[發(fā)明專利]基于電壓暫降信息的復(fù)雜配電網(wǎng)故障定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710586720.4
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107271852B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪新武;郭創(chuàng)新
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東雙新電氣科技有限公司;浙江大學(xué)華南工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 葉志堅(jiān)

1.基于電壓暫降信息的復(fù)雜配電網(wǎng)故障定位方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟(1)、利用饋線監(jiān)控終端上報(bào)的故障過流信息初步確定故障區(qū)段；

按照分段開關(guān)及饋線監(jiān)控終端的位置將配電網(wǎng)分成幾個(gè)區(qū)段，利用饋線監(jiān)控終端上報(bào)的故障過流信息形成故障信息向量，與描述配電網(wǎng)拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)描述矩陣結(jié)合，計(jì)算得到故障判定矩陣，從而初步確定故障區(qū)段，將故障范圍縮小到兩個(gè)終端之間；

步驟(2)、利用饋線監(jiān)控終端上傳的故障中電流向量信息確定故障點(diǎn)短路電流量；將與各區(qū)段直接相鄰的饋線監(jiān)控終端分為兩類，一類電流從饋線監(jiān)控終端流入該故障區(qū)段，另一類電流從饋線監(jiān)控終端流出該故障區(qū)段；確定故障區(qū)段后，忽略故障過程中故障區(qū)段內(nèi)負(fù)荷電流的影響，估算得到故障點(diǎn)實(shí)際的故障電流向量；

步驟(3)、利用電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)中各監(jiān)測點(diǎn)上傳的電壓暫降信息及系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣計(jì)算故障點(diǎn)故障電流向量；對該故障區(qū)段內(nèi)的各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行故障分析：假定故障發(fā)生在各節(jié)點(diǎn)，利用各監(jiān)測點(diǎn)的電壓暫降信息計(jì)算得到各節(jié)點(diǎn)的故障電流向量；

步驟(4)、遍歷該故障區(qū)段內(nèi)的各節(jié)點(diǎn)，將得到的故障電流向量與利用饋線監(jiān)控終端信息計(jì)算的實(shí)際故障電流向量對比，計(jì)算故障電流向量偏差值，即故障電流向量偏差值最小的節(jié)點(diǎn)即認(rèn)為是真正的故障節(jié)點(diǎn)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于電壓暫降信息的復(fù)雜配電網(wǎng)故障定位方法，其特征在于所述步驟(1)是通過下述方式實(shí)現(xiàn)的：

根據(jù)配電網(wǎng)的拓?fù)洌瑢⒏黟伨€監(jiān)控終端安裝點(diǎn)作為故障區(qū)段對應(yīng)的分界節(jié)點(diǎn)，形成描述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)描述矩陣M，其維數(shù)即網(wǎng)絡(luò)中安裝饋線監(jiān)控終端的數(shù)量，當(dāng)節(jié)點(diǎn)i與節(jié)點(diǎn)j之間存在饋線時(shí)，對應(yīng)的元素M_ij、M_ji為1，其余元素為0；當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障后，根據(jù)饋線監(jiān)控終端上傳的故障過流信息形成故障信息矩陣G，如果節(jié)點(diǎn)處的饋線監(jiān)控終端沒有流過超過提前設(shè)定閾值的故障電流，則其對應(yīng)的對角元素G_ii為1，其余元素為0；對于單電源的輻射狀配電網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)其發(fā)生故障時(shí)，若與區(qū)段相連的饋線監(jiān)控終端既有流過故障電流又有未流過故障電流的，則該區(qū)段為故障區(qū)段；因此，將網(wǎng)絡(luò)描述矩陣M與故障信息矩陣G相乘得到故障判定矩陣Q，對其進(jìn)行規(guī)格化處理后即可判斷故障區(qū)段。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于電壓暫降信息的復(fù)雜配電網(wǎng)故障定位方法，其特征在于所述步驟(2)是通過下述方式實(shí)現(xiàn)的：

將與故障區(qū)段直接相鄰的饋線監(jiān)控終端分為兩類：一類電流從饋線監(jiān)控終端流入該故障區(qū)段，流過該類饋線監(jiān)控終端的故障中電流向量記為I_i；另一類電流從饋線監(jiān)控終端流出該故障區(qū)段，流過該類饋線監(jiān)控終端的故障中電流向量記為I_j；計(jì)算實(shí)際故障時(shí)故障點(diǎn)短路電流值的公式為：

式中，I_fe為故障電流向量近似值，N₁、N₂分別與為該故障區(qū)段相鄰第一類、第二類饋線監(jiān)控終端的數(shù)量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于電壓暫降信息的復(fù)雜配電網(wǎng)故障定位方法，其特征在于所述步驟(3)是通過下述方式實(shí)現(xiàn)的：

配電網(wǎng)發(fā)生故障后，相當(dāng)于在故障點(diǎn)f處加入了一個(gè)注入電流-I_f，從而能夠?qū)⒐收现械呐潆娋W(wǎng)分成兩個(gè)部分，因此，網(wǎng)絡(luò)中任一節(jié)點(diǎn)處的電壓值能夠分為兩部分：正常分量和故障分量，如式所示：

式中：U_i為節(jié)點(diǎn)i處故障中的電壓向量，U_i⁽⁰⁾為節(jié)點(diǎn)i處故障前的電壓向量，Z_if為節(jié)點(diǎn)i與故障點(diǎn)f處的互阻抗，I_f為故障電流向量，N為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)數(shù)；Z_if通過離線計(jì)算網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣得到，得到節(jié)點(diǎn)阻抗矩陣后，利用電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)得到各監(jiān)測點(diǎn)故障前及故障中的電壓向量U_i⁽⁰⁾、U_i，即可計(jì)算得到故障節(jié)點(diǎn)處的故障電流向量。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于電壓暫降信息的復(fù)雜配電網(wǎng)故障定位方法，其特征在于所述步驟(4)是通過下述方式實(shí)現(xiàn)的：

確定故障點(diǎn)所在區(qū)段后，對該故障區(qū)段內(nèi)的各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行故障分析：假定故障發(fā)生在各節(jié)點(diǎn)，從而得到各節(jié)點(diǎn)的故障電流向量，將得到的故障電流向量與利用饋線監(jiān)控終端信息計(jì)算的故障電流向量對比計(jì)算電流向量偏差值，即電流向量偏差值最小的節(jié)點(diǎn)即認(rèn)為是真正的故障節(jié)點(diǎn)，定義電流向量偏差值為：

式中：δ_k為假設(shè)第k個(gè)節(jié)點(diǎn)故障得到的故障電流平均值與實(shí)際故障電流偏差向量的模，I_fkm為假設(shè)第k個(gè)節(jié)點(diǎn)故障,由第m個(gè)監(jiān)測點(diǎn)電壓暫降信息得到的故障電流向量，N_node為故障區(qū)段內(nèi)的總節(jié)點(diǎn)數(shù)，N_m為電能質(zhì)量監(jiān)測點(diǎn)的總個(gè)數(shù)；

得到所有δ_k后，其最小值所對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)即輸出為故障診斷的故障節(jié)點(diǎn)。