接地电阻变化之间的规律曲线图；
图7(a)为本发明实施例提供的一种F1点发生单相故障时，各故障电气 量随着逆变型分布式电源侧接地电阻R1变化的曲线图；
图7(b)为本发明实施例提供的一种F1点发生单相故障时，各故障电气 量随着系统侧接地电阻R2变化的曲线图；
图8(a)为本发明实施例提供的一种F2点发生单相故障时，各故障电气 量随着逆变型分布式电源侧接地电阻R1变化的曲线图；
图8(b)为本发明实施例提供的一种F2点发生单相故障时，各故障电气 量随着系统侧接地电阻R2变化的曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种中性点接地小电阻确定方法的流程图。如 图1所示，中性点接地电阻确定方法包括：
S10：建立含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型，通过所 述含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型获取流经故障点的故 障相电流。
具体的，含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型是基于对 称分量法建立的，本申请实施例中基于IIDG在配电网故障时的低电压穿越(Low Voltage RideThough,LVRT)能力，结合其故障特性，利用对称分量法对 含逆变型分布式电源配电网系统进行分析，得到各故障电气量的数学表达式， 从而能够基于各故障电气量进行分析判断。
S11：获取所述配电网系统的线路额定电压和总线路长度，根据所述线路 额定电压和总线路长度确定配电网系统电容电流；获取配电网系统正常运行 时的额定相电压和接地电阻，根据所述配电网系统正常运行时的额定相电压 和所述接地电阻确定流经接地电阻的故障电流；所述接地电阻为所述配电网 系统发生故障时整个回路的总电阻。
S12：判断所述配电网系统是否满足预设条件，所述预设条件包括：所述 流经接地电阻的故障电流与所述配电网系统电容电流的比值在预设范围内、 且所述流经接地电阻的故障电流小于第一预设阈值、且所述流经故障点的故 障相电流大于第二预设阈值、且所述第二电阻的阻值小于所述第一电阻的阻 值。
S13：若所述配电网系统满足所述预设条件，则确定所述第一电阻的阻值 和所述第二电阻的阻值均为中性点接地小电阻阻值。
需要说明的是，如图3所示，配电网系统为包含逆变型分布式电源的配电 网系统，该配电网系统包括第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻为逆变型分 布式电源侧接地小电阻，第二电阻为系统侧接地小电阻。
可见，本申请实施例中确定的配电网系统中中性点接地电阻阻值，满足 流经接地电阻的故障电流与配电网系统电容电流的比值在预设范围内、流经 接地电阻的故障电流小于第一预设阈值，满足系统对过电压倍数的限制，并 且流经故障点的故障相电流大于第二预设阈值、第二电阻阻值小于第一电阻 阻值，保证了零序电流保护具有足够的灵敏性，如此，在满足继电保护能够 可靠动作的条件下，考虑了设备的安全运行以及操作人员的人身安全，从而 基于本申请实施例提供的方案能够确定出中性点接地小电阻阻值，该中性点接地小电阻阻值满足继电保护可靠动作、且保证设备的安全运行以及操作人 员的人身安全的要求。
具体的，本申请实施例中步骤S10通过所述含逆变型分布式电源配电网的 单相接地短路故障模型获取流经故障点的故障相电流，包括：获取所述配电 网系统线路发生单相故障时的外电路特性曲线和逆变型分布式电源故障输出 特性曲线，基于所述外电路特性曲线与故障输出特性曲线确定运行点，并获 取所述运行点的电流和电压，利用所述对称分量法得到所述流经故障点的故 障相电流。
优选的，参见图3，本申请实施例中含逆变型分布式电源的配电网包括系 统侧和逆变型分布式电源侧，系统侧和逆变型分布式电源侧均通过接地小电 阻接地，系统侧和和逆变型分布式电源并网运行。
其中，逆变型分布式电源并网运行时，IIDG通常采用PQ控制策略，配 电网正常运行时，IIDG无功功率参考值一般设置为0。由于此时PCC线电压 基本不变，逆变型分布式电源可以等效为受参考功率控制的电流源。发生故 障时，逆变器为了保持IIDG在一定时间内不脱网并维护电网稳定性，应具备 一定的低电压穿越(low voltage ride through,LVRT)能力。其中，输出的无功电 流的大小取决于出口电压跌落的大小。
IIDG输出的无功和有功电流参考值分别如式(1)和式(2)所示。
Figure BDA0003416030580000071
Figure BDA0003416030580000072
其中，iq_ref为逆变型分布式电源输出的无功电流参考值，id_ref为逆变型分 布式电源输出的有功电流参考值，id0为逆变型分布式电源的正常工作时额定 电流，up为逆变器出口电压。
由(1)、(2)式可以得出IIDG的输出电流为:
Figure BDA0003416030580000073
其中，ip为逆变型分布式电源的输出电流。
基于通过分析逆变型分布式电源并网运行时，获取IIDG在各种状况下的 输出电流，基于式(3)可知，在出口电压发生变化时，即含逆变型分布式电 源的配电网出现故障时，IIDG的输出电流根据不同的出口电压会有不同的输 出，从而基于对IIDG的输出电流的分析得到IIDG的故障输出特性。
具体的，本申请实施例中基于利用对称分量法分析电路不对称故障，绘 制正序网络时，可以将IIDG等效为压控电流源。则图4中的网络在线路l1末端 F1点发生A相接地故障时，系统的复合序网图如图5所示，复合序网等效电路 图参见图6。
外电路的电压UDG与电流IDG的关系为：
Figure BDA0003416030580000081
其中，
Figure BDA0003416030580000082
Figure BDA0003416030580000083
Figure BDA0003416030580000084
Figure BDA0003416030580000085
Z5＝Z2//(Z3+Z4)
其中，UDG为外电路的电压，IDG为外电路的电流，外电路为除逆变式分 部电源外的其他电路，Eg为系统电源的电势，
Figure BDA0003416030580000086
为逆变型分布式电源侧变压 器的负序阻抗，
Figure BDA0003416030580000087
为逆变型分布式电源侧变压器的正序阻抗；
Figure BDA0003416030580000088
为逆变型分 布式电源侧线路的正序阻抗，
Figure BDA0003416030580000089
为负载的等效正序阻抗，
Figure BDA00034160305800000810
为系统电源的 负序阻抗，
Figure BDA00034160305800000811
为系统侧变压器的零序阻抗，
Figure BDA00034160305800000812
为系统侧变压器的正序阻抗，
Figure BDA00034160305800000813
为系统侧变压器的负序阻抗，
Figure BDA00034160305800000814
为系统侧线路的负序阻抗，
Figure BDA00034160305800000815
为系统侧 线路的零序阻抗，
Figure BDA00034160305800000816
为系统侧线路的零序阻抗，R2为第二电阻的阻值，R1为 第一电阻的阻值，i1为复合序网的第一网孔电流，i2为复合序网的第二网孔电 流。
本申请实施例中通过对称分量法建立含有含逆变型分布式电源配电网的 单相接地短路故障模型，得到外电路的电压UDG与电流IDG的关系，从而得到 外电路的特性曲线。
具体的，参见图6(a)和图6(b)所示，基于上述对IIDG的输出电流的 分析得到的IIDG的故障输出特性，和基于对称分量法建立含有含逆变型分布 式电源配电网的单相接地短路故障模型得到的外电路的特性曲线，得到在线 路发生单相接地故障时，外电路特性曲线和故障输出特性曲线与接地电阻变 化之间的规律曲线图。
优选的，参见图6(a)，在线路l1末端F1点发生单相接地故障时，外电路 特性曲线和故障输出特性曲线存在交点，外特性曲线与IIDG故障输出特性曲 线的交点，即为当系统发生单相接地故障时，IIDG的运行点。本申请实施例 通过图像得到故障时IIDG运行点的电流和电压后，由对称分量法可以得到流 经故障点的故障相电流Ifault、流经线路l1的故障相电流IL1及其零序分量
Figure BDA0003416030580000091
分 别如式(5)～(7)所示。
Figure BDA0003416030580000092
Figure BDA0003416030580000093
Figure BDA0003416030580000094
从上述各故障电气量表达式可以看出，流经接地点的故障电流Ifault与电流 i2成正比，并且受到负载与线路l2阻抗分流的影响。在线路阻抗以及变压器阻 抗不变的条件下，其大小主要与R1、R2阻值大小以及此时IIDG的故障运行状 态有关。而流经线路l1的故障相电流IL1及其零序分量
Figure BDA0003416030580000095
则与流经接地点的故 障电流直接相关。
使用同样的方法分析IIDG下游线路F2发生单相短路的情况如图6(b)， 可以得到类似的结论。
本申请实施例基于IIDG在配电网故障时的低电压穿越(Low Voltage RideThough,LVRT)能力，结合其故障特性，利用对称分量法对含逆变型分布式电 源配电网系统进行分析，得到了各故障电气量的数学表达式，从而能够基于 各故障电气量进行分析判断，确定出能够确定出满足继电保护可靠动作、且 保证设备的安全运行以及操作人员的人身安全的中性点接地小电阻阻值。
具体的，本申请实施例中步骤S11中根据所述线路额定电压和总线路长 度确定配电网系统电容电流，包括：
通过如下方式计算所述配电网系统电容电流：
IC＝(2.7～3.3)Uel×10-3A；
其中，IC是配电网系统电容电流，Ue是线路额定电压(kV)；l是总线路长 度；当线路无架空地线时取系数2.7，当线路有架空地线时，取系数3.3。
具体的，本申请实施例中步骤S11中根据所述配电网系统正常运行时的 额定相电压和所述接地电阻确定流经接地电阻的故障电流，包括：
通过如下方式计算所述流经接地电阻的故障电流：
Figure BDA0003416030580000101
其中，IN为流经接地电阻的故障电流，Uph是系统正常运行时额定相电压； R是接地电阻，为在单相故障时整个回路的的总电阻。
需要说明的是，本申请实施例中流经接地电阻的故障电流是忽略线路压 降近似计算的。
具体的，本实施例对于所述配电网系统应满足的预设条件进行说明：
为了确保设备安全运行以及相关人员的人身安全，系统过电压和流经接 地点的接地电流不宜过大。系统的过电压倍数和流经接地电阻的故障电流IN与系统电容电流IC的比值有关，过电压倍数随着IN/IC比值增大而减小。当 IN/IC>1时，健全相的过电压可以被限制在2.5pu以内，满足对中性点经小电阻 接地系统的最大过电压限制规定；当IN/IC>1.5后，弧光接地过电压变化不大。 因此在选择接地电阻R1和R2时，需使流经接地电阻的接地电流满足流经接地 电阻的故障电流与所述配电网系统电容电流的比值在1～1.5范围内。
同时还需考虑当流经接地点的故障电流过大时，强烈电弧燃烧易引起相 邻电缆故障，导致故障范围进一步扩大。因此在发生单相接地故障时，流经 接地电阻的故障电流小于等于1kA。
优选的，本申请中配电网系统中系统侧接地小电阻和逆变型分布式电源 侧接地小电阻阻值还满足取值在6～30Ω范围内。
另外，对于中性点经小电阻接地的系统，发生单相接地故障时，一般认 为当流经故障点的故障相电流大于400A～600A时，接地电弧能稳定燃烧，有 利于继电保护装置的正确动作。通信电缆的危险影响电压不能超过430V，对 于高可靠线路，即在故障后0.2s内可以切除的线路，危险影响电压不能超过 650V。
对于10kV配电网的接地保护，一般配置零序过流保护。
参见图7(a)和图7(b)，可见，F1处单相故障，当两接地电阻阻值均 较小时，k＝R1/R2越大，流经线路l1的零序分量电流
Figure BDA0003416030580000102
越大。并且，当电网侧 中性点接地小电阻R2值不变，IIDG侧变压器接地小电阻R1越大，故障时流 经线路l1的故障电流IL1越小，零序过电流保护的整定值越小，流经l1的零序 故障电流则越大，其零序过电流保护的灵敏度越高。
F2处单相故障时，由于IIDG的助增作用，零序过电流保护的灵敏度相 较于未接入分布式电源会有所提高。然而，当线路l1的零序过电流保护作为 线路l2的远后备保护时，流过线路l1继电保护装置的零序电流，在支路分流 的作用下将会减小，且减小程度与两处接地电阻的比值有关。若R1较小，R2较大，则故障时，流经流过线路l1继电保护装置的零序电流将非常小，导致其 灵敏度达不到要求。
可见，本申请实施例为保证零序电流保护具有足够的灵敏性，即要保证 单相接地故障电流大于600A，并且电网侧变压器中性点接地电阻R2的阻值小 于IIDG侧并网变压器中性点接地电阻R1的阻值。
经过上述分析可知，本申请实施例中确定的中性点接地小电阻阻值要满 足系统对过电压倍数的限制，即满足流经接地电阻的故障电流与配电网系统 电容电流的比值在1～1.5之间、流经接地电阻的故障电流小于等于1000A，并 且要保证零序电流保护具有足够的灵敏性，即要满足流经故障点的故障相电 流大于600A、第二电阻阻值小于第一电阻阻值，如此，才能确定出确定出满 足继电保护可靠动作、且保证设备的安全运行以及操作人员的人身安全的中 性点接地小电阻阻值。
上面对本发明实施例中的中性点接地电阻确定方法进行了描述，下面对 本发明实施例中的中性点接地电阻确定系统进行描述，请参阅图2，本发明实 施例中的系统包括：
第一获取模块201，用于建立含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路 故障模型，通过所述含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型获 取流经故障点的故障相电流；
第二获取模块202，用于获取所述配电网系统的线路额定电压和总线路长 度，根据所述线路额定电压和总线路长度确定配电网系统电容电流；获取配 电网系统正常运行时的额定相电压和接地电阻，根据所述配电网系统正常运 行时的额定相电压和所述接地电阻确定流经接地电阻的故障电流；所述接地 电阻为所述配电网系统发生故障时整个回路的总电阻；
判断模块203，用于判断所述配电网系统是否满足预设条件，所述预设条 件包括：所述流经接地电阻的故障电流与所述配电网系统电容电流的比值在 预设范围内、且所述流经接地电阻的故障电流小于第一预设阈值、且所述流 经故障点的故障相电流大于第二预设阈值、且所述第二电阻的阻值小于所述 第一电阻的阻值；
确定模块204，用于若所述配电网系统满足所述预设条件，则确定所述第 一电阻的阻值和所述第二电阻的阻值均为中性点接地小电阻阻值。
可选地，第一获取模块201，具体用于通过对称分量法建立含有含逆变型 分布式电源配电网的单相接地短路故障模型，通过所述含逆变型分布式电源 配电网的单相接地短路故障模型获取流经故障点的故障相电流。
可选地，第一获取模块201，还用于获取所述配电网系统线路发生单相故 障时的外电路特性曲线和逆变型分布式电源故障输出特性曲线，基于所述外 电路特性曲线与故障输出特性曲线确定运行点，并获取所述运行点的电流和 电压，利用所述对称分量法得到所述流经故障点的故障相电流。
可选地，第一获取模块201，还用于通过如下方式计算所述故障相电流：
Figure BDA0003416030580000121
Figure BDA0003416030580000122
Figure BDA0003416030580000123
Figure BDA0003416030580000124
其中，Ifault为流经故障点的故障相电流，
Figure BDA0003416030580000125
为逆变型分布式电源侧变压 器的负序阻抗，
Figure BDA0003416030580000126
为逆变型分布式电源侧线路的正序阻抗，
Figure BDA0003416030580000127
为负载的等 效正序阻抗，
Figure BDA0003416030580000128
为系统电源的负序阻抗，
Figure BDA0003416030580000129
为系统侧变压器的零序阻抗，
Figure BDA00034160305800001210
为系统侧变压器的负序阻抗，
Figure BDA00034160305800001211
为系统侧线路的负序阻抗，
Figure BDA00034160305800001212
为系统侧线 路的零序阻抗，R2为所述第二电阻的阻值，R1为所述第一电阻的阻值，i2为复 合序网的第二网孔电流。
可选地，第二获取模块202，具体用于通过如下方式计算所述配电网系统 电容电流：
IC＝(2.7～3.3)Uel×10-3A；
其中，IC是配电网系统电容电流，Ue是线路额定电压；l是总线路长度； 2.7表示当线路无架空地线时的系数值，3.3表示当线路有架空地线时的系数 值。
可选地，第二获取模块202，还用于通过如下方式计算所述流经接地电阻 的故障电流：
Figure BDA0003416030580000131
其中，IN为流经接地电阻的故障电流，Uph是系统正常运行时额定相电压； R是接地电阻。
可选地，判断模块203中预设范围，包括：1～1.5。
可选地，判断模块203中第一预设阈值，具体为：1000安。
可选地，判断模块203中第二预设阈值，具体为：600安。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发 明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文 中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实 施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要 符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种中性点接地电阻确定方法，其特征在于，应用于包含逆变型分布式电源的配电网系统中，所述配电网系统包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻为逆变型分布式电源侧接地小电阻，所述第二电阻为系统侧接地小电阻，所述方法包括：
建立含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型，通过所述含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型获取流经故障点的故障相电流；
获取所述配电网系统的线路额定电压和总线路长度，根据所述线路额定电压和总线路长度确定配电网系统电容电流；获取配电网系统正常运行时的额定相电压和接地电阻，根据所述配电网系统正常运行时的额定相电压和所述接地电阻确定流经接地电阻的故障电流；所述接地电阻为所述配电网系统发生故障时整个回路的总电阻；
判断所述配电网系统是否满足预设条件，所述预设条件包括：所述流经接地电阻的故障电流与所述配电网系统电容电流的比值在预设范围内、且所述流经接地电阻的故障电流小于第一预设阈值、且所述流经故障点的故障相电流大于第二预设阈值、且所述第二电阻的阻值小于所述第一电阻的阻值；
若所述配电网系统满足所述预设条件，则确定所述第一电阻的阻值和所述第二电阻的阻值均为中性点接地小电阻阻值。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述建立含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型，通过所述含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型获取流经故障点的故障相电流，包括：
通过对称分量法建立含有含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型，通过所述含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型获取流经故障点的故障相电流。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述通过所述含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型获取流经故障点的故障相电流，包括：
获取所述配电网系统线路发生单相故障时的外电路特性曲线和逆变型分布式电源故障输出特性曲线，基于所述外电路特性曲线与故障输出特性曲线确定运行点，并获取所述运行点的电流和电压，利用所述对称分量法得到所述流经故障点的故障相电流。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述利用对称分量法得到所述流经故障点的故障相电流，包括：
通过如下方式计算所述故障相电流：
Figure FDA0003416030570000021
Figure FDA0003416030570000022
Figure FDA0003416030570000023
Figure FDA0003416030570000024
其中，Ifault为流经故障点的故障相电流，
Figure FDA0003416030570000025
为逆变型分布式电源侧变压器的负序阻抗，
Figure FDA0003416030570000026
为逆变型分布式电源侧线路的正序阻抗，
Figure FDA0003416030570000027
为负载的等效正序阻抗，
Figure FDA0003416030570000028
为系统电源的负序阻抗，
Figure FDA0003416030570000029
为系统侧变压器的零序阻抗，
Figure FDA00034160305700000210
为系统侧变压器的负序阻抗，
Figure FDA00034160305700000211
为系统侧线路的负序阻抗，
Figure FDA00034160305700000212
为系统侧线路的零序阻抗，R2为所述第二电阻的阻值，R1为所述第一电阻的阻值，i2为复合序网的第二网孔电流。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据所述线路额定电压和总线路长度确定配电网系统电容电流，包括：
通过如下方式计算所述配电网系统电容电流：
IC＝(2.7～3.3)Uel×10-3A；
其中，IC是配电网系统电容电流，Ue是线路额定电压；l是总线路长度；2.7表示当线路无架空地线时的系数值，3.3表示当线路有架空地线时的系数值。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述根据所述配电网系统正常运行时的额定相电压和所述接地电阻确定流经接地电阻的故障电流，包括：
通过如下方式计算所述流经接地电阻的故障电流：
Figure FDA00034160305700000213
其中，IN为流经接地电阻的故障电流，Uph是系统正常运行时额定相电压；R是接地电阻。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述预设范围，包括：1～1.5。
8.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述第一预设阈值，具体为：1000安。
9.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述第二预设阈值，具体为：600安。
10.一种中性点接地电阻确定系统，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于建立含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型，通过所述含逆变型分布式电源配电网的单相接地短路故障模型获取流经故障点的故障相电流；
第二获取模块，用于获取所述配电网系统的线路额定电压和总线路长度，根据所述线路额定电压和总线路长度确定配电网系统电容电流；获取配电网系统正常运行时的额定相电压和接地电阻，根据所述配电网系统正常运行时的额定相电压和所述接地电阻确定流经接地电阻的故障电流；所述接地电阻为所述配电网系统发生故障时整个回路的总电阻；
判断模块，用于判断所述配电网系统是否满足预设条件，所述预设条件包括：所述流经接地电阻的故障电流与所述配电网系统电容电流的比值在预设范围内、且所述流经接地电阻的故障电流小于第一预设阈值、且所述流经故障点的故障相电流大于第二预设阈值、且所述第二电阻的阻值小于所述第一电阻的阻值；
确定模块，用于若所述配电网系统满足所述预设条件，则确定所述第一电阻的阻值和所述第二电阻的阻值均为中性点接地小电阻阻值。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2454769C1 (ru) * 2011-05-19 2012-06-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭНЕРГОКОНСАЛТ" Устройство заземления нейтрали трехфазной электрической сети
CN106707030A (zh) * 2016-11-11 2017-05-24 高政 配电变压器接地阻抗、功率损耗的测量方法和装置
CN108448562A (zh) * 2018-05-25 2018-08-24 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于单相接地故障的电流全补偿方法及系统
KR20200065290A (ko) * 2018-11-30 2020-06-09 주식회사 윌링스 지락검출기능을 갖는 태양광발전시스템
CN111693890A (zh) * 2020-04-26 2020-09-22 国网浙江省电力有限公司 一种配电网单相接地故障处理系统及方法
CN112433084A (zh) * 2020-11-18 2021-03-02 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种低压台区过电压原因的判断方法及装置
US20210270885A1 (en) * 2018-11-01 2021-09-02 Hangzhou Qiuchuang Electric Power Science & Technology Co., Ltd. Method for suppressing fault phase residual voltage of resonant grounding system based on precise tuning control on active adjustable complex impedance
CN113484679A (zh) * 2021-07-09 2021-10-08 国网湖南省电力有限公司 小电阻接地系统高阻接地故障检测方法、系统及存储介质

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2454769C1 (ru) * 2011-05-19 2012-06-27 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "ЭНЕРГОКОНСАЛТ" Устройство заземления нейтрали трехфазной электрической сети
CN106707030A (zh) * 2016-11-11 2017-05-24 高政 配电变压器接地阻抗、功率损耗的测量方法和装置
CN108448562A (zh) * 2018-05-25 2018-08-24 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于单相接地故障的电流全补偿方法及系统
US20210270885A1 (en) * 2018-11-01 2021-09-02 Hangzhou Qiuchuang Electric Power Science & Technology Co., Ltd. Method for suppressing fault phase residual voltage of resonant grounding system based on precise tuning control on active adjustable complex impedance
KR20200065290A (ko) * 2018-11-30 2020-06-09 주식회사 윌링스 지락검출기능을 갖는 태양광발전시스템
CN111693890A (zh) * 2020-04-26 2020-09-22 国网浙江省电力有限公司 一种配电网单相接地故障处理系统及方法
CN112433084A (zh) * 2020-11-18 2021-03-02 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种低压台区过电压原因的判断方法及装置
CN113484679A (zh) * 2021-07-09 2021-10-08 国网湖南省电力有限公司 小电阻接地系统高阻接地故障检测方法、系统及存储介质

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LIU, H: "Measurement of Capacitance Current of Neutral Point Non - grounding System", PROCEEDINGS OF 2018 IEEE 3RD ADVANCED INFORMATION TECHNOLOGY, ELECTRONIC AND AUTOMATION CONTROL CONFERENCE (IAEAC 2018) *
薛永端: "小电阻接地系统高灵敏度阶段式零序过电流保护", 中国电机工程学报 *
高美金: "含逆变型分布式电源配电网的中性点接地电阻选取", 浙江电力 *

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