CN117254441B - 基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及继电保护技术领域，尤其涉及一种基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法。所述方法包括：在检测到配电网出现接地故障时，获取所述配电网中各相的实测相电流暂态变化量和虚拟相电流暂态变化量；计算各相的所述实测相电流暂态变化量和所述虚拟相电流暂态变化量之间的均值不等式转换算法相关系数，并根据所述均值不等式转换算法相关系数确定目标故障相；计算所述目标故障相对应的接地电阻估算值，并根据所述接地电阻估算值确定外环电压参考值；基于所述外环电压参考值对所述目标故障相进行故障消弧操作。旨在解决如何提升配电网接地故障的消弧方式的适用性的问题。
Description
技术领域
本发明涉及继电保护技术领域，尤其涉及一种基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法。
背景技术
在配电网接地故障的消弧的相关技术方案中，根据控制对象的类型可以分为电压型消弧和电流型消弧，电压型消弧是把故障相电压降为零，电流型消弧则是把故障点电流降为零。
对于电压型消弧，其通常适用于高阻故障，对金属性的低阻故障消弧效果不理想；对于电流型消弧，其通常适用于低阻故障，对高阻故障效果不理想。
由于两种消弧方式均存在各自不适用的故障工况，因此，需要一种能够同时适用于高阻故障和低阻故障的方法，来提升配电网接地故障的消弧方式的适用性，从而保障配电网安全、可靠运行。
公开号为CN106655144A的中国发明专利，其公布了一种基于双闭环控制的配电网故障有源消弧方法及装置，通过双闭环控制方法来完成有源电压消弧，但是其存在故障相判别难、所需数据信息多，计算繁琐等问题，不能完成瞬时熄弧，有可能造成严重的电气事故。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法，旨在解决如何提升配电网接地故障的消弧方式的适用性的问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法，所述方法包括：
在检测到配电网出现接地故障时，获取所述配电网中各相的实测相电流暂态变化量和虚拟相电流暂态变化量；
计算各相的所述实测相电流暂态变化量和所述虚拟相电流暂态变化量之间的均值不等式转换算法相关系数，并根据所述均值不等式转换算法相关系数确定目标故障相；
计算所述目标故障相对应的接地电阻估算值，并根据所述接地电阻估算值确定外环电压参考值；
基于所述外环电压参考值对所述目标故障相进行故障消弧操作。
可选地，所述根据所述均值不等式转换算法相关系数确定目标故障相的步骤包括：
确定所述均值不等式转换算法相关系数与预设系数阈值之间的数值大小关系；
若所述均值不等式转换算法相关系数小于所述预设系数阈值，确定所述均值不等式转换算法相关系数对应的相为所述目标故障相；
若所述均值不等式转换算法相关系数等于所述预设系数阈值，确定所述均值不等式转换算法相关系数对应的相为正常相。
可选地，所述确定所述均值不等式转换算法相关系数与预设系数阈值之间的大小关系的步骤之后，还包括：
若所述均值不等式转换算法相关系数大于所述预设系数阈值，判断所述配电网发生母线故障。
可选地，所述计算所述目标故障相对应的接地电阻估算值的步骤包括：
确定中性点电压与相电源电压之间的相位差；
根据所述相位差和预设对地参数，计算所述接地电阻估算值。
所述预设对地参数包括对地电容、对地电导和电感。
可选地，所述根据所述接地电阻估算值确定外环电压参考值的步骤包括：
确定所述接地电阻估算值与预设估算阈值之间的数值大小关系；
若所述接地电阻估算值大于所述预设估算阈值，将所述目标故障相的电源电动势的相反数，确定为所述外环电压参考值；
若所述接地电阻估算值小于所述预设估算阈值，将线路压降与故障相电源电动势之间的相量差，确定为所述外环电压参考值。
可选地，所述基于所述外环电压参考值对所述目标故障相进行故障消弧操作的步骤包括：
若所述接地电阻估算值大于所述预设估算阈值，根据所述外环电压参考值调整所述目标故障相的相电压；
若所述接地电阻估算值小于所述预设估算阈值，根据所述外环电压参考值调整故障相母线出口和故障点位之间的压降。
可选地，所述获取所述配电网中各相的实测相电流暂态变化量和虚拟相电流暂态变化量的步骤之前，还包括：
获取所述配电网中的中性点电压值和母线电压值；
根据所述母线电压值和预设比例系数，确定故障电压阈值；
确定所述中性点电压值是否大于或等于所述故障电压阈值；
若是，判断所述配电网出现所述接地故障；
否则，判断所述配电网未出现所述接地故障。
本发明应用实测相电流暂态变化量和虚拟相电流暂态变化量进行故障选相，只需零序电流一条数据就可以实现精确的故障相识别，相对于现有技术中需要采集三相电流进行故障选相的方法，本发明的速度更快，介质储存少，能够更好完成瞬时熄弧。同时，本发明还考虑了线路压降对电压消弧的影响，使得电压熄弧阈值更加精确，实现电压消弧优化。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧装置，所述基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧装置包括：
数据采集模块，用于在检测到配电网出现接地故障时，获取所述配电网中各相的实测相电流暂态变化量和虚拟相电流暂态变化量；
故障相判断模块，用于计算各相的所述实测相电流暂态变化量和所述虚拟相电流暂态变化量之间的均值不等式转换算法相关系数，并根据所述均值不等式转换算法相关系数确定目标故障相；
外环电压参考值计算模块，用于计算所述目标故障相对应的接地电阻估算值，并根据所述接地电阻估算值确定外环电压参考值；
消弧控制模块，用于基于所述外环电压参考值对所述目标故障相进行故障消弧操作。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种继电系统，所述继电系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序，所述基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序被所述处理器执行时实现如上所述的基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序，所述基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序被处理器执行时实现如上所述的基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法的步骤。
本发明实施例提供一种基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法，通过均值不等式转换算法相关系数进行故障选相，然后计算目标故障相对应的接地电阻估算值进而确定出外环电压参考值，最后基于得到的外环电压参考值去对目标故障相进行故障消弧操作，实现高阻故障和低阻故障的自适应消弧，从而保障配电网安全、可靠运行。
附图说明
图1为本发明实施例涉及的继电系统的硬件运行环境的架构示意图；
图2为本发明基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法的第一实施例的流程示意图；
图3为本发明基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法的第二实施例的流程示意图；
图4为本发明基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法的第三实施例的流程示意图；
图5为本发明实施例涉及的继电系统的架构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图作进一步说明。
具体实施方式
由于电网规模的扩大，单相短路故障频发，导致断路器频繁动作，供电可靠性得不到保障，所以，我国10kV配电网的中性点一般采用不接地或谐振接地方式。当发生单相接地故障时流过故障点的电流很小，同时又不影响系统的对称性，可以带故障运行一段时间。特别是近年来，随着经济的快速发展，电缆线路所占的比例越来越高，输送容量越来越高，当发生单相接地故障时，由于系统对地电容的显著增加，将产生较大的接地电流，电弧难以自行熄灭，长期运行很容易烧毁设备和线路，严重时形成发展性故障或导致山火。同时，间歇性的电弧过电压会造成电力设备绝缘的损坏，造成故障规模的扩大。
有源消弧按补偿对象分为有源电流消弧和有源电压消弧。近年来，我国在电力电子技术方面取得显著性的进步，推动有源电流消弧的发展，能够实现故障电流的精确补偿。但是由于参数计算的复杂性，补偿后的电流仍有可能较大。有源电压消弧则通过注入电流，钳制故障相电压，有效延缓了故障相电压的恢复速度，从而达到熄弧和防止电弧重燃的目的，但是受过渡电阻影响较大。
因此，本申请采用双闭环控制的方法，通过故障后的反馈信息，对注入电流进行实时控制，钳制故障相电压。通过新型选相方法与双闭环控制的优化，与传统的电压消弧相比，可用于保护不同电压等级的配电网，视场景不同，本方法灵活配置于10~35kV架空线路、电缆线路、架空—电缆混合线路，可实现单相接地故障精准熄弧，保护及时动作，能够有效提高电网运行的可靠性。
为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
作为一种实现方案，图1为本发明实施例方案涉及的继电系统的硬件运行环境的架构示意图。
如图1所示，该继电系统可以包括：处理器1001，例如CPU，存储器1005，用户接口1003，网络接口1004，通信总线1002。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（Display）、输入单元比如键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如WI-FI接口）。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器（non-volatile memory），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的继电系统架构并不构成对继电系统限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序。其中，操作系统是管理和控制基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧的硬件和软件资源的程序，基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序以及其他软件或程序的运行。
在图1所示的继电系统中，用户接口1003主要用于连接终端，与终端进行数据通信；网络接口1004主要用于后台服务器，与后台服务器进行数据通信；处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序。
在本实施例中，继电系统包括：存储器1005、处理器1001及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序，其中：
处理器1001调用存储器1005中存储的基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序时，执行以下操作：
在检测到配电网出现接地故障时，获取所述配电网中各相的实测相电流暂态变化量和虚拟相电流暂态变化量；
计算各相的所述实测相电流暂态变化量和所述虚拟相电流暂态变化量之间的均值不等式转换算法相关系数，并根据所述均值不等式转换算法相关系数确定目标故障相；
计算所述目标故障相对应的接地电阻估算值，并根据所述接地电阻估算值确定外环电压参考值；
基于所述外环电压参考值对所述目标故障相进行故障消弧操作。
处理器1001调用存储器1005中存储的基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序时，执行以下操作：
确定所述均值不等式转换算法相关系数与预设系数阈值之间的数值大小关系；
若所述均值不等式转换算法相关系数小于所述预设系数阈值，确定所述均值不等式转换算法相关系数对应的相为所述目标故障相；
若所述均值不等式转换算法相关系数等于所述预设系数阈值，确定所述均值不等式转换算法相关系数对应的相为正常相。
处理器1001调用存储器1005中存储的基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序时，执行以下操作：
若所述均值不等式转换算法相关系数大于所述预设系数阈值，判断所述配电网发生母线故障。
处理器1001调用存储器1005中存储的基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序时，执行以下操作：
确定中性点电压与相电源电压之间的相位差；
根据所述相位差和预设对地参数，计算所述接地电阻估算值。
处理器1001调用存储器1005中存储的基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序时，执行以下操作：
确定所述接地电阻估算值与预设估算阈值之间的数值大小关系；
若所述接地电阻估算值大于所述预设估算阈值，将所述目标故障相的电源电动势的相反数，确定为所述外环电压参考值；
若所述接地电阻估算值小于所述预设估算阈值，将线路压降与故障相电源电动势之间的相量差，确定为所述外环电压参考值。
处理器1001调用存储器1005中存储的基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序时，执行以下操作：
若所述接地电阻估算值大于所述预设估算阈值，根据所述外环电压参考值调整所述目标故障相的相电压；
若所述接地电阻估算值小于所述预设估算阈值，根据所述外环电压参考值调整故障相母线出口和故障点位之间的压降。
处理器1001调用存储器1005中存储的基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序时，执行以下操作：
获取所述配电网中的中性点电压值和母线电压值；
根据所述母线电压值和预设比例系数，确定故障电压阈值；
确定所述中性点电压值是否大于或等于所述故障电压阈值；
若是，判断所述配电网出现所述接地故障；
否则，判断所述配电网未出现所述接地故障。
基于上述基于继电保护技术的继电系统的硬件架构，提出本发明基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法的实施例。
第一实施例
参照图2，所述基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法包括以下步骤：
步骤S10，在检测到配电网出现接地故障时，获取所述配电网中各相的实测相电流暂态变化量和虚拟相电流暂态变化量；
在本实施例中，继电系统实时监测配电网，当配电网出现故障时，继电系统获取配电网中各相的实测相电流暂态变化量和虚拟相电流暂态变化量。
相电流暂态变化量指的是配电网出现故障时电流瞬间增大的电流变化量。在本实施例中，实测相电流暂态变化量为继电系统实测到的相电流变化量，虚拟相电流暂态变化量则是系统模拟计算出的相电流变化量。
可选地，实测相电流暂态变化量的获取方法，可以在电路中相应位置安装电流传感器来获取。
可选地，虚拟相电流暂态变化量则可以通过预先搭建电力系统的数学模型，并模拟相应的暂态事件，并记录该暂态事件的电流波形，来作为虚拟相电流暂态变化量。
需要说明的是，虚拟相电流暂态变化量在本实施例中的作用是作为一参考值与实测相电流暂态变化量进行比对，从而根据比对结果去分析故障。
步骤S20，计算各相的所述实测相电流暂态变化量和所述虚拟相电流暂态变化量之间的均值不等式转换算法相关系数，并根据所述均值不等式转换算法相关系数确定目标故障相；
在本实施例中，获取到实测相电流暂态变化量和虚拟相电流暂态变化量之后，通过均值不等式转换算法相关系数来检测实测相电流暂态变化量和虚拟相电流暂态变化量之间的相似性，作为选相判据，根据均值不等式转换算法相关系数的大小，去确定出配电网中各相中的目标故障相。
需要说明的是，当均值不等式转换算法相关系数为正值时，意味两个量之间的呈正相关，正常情况下，实测相电流暂态变化量和虚拟相电流暂态变化量之间的均值不等式转换算法相关系数的取值范围为(0,1]，即实测相电流暂态变化量和虚拟相电流暂态变化量之间呈正相关。
可选地，在本实施例中，设均值不等式转换算法相关系数为，其表达式如下：
式中，x(n)为虚拟相电流暂态变化量，y(n)为实测相电流暂态变化量，N为虚拟相电流暂态变化量和实测相电流暂态变化量的总个数，n为采样点个数。
步骤S30，计算所述目标故障相对应的接地电阻估算值，并根据所述接地电阻估算值确定外环电压参考值；
步骤S40，基于所述外环电压参考值对所述目标故障相进行故障消弧操作。
在本实施例中，在选出目标故障相之后，继电系统计算该目标故障相对应的接地电阻估算值，然后根据接地电阻估算值去确定外环电压参考值。
在本实施例中，配电网包括外环和内环，外环负责处理配电网中的慢动态，以确保配电网中中性点电流的长期稳定；内环负责处理配电网中的快动态，以确保中性点电流不会因瞬态干扰而波动。
在本实施例中，通过确定外环电压参考值，即确定出配电网的消弧所需的参照值，进而基于外环电压参考值对故障相进行故障消弧操作。
需要说明的是，根据接地电阻估算值的大小，判断目标故障相处于高阻值区域还是低阻值区域，进而选择不同的故障消弧策略进行消弧操作。
在本实施例提供的技术方案中，通过均值不等式转换算法相关系数进行故障选相，然后计算目标故障相对应的接地电阻估算值进而确定出外环电压参考值，最后基于得到的外环电压参考值去对目标故障相进行故障消弧操作，实现高阻故障和低阻故障的自适应消弧，从而保障配电网安全、可靠运行。
进一步的，在本实施例中，所述根据所述均值不等式转换算法相关系数确定目标故障相的步骤包括：
步骤S21，确定所述均值不等式转换算法相关系数与预设系数阈值之间的数值大小关系；
步骤S22，若所述均值不等式转换算法相关系数小于所述预设系数阈值，确定所述均值不等式转换算法相关系数对应的相为所述目标故障相；
步骤S23，若所述均值不等式转换算法相关系数等于所述预设系数阈值，确定所述均值不等式转换算法相关系数对应的相为正常相。
可选地，在本实施例中，设置一预设系数阈值，当某一相的均值不等式转换算法相关系数小于预设系数阈值时，意味着实测相电流暂态变化量和虚拟相电流暂态变化量之间的波形差异较大，该相即作为故障相。而当某一相的均值不等式转换算法相关系数等于预设系数阈值时，意味着实测相电流暂态变化量和虚拟相电流暂态变化量之间的波形差异较小，该相即为正常相。
可选地，预设系数阈值可以为0.2。
进一步的，所述步骤S23之后，还包括：
步骤S24，若所述均值不等式转换算法相关系数大于所述预设系数阈值，判断所述配电网发生母线故障。
可选地，在本实施例中，若出现均值不等式转换算法相关系数大于预设系数阈值的情形，则意味着配电网的母线出现故障。
进一步的，在本实施例中，所述计算所述目标故障相对应的接地电阻估算值的步骤包括：
步骤S31，确定中性点电压与相电源电压之间的相位差；
步骤S32，根据所述相位差和预设对地参数，计算所述接地电阻估算值。
可选地，在本实施例中，由于中性点电压与相电源电压之间的角度差，与接地电阻之间存在一定的关系，因此可利用二者之间的数量关系对接地电阻进行估算。
示例性地，设配电网为三相电路，三相分别为A、B、C三相，则三相发生单相接地故
障时，对应的接地电阻估算值的计算公式如下：
式中，C ∑为配电网的总对地电容，为角频率，G ∑为配电网的总对地电导，L为电感，为相位。
需要说明的是，，，因此通常可忽略的影响。
第二实施例
基于第一实施例，参照图3，所述根据所述接地电阻估算值确定外环电压参考值的步骤包括：
步骤S33，确定所述接地电阻估算值与预设估算阈值之间的数值大小关系；
步骤S34，若所述接地电阻估算值大于所述预设估算阈值，将所述目标故障相的电源电动势的相反数，确定为所述外环电压参考值；
步骤S35，若所述接地电阻估算值小于所述预设估算阈值，将线路压降与故障相电源电动势之间的相量差，确定为所述外环电压参考值。
作为一可选实施方式，在本实施例中，设置一预设估算阈值来区分配电网的接地故障为高电阻类故障还是低电阻类故障。
当接地电阻估算值大于预设估算阈值时，判断为高电阻类故障，将目标故障相的电源电动势的相反数，确定为外环电压参考值。
当接地电阻估算值小于预设估算阈值时，判断为低电阻类故障，将线路压降与故障相电源电动势之间的相量差，确定为所述外环电压参考值。
进一步的，在本实施例中，所述步骤S40包括：
步骤S41，若所述接地电阻估算值大于所述预设估算阈值，根据所述外环电压参考值调整所述目标故障相的相电压；
步骤S42，若所述接地电阻估算值小于所述预设估算阈值，根据所述外环电压参考值调整故障相母线出口和故障点位之间的压降。
可选地，在本实施例中，若接地电阻估算值大于预设估算阈值，意味着电网的接地故障为高电阻类故障，将外环电压参考值用于调整所述目标故障相的相电压，也即将目标故障相的电源电动势的相反数，作为目标故障相的目标电压值进行调整，从而进行故障消弧。
若接地电阻估算值小于预设估算阈值，意味着电网的接地故障为低电阻类故障，将外环电压参考值用于调整故障相母线出口和故障点位之间的压降，也即将线路压降与故障相电源电动势之间的相量差，作为故障相母线出口和故障点位之间的目标压降值进行调整，从而进行故障消弧。
可选地，预设估算阈值可以为150欧姆。
在本实施例提供的技术方案中，根据接地电阻估算值判断配电网的接地故障为高电阻类故障还是低电阻类，高电阻类故障对故障相的相电压进行调整实现消弧，低电阻类故障对故障相母线出口和故障点位之间的压降进行调整实现消弧。由于高电阻类故障对消弧参数（即电压、电流等）的精度要求较低，因此可以采用调整所述目标故障相的相电压进行故障消弧的方式进行消弧；而低电阻类故障对消弧参数的精度要求较高，因此采用调整故障相母线出口和故障点位之间的压降来进行消弧。实现高阻故障和低阻故障的自适应消弧，从而保障配电网安全、可靠运行。
第三实施例
基于任一实施例，参照图4，所述步骤S10之前，还包括：
步骤S50，获取所述配电网中的中性点电压值和母线电压值；
步骤S60，根据所述母线电压值和预设比例系数，确定故障电压阈值；
步骤S70，确定所述中性点电压值是否大于或等于所述故障电压阈值；
步骤S80，若是，判断所述配电网出现所述单相接地故障；
步骤S90，否则，判断所述配电网未出现所述单相接地故障。
作为一可选实施例，对于继电系统如何检测配电网中出现故障，根据配电网中的中性点电压值和母线电压值来进行判断。
在本实施例中，继电系统通过电压采集装置采集母线处的电压，得到母线电压值，母线电压值用于确定故障电压阈值，根据母线电压值和预设比例系数，计算故障电压阈值。可选地，故障电压阈值=母线电压值*预设比例系数。
在本实施例中，在确定出故障电压阈值之后，比较中性点电压值和故障电压阈值之间的大小关系，若中性点电压值大于或等于故障电压阈值，则判断配电网出现单相接地故障，否则判断配电网未出现单相接地故障。
示例性地，设母线电压值为Um，中性点电压值为U0，预设比例系数为15%。
若U0≥15% Um，则线路发生单相接地故障；
若U0＜15% Um，则线路没有发生单相接地故障。
在本实施例提供的技术方案中，使用实时中性点电压值、母线电压值和预设比例系数来判断配电网是否出现了单相接地故障，以确保及时检测出单相接地故障，为后续的熄弧策略的执行提供先决条件，从而保障配电网安全、可靠运行。
此外，参照图5，本实施例还提出一种基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧装置，所述基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧装置包括：
数据采集模块100，用于在检测到配电网出现接地故障时，获取所述配电网中各相的实测相电流暂态变化量和虚拟相电流暂态变化量；
故障相判断模块200，用于计算各相的所述实测相电流暂态变化量和所述虚拟相电流暂态变化量之间的均值不等式转换算法相关系数，并根据所述均值不等式转换算法相关系数确定目标故障相；
外环电压参考值计算模块300，用于计算所述目标故障相对应的接地电阻估算值，并根据所述接地电阻估算值确定外环电压参考值；
消弧控制模块400，用于基于所述外环电压参考值对故障相进行故障消弧操作。
此外，本领域普通技术人员可以理解的是实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成。该计算机程序包括程序指令，计算机程序可以存储于一存储介质中，该存储介质为计算机可读存储介质。该程序指令被继电系统中的至少一个处理器执行，以实现上述方法的实施例的流程步骤。
因此，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序，所述基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序被处理器执行时实现如上实施例所述的基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法的各个步骤。
其中，所述计算机可读存储介质可以是U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的计算机可读存储介质。
需要说明的是，由于本申请实施例提供的存储介质，为实施本申请实施例的方法所采用的存储介质，故而基于本申请实施例所介绍的方法，本领域所属人员能够了解该存储介质的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本申请实施例的方法所采用的存储介质都属于本申请所欲保护的范围。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法，其特征在于，所述基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法包括以下步骤：
在检测到配电网出现接地故障时，获取所述配电网中各相的实测相电流暂态变化量和虚拟相电流暂态变化量；
计算各相的所述实测相电流暂态变化量和所述虚拟相电流暂态变化量之间的均值不等式转换算法相关系数，并根据所述均值不等式转换算法相关系数确定目标故障相；
计算所述目标故障相对应的接地电阻估算值，并根据所述接地电阻估算值确定外环电压参考值；
基于所述外环电压参考值对所述目标故障相进行故障消弧操作；
设均值不等式转换算法相关系数为，其表达式如下：
；
式中，x(n)为虚拟相电流暂态变化量，y(n)为实测相电流暂态变化量，N为虚拟相电流暂态变化量和实测相电流暂态变化量的总个数，n为采样点个数；
所述根据所述均值不等式转换算法相关系数确定目标故障相的步骤包括：
确定所述均值不等式转换算法相关系数与预设系数阈值之间的数值大小关系；
若所述均值不等式转换算法相关系数小于所述预设系数阈值，确定所述均值不等式转换算法相关系数对应的相为所述目标故障相；
若所述均值不等式转换算法相关系数等于所述预设系数阈值，确定所述均值不等式转换算法相关系数对应的相为正常相；
所述确定所述均值不等式转换算法相关系数与预设系数阈值之间的大小关系的步骤之后，还包括：
若所述均值不等式转换算法相关系数大于所述预设系数阈值，判断所述配电网发生母线故障。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述目标故障相对应的接地电阻估算值的步骤包括：
确定中性点电压与相电源电压之间的相位差；
根据所述相位差和预设对地参数，计算所述接地电阻估算值；
所述预设对地参数包括对地电容、对地电导和电感。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述接地电阻估算值确定外环电压参考值的步骤包括：
确定所述接地电阻估算值与预设估算阈值之间的数值大小关系；
若所述接地电阻估算值大于所述预设估算阈值，将所述目标故障相的电源电动势的相反数，确定为所述外环电压参考值；
若所述接地电阻估算值小于所述预设估算阈值，将线路压降与故障相电源电动势之间的相量差，确定为所述外环电压参考值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述外环电压参考值对所述目标故障相进行故障消弧操作的步骤包括：
若所述接地电阻估算值大于所述预设估算阈值，根据所述外环电压参考值调整所述目标故障相的相电压；
若所述接地电阻估算值小于所述预设估算阈值，根据所述外环电压参考值调整故障相母线出口和故障点位之间的压降。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述配电网中各相的实测相电流暂态变化量和虚拟相电流暂态变化量的步骤之前，还包括：
获取所述配电网中的中性点电压值和母线电压值；
根据所述母线电压值和预设比例系数，确定故障电压阈值；
确定所述中性点电压值是否大于或等于所述故障电压阈值；
若是，判断所述配电网出现所述接地故障；
否则，判断所述配电网未出现所述接地故障。
6.一种用于实现如权利要求1-5中任一一项所述的基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法的装置，其特征在于，所述装置包括：
数据采集模块，用于在检测到配电网出现接地故障时，获取所述配电网中各相的实测相电流暂态变化量和虚拟相电流暂态变化量；
故障相判断模块，用于计算各相的所述实测相电流暂态变化量和所述虚拟相电流暂态变化量之间的均值不等式转换算法相关系数，并根据所述均值不等式转换算法相关系数确定目标故障相；
外环电压参考值计算模块，用于计算所述目标故障相对应的接地电阻估算值，并根据所述接地电阻估算值确定外环电压参考值；
消弧控制模块，用于基于所述外环电压参考值对所述目标故障相进行故障消弧操作。
7.一种继电系统，其特征在于，所述继电系统包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序，所述基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序，所述基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的基于主动干预式有源电压补偿的配电网接地故障熄弧方法的步骤。
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