[发明专利]一种基于多时间尺度的智能配电网故障区段定位方法

说明书

本公开提供了一种基于多时间尺度的配电网故障区段定位方法，包括采用基于极性值比较的一段毫秒级故障区段定位方法、采用基于波形相似度比较的二段周波级故障区段定位方法和采用基于遗传算法的三段秒级故障区段定位方法，并通过建立每种故障区段定位方法的可信度函数确定其可信度，根据可信度的大小，实现三段式故障区段定位方法的配合，有效地解决了故障区段定位快速性和准确性的矛盾。为智能配电网自愈提供有力支撑，促进智能配电网快速发展。

技术领域

本公开涉及电力系统故障检测与控制领域，尤其涉及配电网故障定位领域。

背景技术

随着能源危机和世界环境问题日益突出，全球进入以可再生能源为主的可持续能源时代。可再生能源以分布式电源(distributed generation，DG)的形式接入配电网是可再生能源并网的主要方式之一。含高渗透率分布式电源的智能配电网在潮流分布、短路电流的幅值、方向和分布等方面与传统配电网有很大区别，导致智能配电网故障检测和控制尤为困难。配电网发生故障后，如何实现快速故障定位、故障隔离和故障恢复，是智能配电网自愈的迫切要求。

故障区段定位是实现自愈的前提和基础，因此如何快速而可靠地实现故障定位尤为重要。含DG的配电网故障区段定位方法主要有：阻抗法、相位法、矩阵法、行波法和人工智能法等。这些故障定位方法基于不同时间尺度的故障信息，实现了不同速度的故障定位。由于采用的是单一时间尺度的故障信息，导致故障定位速度快的方法故障定位准确度较低，而故障定位准确度高的方法故障定位速度慢，存在着故障定位速度和故障定位准确度之间的矛盾，难以同时满足智能配电网对故障定位的快速性和准确性的要求，严重阻碍了智能配电网的发展。因此，设计满足智能配电网对故障定位快速性和准确性要求的故障定位方法具有重要意义。

发明内容

为了克服基于单时间尺度的传统智能配电网故障区段定位方法快速性和准确性的矛盾，本公开设计了一种基于多时间尺度的智能配电网故障区段定位方法，为智能配电网自愈提供有力支撑，促进智能配电网快速发展。

为了实现上述目的，本公开的技术方案如下：

一种基于多时间尺度的智能配电网故障区段定位方法，包括采用基于极性值比较的一段毫秒级故障区段定位方法、采用基于波形相似度比较的二段周波级故障区段定位方法和采用基于遗传算法的三段秒级故障区段定位方法，具体包括如下步骤：

1)设定故障定位启动判据初始值、一段、二段和三段故障区段定位判据阈值以及一段和二段故障区段定位可信度阈值；

2)实时检测三相电流和零序电流，判断三相电流和零序是否满足启动判据，若否，则继续检测；若是，执行如下步骤；

3)根据一段故障区段定位判据得到故障区段定位结果，判断一段故障区段定位的可信度是否大于设定阈值，若是，转至步骤6)；否则，执行如下步骤；

4)根据二段故障区段定位判据得到故障区段定位结果，判断二段故障区段定位的可信度是否大于设定阈值，若是，转至步骤6)；否则，执行如下步骤；

5)根据三段故障区段定位判据得到故障区段定位结果；

6)输出故障区段定位结果，返回步骤2)。

进一步的，对于相电流，所述故障定位启动判据为：

其中，i_p(k)为相电流的第k个采样值；i_p(k-2N)为相电流第k个采样点一个周波前的采样值，一个周波为2N个采样点；k_sp为相电流约束系数，取k_sp＝0.2～0.4；k_ip为相电流比例系数，取k_ip＝2～4；I_p为检测点正常负荷电流的有效值；

对于零序电流，所述故障区段定位启动判据为：