[发明专利]基于暂态零模电流的有源配电网故障定位方法和装置

说明书

本发明提供了一种基于暂态零模电流的有源配电网故障定位方法和装置，方法包括以下步骤：采集有源配电网的母线零序电压幅值；根据母线零序电压幅值的大小判定是否启动故障定位程序；启动故障定位程序后，利用特征频段滤波器采样节点中满足容性约束条件的暂态零模电流；计算暂态零模电流偏态系数，比较各区段内父节点和子节点的暂态零模电流偏态特性，通过比较结果，确定故障位置；输出故障区段位置，发出告警信号或故障区段隔离指令。装置包括采集模块、启动模块、滤波模块、偏态特性计算模块和输出模块。无需进行大量数据通信，计算简便，故障定位结果精准，具有高灵敏性以及高可靠性。

技术领域

本发明涉及配电网故障定位技术领域，具体而言，涉及一种基于暂态零模电流的有源配电网故障定位方法和装置。

背景技术

电力系统的配电环节与电力用户直接相连，是确保供电可靠性、提高电能质量的重要环节。随着清洁能源发电效率的提高和配套设备成本的不断下降，包括风能、太阳能等在内的清洁型分布式电源高渗透率并入配电网成为大势所趋，在灵活的网络结构下主动协调各种分布式电源运行的有源配电网正快速发展。分布式电源高渗透率并网不仅带来了红利，同时也给故障定位工作带来了挑战。有源配电网拓扑结构多源化，功率双向流动，加之分布式电源出力具有随机性、间歇性，不同运行状态下提供的故障电流差异巨大。单相故障的等效电路和参数变化复杂，使得有源配电网单相故障特征缺乏规律性，现有经消弧线圈接地方式下的单相故障定位方法存在灵敏度不足的问题。

为提高有源配电网供电质量，及时识别和处理单相故障，本领域技术人员对单相故障定位方法开展了大量研究。有专家提出了基于工频零序电流幅值与相位的稳态量故障定位方法，但该类方法受消弧线圈补偿作用的影响极大，定位精度受限。还有专家利用附加电流信号从母线流向故障线路并从故障点返回的特点识别故障区段，但该类方法需额外装设信号发生设备，经济效益不佳。随着计算机算力的提高，基于智能算法的故障定位理论正蓬勃发展，但该类方法复杂度高，可解释性差。综上所述，现有有源配电网单相故障定位方法存在灵敏度不足或实用性不高的问题。此外，由于故障位置、过渡电阻和分布式电源状态的不确定，有源配电网单相故障特征呈现随机性、多变性，给准确故障定位带来了较大的困难。

综上所述，由于单相故障会造成配电网供电质量降低，且容易导致非故障相绝缘击穿，进而引发连锁故障，但目前的有源配电网单相故障定位方法多为对暂态零模电流波形的图像学分析，即对比监测点间的波形相似程度实现故障定位，需要进行大量数据通信，计算复杂，且实际情况中配电网二次设备通信可靠性较差，导致不能及时定位，或者定位结果不够精准。因此，如何实现有源配电网单相故障定位，形成具有高灵敏度和高可靠性的保护方法，成为了本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的需要进行大量数据通信，计算复杂，故障定位结果不够精准以及可靠性较差的技术问题。

为此，本发明第一方面提供了一种基于暂态零模电流的有源配电网故障定位方法。

本发明第二方面提供了一种基于暂态零模电流的有源配电网故障定位装置。

本发明提供了一种基于暂态零模电流的有源配电网故障定位方法，包括以下步骤：

S101：采集有源配电网的母线零序电压幅值；

S102：根据母线零序电压幅值的大小判定是否启动故障定位程序；

S103：启动故障定位程序后，利用特征频段滤波器采样节点中满足容性约束条件的暂态零模电流；

S104：计算暂态零模电流偏态系数，比较各区段内父节点和子节点的暂态零模电流偏态特性，通过比较结果，确定故障位置；

S105：输出故障区段位置，发出告警信号或故障区段隔离指令。

根据本发明上述技术方案的一种基于暂态零模电流的有源配电网故障定位方法，还可以具有以下附加技术特征：