[发明专利]一种含DG馈线的电流序分量比较式故障区段定位方法

说明书

本发明公开了一种含DG馈线的电流序分量比较式故障区段定位方法，包括：实时采集流过馈线两侧开关处的电流；检测到馈线中发生故障后，计算故障电流的正、负序电流分量；利用正、负序电流分量的幅值关系判断故障类型；当确定故障类型为非对称性故障时，则比较馈线两端的负序电流的相位，根据相位差大小判断是否为故障区段。当确定故障类型为对称故障时，则比较馈线两端的正序电流的幅值，根据二者的比值关系，判断故障区段。仿真分析与动模测试表明，在含DG馈线的不同位置发生不同类型的故障时，本发明均能正确识别故障区段，灵敏度高，可靠性强。另外本发明不受DG类型与容量、过渡电阻和穿越电流等因素的影响。

技术领域

本发明涉及故障定位技术领域，尤其涉及一种含DG馈线的电流序分量比较 式故障区段定位方法。

背景技术

全球化石能源的枯竭和各国环保意识的增强推动了能源变革，并且随着智能 电网的发展，越来越多的分布式电源(DG)接入配电网。DG的接入改变了传 统配电网的网架结构，使之由传统单端供电的辐射型网络变为双端或多端供电的 网络；加之DG的出力具有不确定性，且其出力受自身控制策略的影响远小于系 统主电源。这些特性使得传统配电网的保护策略和定位方案误动或者失效，并且 随着DG的渗透率的增加，这种影响也越明显。因此，提出适用于有源配电网的 故障区段定位方法已经成为有源配电网保护的重要课题。

电力系统发生故障时产生的正、负、零序分量包含大量故障信息，故障时不 同类型的DG在不同控制策略下的输出也不同，这些电气量的特征都可用来对有 源配电网进行故障区段定位。目前国内外学者对故障时各电气序分量和DG的控 制策略进行了一系列的研究，并提出了一些适用于有源配电网的故障区段定位方 法。

现有技术基于差动保护同步误差的分析，提出一种基于相位变化量的有源配 电网纵联保护方案，根据线路端点侧电流相角在故障前后的变化量来判定故障区 段，该方法合理避免了同步误差对保护制动特性的影响，但未考虑低电压穿越对 逆变型分布式电源(IBDG)输出的故障电流造成的影响。

现有技术基于DG对传统配电网电流保护的影响，对传统配电网线路保护配 置进行了改进，根据DG接入点位置对被保护线路进行分区，并对不同区域采用 不同保护策略。该保护方案不受DG输出的影响，可靠性较高，但方案比较复杂， 所需设备较多，经济性和实用性不强。

现有技术利用故障电流正序分量和参考相量的相位比较构造了故障方向判 据，来判断故障方向和线路。该方法减少了电压互感器的安装量，经济性较高， 对通信的要求也不高，但未考虑穿越电流对正序电流相位的影响。

现有技术基于特定的有源配电网的网络结构，提出分级分层的保护方案。该 方案快速可靠，但具有局限性，只针对特定的网络结构有效。

现有技术利用不同位置处发生两相相间短路故障和三相短路故障时保护安 装处的正序电压和流过保护的正序电流之间的关系，构造了适用于含IBDG的配 电网自适应正序电流速断保护方案。该方案扩大了现有保护的有效保护范围，改 善了原有保护方案的选择性和灵敏性。但是该方案增加了保护元件，经济性较差； 方案整定复杂且整定过程中忽略了负荷对故障穿越电流的影响，实用性较差。

现有技术研究了配电网正方向及反方向故障时流过保护的正序电流和保护 安装处故障前电压的相位关系，提出了一种基于正序故障电流和故障前电压相位 信息的方向元件新原理。该原理提高了方向元件的可靠性，避免了传统功率元件 电压死区的问题，但需要在每个保护处加装电压互感器，且忽略了穿越电流对故 障相位的影响。

现有技术提出了利用流过线路两侧的短路电流幅值进行比较的有源配电网 故障定位方案。该方案适用于渗透率较低的有源配电网，无需改变原有过电流检 测定值，简单易行。但是当分布式电源渗透率较高时，该方案将失效。

由此可见，现有的含DG配电网的故障区段定位方案中并没有不受故障穿越 电流、DG渗透率等因素影响的故障定位方案。

发明内容