[发明专利]一种基于有源单端口网络电阻极性的电压暂降源定位方法

摘要

一种基于有源单端口网络电阻极性的电压暂降源定位方法，属于电网电压暂降源定位的自动监测定位方法。依据线性有源单端口网络理论，通过测量有源单端口网络的外部特性阻抗的实部极性来准确判断电压暂降源的方向；外部特性阻抗的实部极性为正时，扰动源在监测点的上游；外部特性阻抗的实部极性为负时，扰动源在监测点的下游；定义并给出了相应外部特性阻抗的实部极性的算法。该电压暂降源定位方法能确定性地定位由各种电网故障引起的电压暂降，适用于辐射式、环式、单回路、双回路、单电源和多电源网架结构电网，也适用于电容投切、变压器投切、大电机启动扰动引起的电压暂降源定位；该电压暂降源定位方法需要对监测点的电压和电流进行同步采样。

主权项

一种基于有源单端口网络电阻极性的电压暂降源定位方法，其特征是：依据线性有源单端口网络理论，通过测量有源单端口网络的外部特性阻抗的实部极性来准确判断电压暂降源的方向；外部特性阻抗的实部极性为正时，扰动源在监测点的上游；外部特性阻抗的实部极性为负时，扰动源在监测点的下游；具体步骤如下：步骤a.设锁相环，电网正常运行时，即电压暂降发生前，在监测点对三相电压和电流分别以每基波周期同步采样N个点得：uami(n)、ubmi(n)、ucmi(n)和iami(n)、ibmi(n)、icmi(n)；对中性点有效接地电网，由式(1)计算各相对地电压的均方根值；对中性点非有效接地电网，由式(2)计算各相对电网中性点电压的均方根值；当任何一相电压的均方根值小于90％的额定相电压时，电压暂降扰动发生；式中，Uami，Ubmi，Ucmi分别是监测点mi测得的三相电压uami(n)、ubmi(n)、ucmi(n)的均方根值，是电网的零序电压；电压暂降发生后，向前推K·N个采样点，取电压暂降扰动前三相电压电流采样值：uapmi(n‑KN)、ubpmi(n‑KN)、ucpmi(n‑KN)和iapmi(n‑KN)、ibpmi(n‑KN)、icpmi(n‑KN)，并继续采样扰动期间的三相电压、电流得：uadmi(n)、ubdmi(n)、ucdmi(n)和iadmi(n)、ibdmi(n)、icdmi(n)，求得扰动电压和电流：式中，Δu为扰动电压，Δi为扰动电流；n是采样点的编号，是序数，n＝0,1,…；N是基波一 个周期的采样点数；K取一正整数，K＝1或2，或3，是扰动期间采样点滞后扰动前采样点的基波周期数；下标p表示电压暂降发生前，即电网正常运行时；下标d表示扰动期间；下标mi为第i个监测点，i为序数，i＝1，2，…；下标a、b、c分别表示a、b、c三相；下标顺序：相(a、b或c)‑扰动前p或期间d‑监测点mi；步骤b.由式(5)和(6)求监测点mi的各相扰动电压的实部和虚部：式中，Δ和分别为x相电压和电流扰动相量和的实部，和分别为x相电压和电流扰动相量和的虚部，x∈[a,b,c]；再由式(7)算出监测点mi x∈[a,b,c]相的有源单端口网络外部特性阻抗的实部Rexmi；所述的和分别为x相电压和电流扰动相量；步骤c.依据监测点mi的有源单端口网络外部特性阻抗的实部Rexmi的极性定位电压暂降源；可以任意定义一个参考方向，这个定义是由电压和电流互感器的同名端决定的，一般定义负荷消耗有功功率为“正”；仅对电压暂降相，即相电压小于90％额定相电压的相，进行判断，当监测点mi的有源单端口网络外部特性阻抗的实部Rexmi为正时，电压暂降源，即扰动源在参考方向的相反方向，也称上游；当监测点mi的有源单端口网络外部特性阻抗的实部Rexmi为负时，电压暂降源在参考方向的相同方向，也称下游。