[发明专利]一种直流配电网接地故障选线方法及系统

说明书

本发明公开了一种直流配电网接地故障选线方法及系统，利用母线电压不平衡判据启动MMC附加控制，注入探测信号；延时Δt采集各条馈线首端的正极电流和负极电流；对各条馈线首端的正极电流和负极电流进行滤波，设置中心频率fsubgt;mp/subgt;为探测信号的特征频率，得到滤波后各条馈线首端的正负极电流；对滤波后各条馈线首端的正负极电流求取各馈线零模电流并进行归一化处理，求和得到参考电流；利用归一化处理后的馈线零模电流逐个与参考电流求取波形相关性，依据皮尔森相关性系数进行故障判别确定故障线和健全线，完成直流配电网接地故障选线；本发明方法有效增强了故障特征，避免安装附加装置，具有灵敏度高、无需双端通信的特点。

技术领域

本发明属于配电网故障识别技术领域，具体涉及一种直流配电网接地故障选线方法及系统。

背景技术

随着电力电子技术的快速发展及其在电力系统中的广泛应用，直流配电网因易于实现新能源接入和便于提高电能质量而得到广泛研究。直流配电网的主要拓扑结构包括辐射状、两端式手拉手和环状结构，其中，辐射状结构因其具有投资成本低等优势，成为目前已开展的工程实践中最常用的结构。

中压直流配电网多采用伪双极结构，采取直流侧经钳位电阻接地方式，这种接地方式是为了在配电馈线发生单极接地故障时，系统能够带故障持续运行一段时间，从而提高供电可靠性，但是在钳位电阻接地方式下故障电流很小，因此故障特征不易观察，难以准确可靠识别出故障馈线。

现有针对直流配电网单极接地故障识别的研究可分为：被动检测和主动探测两类。被动检测法基于故障暂态的换流器并联电容或线路分布电容电流提供的故障特征识别故障，而由于直流配电系统惯性低，故障暂态持续时间一般为数百微秒到数毫秒，要利用故障暂态信息识别故障，对测量和保护装置的性能提出了很高的要求。主动探测法或依赖于特定注入装置，或受限于特定网络拓扑，在基于MMC的柔性直流配电网单极接地故障选线方面还鲜有系统性的研究。现有方法灵敏度低可靠性不足，而传统交流小电流接地系统的接地故障选线方法在面对含大量分布式电源和储能设备的柔性直流配电网中又难以借鉴，因此亟需研究新的柔性直流配电网单极接地故障识别方法。

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，提供一种直流配电网接地故障选线方法及系统，利用直流配电网既有的MMC进行主动注入探测信号增强故障特征，依据故障线路和健全线路对探测信号的差异识别故障馈线提高了灵敏度，通过多次注入策略实现瞬时性故障判别。

本发明采用以下技术方案：

一种直流配电网接地故障选线方法，利用母线电压不平衡判据启动MMC附加控制，注入探测信号；延时Δt采集各条馈线首端的正极电流和负极电流；对各条馈线首端的正极电流和负极电流进行滤波，选择滤波器的中心频率f_mp为探测信号的特征频率，得到滤波后各条馈线首端的正负极电流；利用滤波后各条馈线首端的正负极电流求取各馈线零模电流，并以数据窗内零模电流的所有采样值除以采样值中的最大值进行归一化处理，对归一化处理后的零模馈线电流求和得到参考电流；引入皮尔森相关性系数，利用归一化处理后的馈线零模电流逐个与参考电流求取波形相关性，依据皮尔森相关性系数进行故障判别确定故障线和健全线，完成直流配电网接地故障选线。

具体的，母线电压不平衡判据为：

|v_dcP+v_dcN|＞0.2v_dcB

其中，v_dcP、v_dcN分别为正、负极直流母线对地电压幅值，v_dcB为直流额定电压。

具体的，MMC附加控制的函数为：