CN115513917A - 一种含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护新方法 - Google Patents

一种含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护新方法 Download PDF

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CN115513917A CN202211276155.9A CN202211276155A CN115513917A CN 115513917 A CN115513917 A CN 115513917A CN 202211276155 A CN202211276155 A CN 202211276155A CN 115513917 A CN115513917 A CN 115513917A
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翟博龙
宋福海
吕庭钦
童纯洁
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叶雷
刘伟
林美华
郑益琴
余定文
郑南章
林叶青
郭健生
邱碧丹
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Abstract

本发明涉及一种含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护新方法。首先利用故障电流分量构成保护启动判据，保护启动后，利用改进采样数据同步方法进行不同电流互感器的采样数据的同步。之后利用一维中值滤波和插值替换处理对同步后的三相电流数组进行滤波处理。然后计算故障相全电流幅值比、正序电流幅值比、负序电流幅值比、故障相电流变化量幅值比，最后构建分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护制动判据并进行故障判断，若实际计算的电流幅值比满足优选制综合判据的条件，则可以判断区内故障的存在。本发明可在确保保护动作可靠性的前提下，减小计算量、提高计算精度和避免异常电流数据点的影响。且能大幅提高配网系统保护与控制的快速性。

Description

一种含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护新方法
技术领域
本发明属于分布式电源所接入配电线路继电保护领域，涉及一种含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护新方法。
背景技术
随着构建以新能源为主体的新型电力系统发展战略的提出，在配电网中分布式电源的渗透率也越来越高。由于我国配电网大多是单电源放射状结构，基本采用速断保护等III段式过流保护方案，即使在没有分布式电源接入时，其整定配合已较为困难，在分布式电源接入后，由于配电网的拓扑结构及形态变化，会进一步使短路电流特征发生显著改变，III段式过流保护的动作性能不可避免出现更进一步劣化，保护拒动和误动的情况更易发生，对配电系统继电保护的可靠性带来巨大挑战。
为此，部分对供电可靠性要求较高的区域配电网已较多采用电流差动保护方案，其对网络结构的适应性更强。但电流差动保护需要采集线路两侧电流的同步相量信息，对配电网采集同步的依赖较多，对通信设备的技术要求较高。由于配电网点多面广的特点，目前很难对所有配电线路配置光纤通道，若采用无线通信方式，除通信时延影响外，更多的关注问题在于，两侧的保护数据难以实现差动保护所需的精确时间同步。
针对上述问题，亟需对传统电流差动保护方案进行改进，以提高含分布式电源配电网继电保护的动作性能。
发明内容
本发明的目的在于针对配电网接入分布式电源后，由于短路电流分布特征复杂，传统保护难以保证动作可靠性和选择性的问题，提供一种含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护新方法，极大的提高了含分布式电源配电网中电流差动保护的动作性能。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护新方法，包括如下步骤：
S1、利用智能电子保护设备(IED)实时采样线路靠近系统M侧和靠近分布式电源N侧的a、b、c三相电流，形成采样数组INa＝[Ina1,Ina2,···Inak]、INb＝[Inb1,Inb2,···Inbk]、INc＝[Inc1,Inc2,···Inck]、IMa＝[Ima1,Ima2,···Imak]、IMb＝[Imb1,Imb2,···Imbk]、IMc＝[Imc1,Imc2,···Imck]。
其中，k为采样数组保存数量，推荐采样频率为20kHz，即每工频周波20ms内采样点数为400，采样数组共保存2周波的采样数据，即k取值为每周波采样数的2倍，对应为800。
对采样的三相电流分别进行4层Db3小波包分解，具体如下式：
Figure BDA0003895020860000021
式中，j为小波包分解层数，取j＝0，1，2，3，4；i为小波包分解第j层的节点个数，取i＝1，2，3……31；
Figure BDA00038950208600000216
为第j层第i个小波包节点的系数数组(其中第n个元素表示为
Figure BDA00038950208600000215
)；G(t)为待分解的原始电流数据系列，分别取INa、INb、INc、IMa、IMb、IMc。hk为小波包分解的低通滤波器系数；gk为小波包分解的高通滤波器系数。在此基础上构造能量函数表达式：
Figure BDA0003895020860000022
式中，Mn为第n个数据的小波均方根极值，Mn的定义为：
Figure BDA0003895020860000023
式中，max指的是取括号中数值的最大值。
当能量函数满足下式时，适用于含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护判据启动。
Figure BDA0003895020860000024
当保护判据启动时，记其启动时刻为t1。
S2、步骤S1中满足启动判据条件的相称为故障
Figure BDA0003895020860000025
相，
Figure BDA0003895020860000026
相的线路两侧电流采样数组分别称为
Figure BDA0003895020860000027
和
Figure BDA0003895020860000028
IED利用改进采样数据同步方法对电流采样信号数组
Figure BDA0003895020860000029
和
Figure BDA00038950208600000210
进行信号同步处理，得到同步后的电流采样信号
Figure BDA00038950208600000211
和
Figure BDA00038950208600000212
对其余相电流也做上述的同步处理，得到同步后的M、N两侧的三相电流IN'a、IN'b、IN'c、IM'a、IM'b、IM'c。
进一步，IED使用的改进采样数据同步方法，具体计算过程如下：以电流采样信号
Figure BDA00038950208600000213
为例，通过S1中的采样获得了800个采样点，采样点之间的采样间隔为Δt(本专利为0.05ms),对区间[t1,tk]内的电流采样信号
Figure BDA00038950208600000214
进行处理，根据三弯矩法建立三样条插值函数如下：
Figure BDA0003895020860000031
其中：ti-1≤t≤ti；l为t和ti-1的差值。Ii(i＝1,2…k)为电流采样信号
Figure BDA0003895020860000032
中的第i个采样点电流值。修正量Ii”可通过以下运算求得。
Figure BDA0003895020860000033
式中，Ii”(i＝1,2…k)为采样电流信号的修正量，βi和mi为简化运算过程的中间量。依次运用上式计算，可求出修正量Ii”,将计算得到的修正量Ii”代入I(t)从而建立完成三样条插值函数。
对其余相电流也利用以上方法完成三样条插值函数处理，之后再对三样条插值函数进行重采样，即可完成采样数据同步处理。设进行电流重采样后，信号同步处理得到的新数组分别为
Figure BDA0003895020860000034
即同步后的M、N两侧三相电流为IN'a、IN'b、IN'c、IM'a、IM'b、IM'c。
S3、对同步后的M、N两侧三相电流进行滤波处理，以对同步后的电流采样信号
Figure BDA0003895020860000035
和
Figure BDA0003895020860000036
进行一维中值滤波为例，具体的滤波处理算法如下：
步骤一：选择长度为2m+1(2m+1为奇数，且2m+1≤k)的滤波滑动窗口，从同步后的电流采样信号
Figure BDA0003895020860000037
中相继取出2m+1个电流数据Ii-m,...,Ii,...,Ii+m，其中i∈[1,k]。将这2m+1个电流数据从小到大进行排序，排序后的中值记为M(I)。
步骤二：计算2m+1个电流数据的平均值I、计算Ii邻域范围内2m+1个电流数据均方差σ。具体计算公式如下所示：
Figure BDA0003895020860000038
Figure BDA0003895020860000039
其中
Figure BDA00038950208600000310
表示从Ii-m到Ii+m求和。
然后根据异常点判断条件进行电流数据异常情况判断，判断条件如下所示：
|Ii-M(I)|＞3σ
若计算结果满足上述判断条件，则可以判断该电流数据为异常数据应进行替换。
步骤三：找到异常电流数据后，用异常电流数据临域范围内最近的两个电流数据a、b进行线性插值，利用插值得到的数据作为异常电流数据的替换数据c。具体的线性插值方法为：
Figure BDA0003895020860000041
通过上述的一维中值滤波和插值算法，可得到滤波后的故障相电流
Figure BDA0003895020860000042
和
Figure BDA0003895020860000043
对同步后的M、N两侧的三相电流IN'a、IN'b、IN'c、IM'a、IM'b、IM'c进行同样的滤波处理得到滤波及插值后的三相电流IN”a、IN”b、IN”c、IM”a、IM”b、IM”c。
S4、计算故障相全电流幅值比、正序电流幅值比、负序电流幅值比、故障相电流变化量幅值比，具体计算步骤如下：
步骤一：计算故障相全电流幅值比。由步骤S3得到滤波后的故障相电流
Figure BDA0003895020860000044
和
Figure BDA0003895020860000045
利用全周傅里叶算法计算得到全电流幅值
Figure BDA0003895020860000046
将其代入故障相
Figure BDA0003895020860000047
全电流幅值比
Figure BDA0003895020860000048
计算式：
Figure BDA0003895020860000049
其中，
Figure BDA00038950208600000410
为N侧故障相全电流幅值；
Figure BDA00038950208600000411
为M侧故障相全电流幅值。
步骤二：计算正序电流幅值比和负序电流幅值比。利用对称分量法对滤波后的三相电流IN”a、IN”b、IN”c、IM”a、IM”b、IM”c进行处理，得到M侧故障相
Figure BDA00038950208600000412
的正、负序电流幅值
Figure BDA00038950208600000413
和
Figure BDA00038950208600000414
N侧故障相
Figure BDA00038950208600000415
的正、负序电流幅值
Figure BDA00038950208600000416
和
Figure BDA00038950208600000417
将其正序电流幅值代入正序电流幅值比计算式：
Figure BDA00038950208600000418
将其负序电流幅值代入负序电流幅值比计算式：
Figure BDA0003895020860000051
其中，
Figure BDA0003895020860000052
为N侧正序电流幅值；
Figure BDA0003895020860000053
为M侧正序电流幅值；
Figure BDA0003895020860000054
为N侧负序电流幅值；
Figure BDA0003895020860000055
为M侧负序电流幅值。
步骤三：计算故障相电流变化量幅值比。同样利用全周傅里叶算法计算得到故障启动时刻t1前电流幅值和故障启动时刻t1后的电流幅值。将其代入故障相电流变化量幅值比的计算式：
Figure BDA0003895020860000056
其中，
Figure BDA0003895020860000057
为N侧故障相全电流幅值；
Figure BDA0003895020860000058
为M侧故障相全电流幅值；
Figure BDA0003895020860000059
为N侧故障前负荷电流幅值；
Figure BDA00038950208600000510
为M侧故障前负荷电流幅值。
通过上述步骤一、步骤二、步骤三可得到故障相
Figure BDA00038950208600000511
全电流幅值比、正序电流幅值比、负序电流幅值比、故障相电流变化量幅值比等多类电流幅值比。
S5、通过多类电流幅值比中的最小值与整定阈值μset进行比较，构成如下综合判据：
Figure BDA00038950208600000512
其中，μ(1)、μ(2)、
Figure BDA0003895020860000061
的值可在步骤S4中求得，min指的是取括号中数值的最小值，μset为电流幅值比值的整定值；K为制动系数，一般情况下K值可取0.8～1。若上述综合判据的条件满足，则判定区内故障存在，保护动作，否则，认为没有发生故障或故障发生在保护区外，保护不动作。
相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明方法、性能优越的滤波算法以及多类电流幅值信息，可在确保保护动作可靠性的前提下，减小计算量、提高计算精度和避免异常电流数据点的影响。且响应速度快，能够大幅提高配网系统保护与控制的快速性。还具有更好的耐分布式电源端压降能力、耐过渡电阻能力和自适应性，降低了对配网通信同步的要求，提高了配网保护的经济性。
附图说明
图1是本发明的方法流程图；
图2是在PSCAD仿真平台搭建的仿真模型图；
图3是实施例1根据能量函数判断启动判据是否启动；
图4是实施例1故障电流采集信号经快速窄带滤波处理前后波形对比图；
图5是实施例2根据能量函数判断启动判据是否启动；
图6是实施例2故障电流采集信号经快速窄带滤波处理前后波形对比图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
如图1所示，本发明含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护新方法，包括如下步骤：
S1、以20kHz的采样频率，800的采样点数进行线路靠近系统M侧和靠近分布式电源N侧实时三相电流数据采样，形成采样数组INa＝[Ina1,Ina2,···Inak]、INb＝[Inb1,Inb2,···Inbk]、INc＝[Inc1,Inc2,···Inck]、IMa＝[Ima1,Ima2,···Imak]、IMb＝[Imb1,Imb2,···Imbk]、IMc＝[Imc1,Imc2,···Imck]；构造能量函数表达式，并对含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护启动判据进行条件判断；
S2、启动判据满足后，将线路两端电流互感器分别测得的电流采样信号送入智能电子设备的智能配电合并单元，智能配电合并单元利用改进采样数据同步方法进行不同电流互感器的采样数据的同步；
S3、完成采样数据的同步后，再利用一维中值滤波算法和插值替换对同步后的M、N两侧三相电流进行滤波处理：首先根据异常点判断条件Ii-M(I)＞3σ进行电流数据异常情况判断，筛选出异常电流数据；然后用异常电流数据临域范围内最近的两个电流数据进行线性插值，利用插值得到的数据作为异常电流数据的插值替换电流数据；最后完成对同步后M、N两侧三相电流的滤波处理；
S4、根据滤波后的故障相电流
Figure BDA0003895020860000071
和
Figure BDA0003895020860000072
利用全周傅里叶算法计算故障相全电流幅值比；利用对称分量法对滤波后的三相电流进行处理，得到分解后的M侧故障相
Figure BDA0003895020860000073
的正、负序电流、N侧故障相
Figure BDA0003895020860000074
的正、负序电流，据此计算正序电流幅值比和负序电流幅值比；根据测量到的故障前负荷电流幅值和故障后电流幅值，同样利用全周傅里叶算法计算故障相电流变化量幅值比；
S5、综合利用故障相全电流幅值比、正序电流幅值比、负序电流幅值比、故障相电流变化量幅值比，构成综合判据；通过多类电流幅值比中的最小值与整定阈值μset进行比较，来判断区内故障是否存在。
图2是基于PSCAD仿真平台搭建的含分布式光伏电源的配电网仿真模型。系统电源通过变比为35KV/10KV的变压器接入到配电网中，光伏DG等效源以10KVT接公共电网线路接线形式接入配电网中。配电网额定运行频率为50Hz，线路L1全长5KM，线路L2全长3KM，线路L3全长6KM。正序线路参数r1＝3.45×10-4Ω/m，xl1＝2.7×10-4Ω/m,xc1＝381.7MΩ*m；零序线路参数r0＝1.035×10-3Ω/m，xl1＝8.1×10-4Ω/m,xc1＝1145.1MΩ*m。保护安装在每段线路靠近母线的两侧。现以线路L1段的综合电流幅值差动保护为例，阐述本发明实施例的实施方式。
实施例1：1.5s时，区内(L1的90％，4.5KM处)两相金属性接地短路故障。
S1、利用智能电子保护设备(IED)实时采样线路靠近系统M侧和靠近分布式电源N侧的a、b、c三相电流，以20kHz的采样频率，800的采样点数进行实时三相电流数据采样，形成采样数组INa＝[Ina1,Ina2,···Inak]、INb＝[Inb1,Inb2,···Inbk]、INc＝[Inc1,Inc2,···Inck]、IMa＝[Ima1,Ima2,···Imak]、IMb＝[Imb1,Imb2,···Imbk]、IMc＝[Imc1,Imc2,···Imck]。G(t)为待分解的原始电流数据系列，分别取INa、INb、INc、IMa、IMb、IMc。对故障相电流进行4层Db3小波包变换，计算能量函数表达式。
以M1的计算过程为例，
Figure BDA0003895020860000081
同理得M2的计算结果为0.867。
此时Ek的计算结果为：
Figure BDA0003895020860000082
此时Ek≥0.3，保护启动判据启动
由图3实施例1的能量函数图也可看出，在1.5s时刻附近能量函数值高于阈值0.3，满足启动判据条件，含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护方案启动。
S2、智能电子设备(IED)的智能配电合并单元利用改进采样数据同步方法进行不同电流互感器的采样数据的同步。
以i取1时为例，进行改进采样数据同步方法具体计算过程的实例演示。
Figure BDA0003895020860000083
利用上述的结果进行采样数据同步运算
Figure BDA0003895020860000084
后续i取2、3、4……800的计算过程与i取1时的计算方法完全一致，不再一一展开。依次运用上式计算，可求出修正量Ii”,将计算得到的修正量Ii”代入I(t)从而建立完成三样条插值函数。对其余相电流也利用以上方法完成三样条插值函数处理，之后再对三样条插值函数进行重采样，即可完成采样数据同步处理。设进行电流重采样后，信号同步处理得到的同步后的M、N两侧三相电流为IN'a、IN'b、IN'c、IM'a、IM'b、IM'c。
S3、对同步后的M、N两侧的三相电流IN'a、IN'b、IN'c、IM'a、IM'b、IM'c进行滤波处理。
步骤一：取长度为5(m为2时)的滤波滑动窗口，以i取50为例，从同步后的电流采样信号
Figure BDA0003895020860000091
中相继取出5个电流数据
Figure BDA0003895020860000092
其中i∈[1,k]。将这5个电流数据从小到大进行排序，排序后的中值记为M(I)＝425.1。
步骤二：计算这5个电流数据的平均值
Figure BDA0003895020860000093
计算I50邻域范围内5个电流数据均方差σ。具体计算公式如下所示：
Figure BDA0003895020860000094
Figure BDA0003895020860000095
其中
Figure BDA0003895020860000096
表示从I48取到I52。
然后根据异常点判断条件进行电流数据异常情况判断，判断条件如下所示：
|Ii-M(I)|＞3σ
发现计算结果均不符合上述判断条件，则可以判断上述5个电流数据为正常数据不必进行替换。
步骤三：若找到了异常电流数据，则用异常电流数据临域范围内最近的两个电流数据进行线性插值，利用插值得到的数据作为异常电流数据的插值替换电流数据。
通过上述的一维中值滤波和插值算法，对同步后的M、N两侧的三相电流IN'a、IN'b、IN'c、IM'a、IM'b、IM'c进行滤波处理得到滤波后的三相电流IN”a、IN”b、IN”c、IM”a、IM”b、IM”c。
图4显示了滤波前后故障相电流波形对比，表明所用的一维中值滤波和插值替换处理方法有极佳的去噪效果。
S4、在经过滤波算法处理后得到基波幅值的基础上，计算故障相全电流幅值比、正序电流幅值比、负序电流幅值比、故障相电流变化量幅值比。
故障相全电流幅值比：
Figure BDA0003895020860000097
正序电流幅值比：
Figure BDA0003895020860000101
负序电流幅值比：
Figure BDA0003895020860000102
故障相电流变化量幅值比：
Figure BDA0003895020860000103
S5、通过多类电流幅值比中的最小值与整定阈值μset(一般情况下推荐取0.33～0.43)进行比较，实际计算的电流幅值比满足优选制综合判据的条件，则可以判断本线路区内故障的存在。
Figure BDA0003895020860000104
通过计算可看出实际计算的电流幅值比满足优选制综合判据，因此本线路存在区内故障。在此实施例中本发明最终保护可正确动作。
实施例2：1s时，区外(L2的30％，0.9KM处)单相金属性接地短路故障。
在此实施例中，步骤S1、S2、S3与实施例1基本一样，不再展开详细叙述，实施例2能量函数判断启动判据是否启动如图5所示，实施例2进行一维中值滤波和插值替换处理前后波形对比如图6所示。下面针对步骤S4、S5进行说明。
S4、计算故障相全电流幅值比、正序电流幅值比、负序电流幅值比、故障相电流变化量幅值比。
故障相全电流幅值比：
Figure BDA0003895020860000105
正序电流幅值比：
Figure BDA0003895020860000111
负序电流幅值比：
Figure BDA0003895020860000112
故障相电流变化量幅值比：
Figure BDA0003895020860000113
S5、通过多类电流幅值比中的最小值与整定阈值μset进行比较，实际计算的电流幅值比满足优选制综合判据的条件，则可以判断本线路区内故障的存在。
Figure BDA0003895020860000114
通过计算可看出实际计算的电流幅值比不符合优选制综合判据，因此本线路不存在区内故障。在此实施例中本发明最终保护不误动。符合继电保护的可靠性要求。
以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护新方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、以20kHz的采样频率，800的采样点数进行线路靠近系统M侧和靠近分布式电源N侧实时三相电流数据采样，形成采样数组INa＝[Ina1,Ina2,···Inak]、INb＝[Inb1,Inb2,···Inbk]、INc＝[Inc1,Inc2,···Inck]、IMa＝[Ima1,Ima2,···Imak]、IMb＝[Imb1,Imb2,···Imbk]、IMc＝[Imc1,Imc2,···Imck]；构造能量函数表达式，并对含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护启动判据进行条件判断；
S2、启动判据满足后，将线路两端电流互感器分别测得的电流采样信号送入智能电子设备的智能配电合并单元，智能配电合并单元利用改进采样数据同步方法进行不同电流互感器的采样数据的同步；
S3、完成采样数据的同步后，再利用一维中值滤波算法和插值替换对同步后的M、N两侧三相电流进行滤波处理：首先根据异常点判断条件|Ii-M(I)|＞3σ进行电流数据异常情况判断，筛选出异常电流数据；然后用异常电流数据临域范围内最近的两个电流数据进行线性插值，利用插值得到的数据作为异常电流数据的插值替换电流数据；最后完成对同步后M、N两侧三相电流的滤波处理；
S4、根据滤波后的故障相电流
Figure FDA0003895020850000011
和
Figure FDA0003895020850000012
利用全周傅里叶算法计算故障相全电流幅值比；利用对称分量法对滤波后的三相电流进行处理，得到分解后的M侧故障相
Figure FDA0003895020850000013
的正、负序电流、N侧故障相
Figure FDA0003895020850000014
的正、负序电流，据此计算正序电流幅值比和负序电流幅值比；根据测量到的故障前负荷电流幅值和故障后电流幅值，同样利用全周傅里叶算法计算故障相电流变化量幅值比；
S5、综合利用故障相全电流幅值比、正序电流幅值比、负序电流幅值比、故障相电流变化量幅值比，构成综合判据；通过多类电流幅值比中的最小值与整定阈值μset进行比较，来判断区内故障是否存在。
2.根据权利要求1所述的一种含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护新方法，其特征在于，步骤S1中分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护的启动判据，具体包括：
步骤一、对采样的三相电流分别进行4层Db3小波包分解，具体小波包分解的算法如下式：
Figure FDA0003895020850000015
式中，j为小波包分解层数，取j＝0，1，2，3，4；i为小波包分解第j层的节点个数，取i＝1，2，3……31；
Figure FDA0003895020850000021
为800个数据第j层第i个小波包节点的系数数组，其中第n个数据表示为
Figure FDA0003895020850000022
G(t)为待分解的原始电流数据系列，分别取
Figure FDA0003895020850000023
为小波包分解的低通滤波器系数；gk为小波包分解的高通滤波器系数；
步骤二、构造能量函数表达式
Figure FDA0003895020850000024
Mn为第n个数据的小波均方根极值，Mn的定义为：
Figure FDA0003895020850000025
其中，max指的是取括号中数值的最大值；
步骤三、根据能量函数表达式的结果判断含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护启动判据的启动：
Figure FDA0003895020850000026
3.根据权利要求1所述的一种含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护新方法，其特征在于，步骤S2中改进采样数据同步方法具体计算过程如下：
对于电流采样信号
Figure FDA0003895020850000029
通过步骤S1中的采样获得800个采样点，采样点之间的采样间隔为Δt，对区间[t1,tk]内的电流采样信号
Figure FDA00038950208500000211
进行处理，根据三弯矩法建立三样条插值函数如下：
Figure FDA0003895020850000027
其中：ti-1≤t≤ti；l为t和ti-1的差值；Ii(i＝1,2…k)为电流采样信号
Figure FDA00038950208500000210
中的第i个采样点电流值；修正量I”i通过以下运算求得：
Figure FDA0003895020850000028
式中，I”i(i＝1,2…k)为采样电流信号的修正量，βi和mi为简化运算过程的中间量；依次运用上式计算，求出修正量I”i，将计算得到的修正量I”i代入I(t)从而建立完成三样条插值函数；
对其余相电流也利用以上方法完成三样条插值函数处理，之后再对三样条插值函数进行重采样，即可完成采样数据同步处理；设进行电流重采样后，信号同步处理得到的新数组为
Figure FDA0003895020850000031
Figure FDA0003895020850000032
即同步后的M、N两侧三相电流为
Figure FDA0003895020850000033
4.根据权利要求1所述的一种含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护新方法，其特征在于，步骤S3中对同步后的M、N两侧三相电流进行滤波处理，对同步后的电流采样信号
Figure FDA0003895020850000034
和
Figure FDA0003895020850000035
进行一维中值滤波和插值替换处理，具体的滤波处理算法如下：
步骤一、选择长度为2m+1的滤波滑动窗口，从同步后的电流采样信号
Figure FDA0003895020850000036
中相继取出2m+1个电流数据Ii-m,...,Ii,...,Ii+m，其中，2m+1为奇数，且2m+1≤k，i∈[1,k]；将这2m+1个电流数据从小到大进行排序，排序后的中值记为M(I)；
步骤二、计算2m+1个电流数据的平均值
Figure FDA0003895020850000037
计算Ii邻域范围内2m+1个电流数据均方差σ；具体计算公式如下所示：
Figure FDA0003895020850000038
Figure FDA0003895020850000039
其中
Figure FDA00038950208500000310
表示从Ii-m到Ii+m求和；
然后根据异常点判断条件进行电流数据异常情况判断，判断条件如下所示：
|Ii-M(I)|＞3σ
若计算结果满足上述判断条件，则可以判断该电流数据为异常数据应进行替换；
步骤三、找到异常电流数据后，用异常电流数据临域范围内最近的两个电流数据a、b进行线性插值，利用插值得到的数据作为异常电流数据的替换数据c；具体的线性插值方法为：
Figure FDA00038950208500000311
通过一维中值滤波和插值替换，得到滤波后的故障相电流
Figure FDA0003895020850000041
和
Figure FDA0003895020850000042
对同步后的M、N两侧的三相电流IN'a、IN'b、IN'c、IM'a、IM'b、IM'c进行同样的滤波处理得到滤波及插值后的三相电流IN”a、IN”b、IN”c、IM”a、IM”b、IM”c。
5.根据权利要求1所述的一种含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护新方法，其特征在于，步骤S4中计算故障相全电流幅值比、正序电流幅值比、负序电流幅值比、故障相电流变化量幅值比，具体计算步骤如下：
步骤一、计算故障相全电流幅值比：由步骤S3得到滤波后的故障相电流
Figure FDA0003895020850000043
和
Figure FDA0003895020850000044
利用全周傅里叶算法计算得到全电流幅值
Figure FDA0003895020850000045
将其代入故障相
Figure FDA0003895020850000046
全电流幅值比
Figure FDA0003895020850000047
计算式：
Figure FDA0003895020850000048
其中，
Figure FDA0003895020850000049
为N侧故障相全电流幅值；
Figure FDA00038950208500000410
为M侧故障相全电流幅值；
步骤二、计算正序电流幅值比和负序电流幅值比：利用对称分量法对滤波后的三相电流IN”a、IN”b、IN”c、IM”a、IM”b、IM”c进行处理，得到M侧故障相
Figure FDA00038950208500000411
的正、负序电流幅值
Figure FDA00038950208500000412
和
Figure FDA00038950208500000413
N侧故障相
Figure FDA00038950208500000414
的正、负序电流幅值
Figure FDA00038950208500000415
和
Figure FDA00038950208500000416
将其正序电流幅值代入正序电流幅值比计算式：
Figure FDA00038950208500000417
将其负序电流幅值代入负序电流幅值比计算式：
Figure FDA00038950208500000418
其中，
Figure FDA0003895020850000051
为N侧正序电流幅值；
Figure FDA0003895020850000052
为M侧正序电流幅值；
Figure FDA0003895020850000053
为N侧负序电流幅值；
Figure FDA0003895020850000054
为M侧负序电流幅值；
步骤三、计算故障相电流变化量幅值比：同样利用全周傅里叶算法计算得到故障启动时刻t1前电流幅值和故障启动时刻t1后的电流幅值；将其代入故障相电流变化量幅值比的计算式：
Figure FDA0003895020850000055
其中，
Figure FDA0003895020850000056
为N侧故障相全电流幅值；
Figure FDA0003895020850000057
为M侧故障相全电流幅值；
Figure FDA0003895020850000058
为N侧故障前负荷电流幅值；
Figure FDA0003895020850000059
为M侧故障前负荷电流幅值；
通过步骤一、步骤二、步骤三可得到故障相
Figure FDA00038950208500000510
全电流幅值比、正序电流幅值比、负序电流幅值比、故障相电流变化量幅值比等多类电流幅值比。
6.根据权利要求1所述的一种含分布式电源配电网的综合电流幅值差动保护新方法，其特征在于，步骤S5中综合利用故障相全电流幅值比、正序电流幅值比、负序电流幅值比、故障相电流变化量幅值比，通过多类电流幅值比中的最小值与整定阈值μset进行比较，构成如下综合判据：
Figure FDA00038950208500000511
其中，μ(1)、μ(2)、
Figure FDA00038950208500000512
的值可在步骤S4中求得，min指的是取括号中数值的最小值，μset为电流幅值比值的整定值；K为制动系数；若上述综合判据的条件满足，则判定区内故障存在，保护动作，否则，认为没有发生故障或故障发生在保护区外，保护不动作。
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