[发明专利]基于μPMU的配电线路参数辨识的相分量故障测距方法

权利要求书

1.一种基于μPMU的配电线路参数辨识的相分量故障测距方法，其特征在于，该方法主要包括：

在配电网中选定线路后，在线路的双端分别安装μPMU测量装置，利用所述μPMU测量装置分别采集线路双端的电压电流数据；其中，所述线路双端包括线路的母线端M和末端N；

所述μPMU测量装置分别采集线路双端的稳态电压电流数据，并通过所述μPMU测量装置将线路母线端M和末端N的稳态电压电流数据上传至主站；从所述电压电流数据中提取故障发生前后的电压电流相分量，包括：故障发生后，在主站中，将所述μPMU测量装置上传的所述稳态电压电流数据进行提取，提取出故障前一个周波和故障后两个周波的电压电流相分量；

将所述电压电流相分量进行傅里叶分解得到基波分量，综合考虑线路的三相不对称性，利用故障前后线路双端的所述基波分量确定线路自阻抗互阻抗参数，由故障后线路两端的所述电压电流相分量建立关于故障距离的矩阵方程；

根据所述线路自阻抗互阻抗参数并结合约束条件求解所述矩阵方程，确定得出故障距离。

2.根据权利要求1所述的基于μPMU的配电线路参数辨识的相分量故障测距方法，其特征在于，所述的将所述电压电流相分量进行傅里叶分解得到基波分量，综合考虑线路的三相不对称性，利用故障前后线路双端的所述基波分量确定线路自阻抗互阻抗参数，包括：

在主站中，对μPMU测量装置采集的故障前一个周波和故障后两个周波的电压电流三相值进行傅里叶分解，得到所述电压电流相分量的基波分量；

根据提取的故障前一个周波线路双端的所述电压电流相分量的基波分量，得到矩阵等式(1)如下：

其中，Z_S表示线路中的三相自阻抗，Z_AB、Z_AC、Z_BC分别表示A、B、C三相中两相之间的互阻抗，ΔU_A、ΔU_B、ΔU_C分别为μPMU提取的故障前一个周波线路双端的A、B、C三相的电压信息，I_MA、I_MB、I_MC分别为μPMU提取的故障前一个周波线路双端的A、B、C三相的电流信息；

根据该式(1)得到线路的自阻抗、互阻抗参数：Z_S、Z_AB、Z_AC、Z_BC的计算式。

3.根据权利要求2所述的基于μPMU的配电线路参数辨识的相分量故障测距方法，其特征在于，所述的由故障后线路两端的所述电压电流相分量建立矩阵方程，包括：

在式(1)中，方程式个数小于未知数个数，需要补充方程进行求解；在获取线路参数计算式的基础上，由故障后线路两端的电压电流相分量建立矩阵方程进行方程的补充；

根据双端电压电流约束关系可得等式(2)、(3)如下：

式中，D表示故障处与母线端M之间的距离， 表示线路母线端M的A相电压， 表示线路末端N的A相电压，R_F表示过渡阻抗，、、、、、分别表示故障后两个周波线路双端各相的电流值；

将式(2)、(3)两式相减，消去过渡阻抗R_F可得故障距离如式(4)所示：

其他两相同理可得，整理成矩阵形式，可得单相接地故障下的测距公式如(5)所示：

式中，ΔU_Af、ΔU_Bf、ΔU_Cf分别表示故障后线路母线端M与末端N三相电压的降落，I_MAf、I_MBf、I_MCf分别表示故障后线路母线端三相电流值，I_NAf表示故障后线路末端A相电流值。

4.根据权利要求3所述的基于μPMU的配电线路参数辨识的相分量故障测距方法，其特征在于，所述的由故障后线路两端的所述电压电流相分量建立矩阵方程，还包括：

由式(5)同理可得，两相故障、两相接地故障下的测距公式如(6)所示：

三相故障、三相接地故障下的测距公式如(7)所示：