[发明专利]一种基于参数估计的配电网故障定位方法

说明书

一种基于参数估计的配电网故障定位方法，在配电网发生短路故障时，利用配电网中安装的PMU对系统节点的状态信息进行实时获取，包括节点电压、电流以及相角关系，利用最小二乘法对故障线路进行参数估计，求得相对精确的线路参数信息，再针对路障线路利用系统正序网络中电压、电流与阻抗的关系实现更为精准的故障测距。本发明可以利用PMU的准确性与实时性来实现精度更高，速度更快的配电网故障定位，可以有效的减小配电网短路故障造成的损失，提高电力系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及配电网参数估计与故障定位领域，尤其涉及一种基于参数估计的配电网故障定位方法。

背景技术

随着社会的发展与科技的进步，用户对电力系统的稳定性与电能质量的要求越来越高，实现智能电网必将成为历史发展的必然，其中智能配电网是智能电网建设的重要部分。智能配电网的典型特征之一就是能够实现短路情况下的故障定位与供电恢复。配电网作为电力系统的末端，直接反映着用户在供电可靠性、电能质量、安全和经济等方面所提出的要求。配电线路与用户直接相关，其运行的稳定性和供电质量既是电力企业经济效益的直接体现，又有着不可估量的社会效益。配电线路存在分布范围广、接线复杂、供电半径过长的问题，且其用电和运行环境较复杂，天气、设备、人为等原因都可能导致配电线路发生故障导致停电，对配电线路运行的安全性、可靠性造成极大的影响。

我国配电网的中性点多数采用不接地或者经消弧线圈接地的运行方式，其目的是了为限制单相接地短路电流，保证单相接地时三相线电压仍可保持对称并保证负荷可以带故障运行1～2个小时，从而获取较高的供电可靠性。但统计表明，配电网是电力系统故障多发部分，95％以上的用户停电事故是由配电网故障造成的，而其中又以单相接地短路故障居多。

尽管单相接地故障下系统可以带电运行一段时间，但非故障相的相电压会升高为线电压。这可能导致系统中绝缘薄弱环节被击穿而发展为两相短路，使事故扩大；也可能导致变压器严重过负荷而烧毁；还可能产生危害电力系统安全稳定运行的谐振过电压。尽管两相短路发生频率没有单相接地高，但其急剧上升的短路电流极有可能造成非常严重的后果，因此需在故障发生后的第一时间内找到故障点位置并进行修复，这对于提高供电可靠性具有重要意义。

现有的配电网故障定位方法尚不能快速有效地解决实际配电网中出现的各类短路故障定位问题，特别是多分支配电网中单相接地短路时的故障定位难题。利用同步相量测量装置(PMU)的高精度、高采样率、时钟同步和相量测量等优良性能为配电网故障定位提供了新的思路和解决途径，这对于准确定位故障点、减少停电时间、降低经济损失、提高供电可靠性具有重大意义。

所以对配电线路故障的快速、准确定位，不仅能尽快修复线路保证可靠供电，而且对保证整个电力系统的安全稳定和经济运行都有十分重要的作用。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术配电网中阻抗等参数不准确以及故障定位精度不高等难点的上述缺陷，提出一种基于参数估计的配电网故障定位方法。

本发明采用如下技术方案：

一种基于参数估计的配电网故障定位方法,其特征在于：在配电网的一些重要节点以及母线出线处安装同步相量测量装置，来获取配电网节点的PMU信息，包括实时电压、电流与相角信息；定位方法如下：

1)当配电网发生短路故障时，获取电压和电流，采用遍历搜索法，确定故障线路。

2)针对故障线路，采用最小二乘法进行线路的参数估计，得到更为准确的参数信息，包括阻抗和导纳。

3)将参数信息代入故障线路，对故障线路进行相序变换，分解为正序、负序与零序网络；

4)利用正序网络结合线路两端节点的PMU信息，建立故障点的电压方程，求解该方程即可得到故障点的位置。

优选的，步骤2)中，采用最小二乘法的参数估计，计算公式如下：