[发明专利]一种有源配电网的故障测距方法

摘要

本发明公开了一种有源配电网的故障测距方法，它包括以下步骤：首先获得有源配电网的数据，其次对每个供电区段进行判断以确认故障区段，然后利用前推回代法计算故障点下游对故障点的注入电流，再者计算故障区段下游端的电压相量和电流相量，并计算故障点的标称位置，最后计算故障点到变电站的距离。本发明考虑分布式电源多点接入，只须通过使用局部电压电流相量以及分布式电源的同步电流相量就能进行有源配电网的故障测距，而且通过比较区段两段的电流就可实现对于故障区段的定位，通过计算故障电流和来自故障点下游电流对故障电流的贡献度实现了对于故障的定位测距，适用于多点分布式电源接入的情况下的故障测距。

主权项

1.一种有源配电网的故障测距方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1，获得有源配电网的数据；所述有源配电网的数据至少包括以下数据：拓扑、负荷和线路的电气参数、变电站在故障时的电压电流相量和分布式电源的同步电流相量；设故障发生在节点k和k+1之间，则故障点处的电压表示为：其中，V_f为故障点处的电压，Φ为三阶单位矩阵，m为故障距离，Z_k,k+1为线路的串联阻抗矩阵，Y_k为线路的并联导纳矩阵，为第k端的三相电压矢量，为第k端的三相电流矢量；故障点处的电流表示为：其中，为故障点上游注入故障点的电流，为故障点下游注入故障点的电流；故障点上游注入电流为：由式(1)和式(2)得到如下故障点处的电阻为：其中，和分别表示故障点处第i相和第j相的电压，λ_i和λ_j分别表示故障点处第i相和第j相的状态，即第i相和第j相故障则为1，否则为0；步骤2，对供电区段进行判断确认故障区段，设则I_k为故障前故障区段上游端k处的电流相量；步骤3，如果供电区段的故障区段上游端的电流与下游端电流之比η小于等于参考值ε时则转到步骤4，否则转到步骤2进行判断下一个供电区段；步骤4，利用前推回代法计算故障点下游对故障点的注入电流；根据潮流计算中的前推回代方法，利用斐波那契搜索算法计算得到故障点下游对故障点的注入电流在回代过程中，第k+1端的电压表示为：其中，和分别表示第k+1端和第k端的三相电压矢量，表示第k+1端的三相电流矢量，A和B为阻抗矩阵；在回代过程中，第k端与第k+1端的电压、电流相量的关系表示为：其中，表示第k端的三相电流矢量，c和d为阻抗矩阵；当故障区段接分布式电源时，如果在分布式电源处的智能电子设备所测得的同步电流相量为I_IED，则第k+1端的电流矢量表示为：前推回代过程执行到参考端电压误差小于参考值ε时，得到步骤5，计算故障区段下游端的电压电流相量，并使用斐波那契搜索算法计算故障区段中第q段下游注入电流；在多分段多联络的情况下，故障区段第k+1端的状态通过式(8)计算并更新，即其中，为第k+1端的三相电流相量，为故障时汇集到第k+1端所有其他段电流相量之和；当有分布式电源时，式(9)改写为：式中，是故障时由分布式电源提供的故障电流；由于是关于故障区段内故障距离m的函数，因此将确定的故障区段平均分为n段，则每段下游注入电流表示为利用斐波那契搜索算法计算每个故障区段的下游注入电流；步骤6，如果供电区段的故障区段上游端的电流与下游端电流之比η小于等于参考值ε时则转到步骤7，否则转到转到第4步计算下一个故障区段的下游注入电流；步骤7，计算故障发生的距离；当满足且q≤n             (11)时，则故障在区段中的标称位置为：式中，m^nt为使得式(4)值最小时的区段标称长度，即0≤m^nt≤1，m_q和m_q‑1分别表示为故障区段第q段和第q‑1段到区段上游端点的标称距离；故障点到变电站的距离为：其中，d_i为第i段馈线的长度，d_k表示故障区段馈线的长度。