[发明专利]一种基于最值归一化的配电网单极接地故障检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于最值归一化的配电网单极接地故障检测方法及系统，采集配电网故障前和故障后各馈线的正极电流和负极电流；基于采集的故障前和故障后各馈线的正极电流和负极电流，利用故障后极电流与故障前极电流相减得到馈线正、负极电流突变量；采用最值归一化方法对各馈线正、负极电流突变量进行归一化处理，经归一化处理后的各馈线正、负极电流突变量分布在[0,1]之间；基于归一化处理后的各馈线正、负极电流突变量分布特征，将归一化后各波形数据点与1/2的大小关系、再求和构造选线选极判据，实现辐射状MMC‑MVDC配电网单极接地故障检测。本发明只利用1ms短数据窗即可准确检测单极接地故障，运算量小，保护性能优良。

技术领域

本发明属于接地故障检测技术领域，具体涉及一种基于最值归一化的配电网单极接地故障检测方法及系统。

背景技术

现有检测直流电网单极接地故障的方案存在易受暂态电流特征幅值大小影响、不能同时实现选线选极、需额外引入母线电压、无法同时应对大电阻接地和极短线情况的问题。鉴于归一化方法可将原始数组转化为无量纲的相对值，且不会改变原始波形的凹凸性，因而具有不受原始数值幅值大小影响的优点。

因此，应用最值归一化方法挖掘辐射状MMC-MVDC配电网中暂态特征的差异，构造具有耐过渡电阻能力的单极接地故障检测方法是值得深入研究的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于最值归一化的配电网单极接地故障检测方法及系统，采用归一化方法将极电流突变量转化为无量纲的相对值，构造不受原始数据大小影响的选线选极判据，为仅利用电流特征实现辐射状MMC-MVDC配电网线路故障、母线故障的选线选极奠定基础。

本发明采用以下技术方案：

一种基于最值归一化的配电网单极接地故障检测方法，包括以下步骤：

S1、采集配电网故障前和故障后各馈线的正极电流和负极电流；

S2、基于步骤S1采集的故障前和故障后各馈线的正极电流和负极电流，利用故障后极电流与故障前极电流相减得到馈线正、负极电流突变量；

S3、采用最值归一化方法对步骤S2得到的各馈线正、负极电流突变量进行归一化处理，经归一化处理后的各馈线正、负极电流突变量分布在[0,1]之间；

S4、基于步骤S3归一化处理后的各馈线正、负极电流突变量分布特征，将归一化后各波形数据点与1/2的大小关系、再求和构造选线选极判据，实现辐射状MMC-MVDC配电网单极接地故障检测。

具体的，步骤S1中，配电网正常运行时，第k条线路保护安装处的正、负极电流i_pk、i_nk为：

其中，i_Lk为负荷电流。

具体的，步骤S1中，配电网发生接地故障后，线路对地电容都通过故障点放电，故障线路故障极对地电容与故障点形成回路，故障点电流i_f为全网馈线对地电容电流之和，极性与线路对地电容电流相反，配电网故障后流过健全线路正、负极电流为i_pk′、i_nk′，流过故障线路正、负极电流i_pK′、i_nK′。

进一步的，故障点电流i_f为：

其中，C_k为正、负极对地等效电容，K为总馈线数，u_pk为馈线k的正极电压，u_nk为馈线k的负极电压。

进一步的，流过健全线路的正、负极电流i_pk′、i_nk′为：