[发明专利]基于正序电压差的有源配电网断线接地复合故障定位方法

说明书

本发明公开了一种基于正序电压差的有源配电网断线接地复合故障定位方法。通过采集母线和馈线各监测点的正序电压、各分布式电源的输出电流以及各馈线出线的负荷电流；分别计算各相邻监测点间的正序电压差与对应的正序电压差整定值，并整定各监测点的分布式电源输出电流判据；比较采集的正序电压差及其对应整定值，若存在任一相邻监测点间的正序电压差大于对应正序电压差整定值，或各相邻监测点间正序电压差均小于对应整定值但存在任一监测点下游的分布式电源输出电流之和满足对应监测点的分布式电源输出电流判据，则确定故障所在区段。本发明不受分布式电源容量、接地侧过渡电阻、故障位置等因素的影响，具有灵敏度高、可靠性好的优点。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护领域，具体涉及基于正序电压差的有源配电网断线接地复合故障定位方法。

背景技术

随着能源转型和绿色创新发展的不断深入，可再生新能源尤其是太阳能、风能等受到广泛关注，构建以新能源为主体的新型电力系统势在必行。新能源以分布式电源形式接入，作为“大机组、大容量”电网的补充，能够有效提升新能源应用效率以及配电网运行的可靠性和灵活性。然而，分布式电源接入辐射状配电网后，配电网潮流双向流动，故障电气量的分布和演变特征与传统配电网存在区别。加之受到控制策略、运行方式甚至气候等因素影响，不同运行状态下分布式电源提供的故障电流差异巨大，给有源配电网的故障定位带来极大挑战。

目前不少技术人员就有源配电网接地故障的定位展开了研究。有源配电网接地故障定位方法已较为丰富，现有方法主要包括稳态量法、暂态量法和人工智能算法。与接地故障相比，断线故障发生时相与地之间的绝缘虽未遭到破坏，但使得配电网三相严重不对称，乃至系统频率、电压越限。由于接地和断线故障特征存在本质差异，已有接地故障定位方法难以应用于断线故障，开展有源配电网断线故障识别的研究变得尤为重要。有专家提出基于节点功率方向一致性的断线故障区段定位方法，也有专家提出基于序电流和中性点电压组合的断线保护方法。但是，上述方法仅关注于断口两侧均不接地的断线故障。由于外力、老化等因素发生断线故障后，常常出现断口一侧接地、另一侧不接地的断线接地复合故障。目前，配电网断线接地复合故障定位的方法还较少，有技术人员提出了基于序电流融合的配电网断线接地复合故障识别方法，但未考虑分布式电源接入的影响。

综上所述，由于断线接地复合故障的等效回路并非断线不接地故障和接地故障的叠加。与接地故障相比，断口两侧相对解耦，断口前后馈线电气量的变化规律存在显著差异；与断线不接地故障相比，由于对地支路的存在，接地侧与大地存在电气联系，故障特性也存在明显不同；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。断线接地复合故障的等效电路和参数变化复杂，目前尚无有效的有源配电网断线接地复合故障定位方法。因此，如何实现有源配电网断线接地复合故障保护，形成具有高灵敏度和高可靠性的定位方法，成为了本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了基于正序电压差的有源配电网断线接地复合故障定位方法，有效解决了目前尚无有效的有源配电网断线接地复合故障定位方法的技术问题，能够准确实现不同分布式电源容量、故障位置下的断线接地复合故障区段定位，且不受断线接地点过渡电阻的影响，具有较高的可靠性和实用性。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案，包括以下步骤：

S101：采集母线正序电压，馈线各监测点的正序电压、各分布式电源的输出电流以及各馈线出线的负荷电流；

S102：根据馈线各监测点的正序电压，计算馈线各相邻监测点间的正序电压差；

S103：根据母线正序电压计算出有源配电网正常运行时的最大零序电流，结合馈线各监测点上游的分布式电源的输出电流、馈线出线的负荷电流，计算馈线各相邻监测点间的正序电压差整定值；

S104：根据馈线各监测点下游的分布式电源的输出电流、母线正序电压和馈线相邻监测点间的正序电压差整定值，整定馈线各监测点的分布式电源输出电流判据；