[發(fā)明專(zhuān)利]基于改進(jìn)Karrenbauer變換的有源配電網(wǎng)故障定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810773762.3
• 申請(qǐng)日: 2018-07-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109239523B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜惠蘭;陳娟;賈燕琪;張弛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/08
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專(zhuān)利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 程毓英

本發(fā)明涉及一種基于改進(jìn)Karrenbauer變換的有源配電網(wǎng)故障定位方法，包括：控制中心獲取有源配電網(wǎng)阻抗矩陣，先用標(biāo)準(zhǔn)Karrenbauer變換矩陣對(duì)阻抗矩陣對(duì)角化處理，得到初步變換矩陣，再計(jì)算改進(jìn)Karrenbauer變換矩陣；將有源配電網(wǎng)劃分為若干個(gè)區(qū)段，利用改進(jìn)Karrenbauer變換矩陣變換得到α、β、0模電流；本地?cái)?shù)據(jù)處理裝置計(jì)算區(qū)段α模故障附加電流相角差并發(fā)送給控制中心，生成實(shí)時(shí)的系統(tǒng)狀態(tài)信息矩陣；控制中心判斷各區(qū)段是否發(fā)生故障。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域是含分布式電源有源配電網(wǎng)的故障定位，特別涉及一種能夠考慮配電網(wǎng)線路參數(shù)不對(duì)稱(chēng)特性，基于改進(jìn)Karrenbauer變換實(shí)現(xiàn)有源配電網(wǎng)故障定位的新方法。

背景技術(shù)

在世界一次能源的日益緊張、節(jié)能減排問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重的背景下，分布式發(fā)電(Distribution Generation,DG)技術(shù)以其獨(dú)有的經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性得到了人們的普遍關(guān)注。

分布式發(fā)電技術(shù)是指在大電網(wǎng)供電的基礎(chǔ)上接入模塊式的、清潔無(wú)污染的容量較小的發(fā)電機(jī)組，一般安裝在用戶(hù)附近，如風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏電池、燃料電池等。DG并網(wǎng)后，配電網(wǎng)從傳統(tǒng)的輻射狀單端電源供電網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)閮啥?多端電源網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的故障定位策略大多基于輻射狀配電網(wǎng)的單向潮流特性，DG的接入改變了配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，短路電流的分布也發(fā)生巨大的變化，這就不可避免地會(huì)影響故障定位結(jié)果。另外，中低壓配電網(wǎng)因?yàn)椴辉俨扇∪鄵Q位措施，致使配電網(wǎng)三相線路參數(shù)不對(duì)稱(chēng)，這也增加了有源配電網(wǎng)故障準(zhǔn)確定位的難度。

目前，有關(guān)含DG的配電網(wǎng)故障定位的研究大多忽視配電網(wǎng)線路參數(shù)的不對(duì)稱(chēng)性，直接將不對(duì)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)視為對(duì)稱(chēng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理；并且很多研究并未深入討論故障點(diǎn)過(guò)渡電阻的存在對(duì)定位的影響，這就限制了故障定位方案的實(shí)用性。另外，一些配電網(wǎng)故障定位方法，比如矩陣算法和智能算法，還存在故障定位時(shí)間較長(zhǎng)、無(wú)法迅速實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段定位的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)配電網(wǎng)接入DG后，傳統(tǒng)故障定位方案定位準(zhǔn)確度下降、效率低、以及配電網(wǎng)三相參數(shù)不對(duì)稱(chēng)的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種基于改進(jìn)Karrenbauer變換的有源配電網(wǎng)故障定位新方法。依據(jù)有源配電網(wǎng)參數(shù)矩陣的特征以及故障電流的特點(diǎn)，尋找出適用于不換位配電網(wǎng)三相網(wǎng)絡(luò)高精度解耦的相模變換方法和故障定位判據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)含DG有源配電網(wǎng)的快速精確的故障定位。技術(shù)方案如下：

一種基于改進(jìn)Karrenbauer變換的有源配電網(wǎng)故障定位方法，包括下列步驟：

(1)控制中心獲取有源配電網(wǎng)阻抗矩陣Z，Z的形式如式(1)所示，先用標(biāo)準(zhǔn)Karrenbauer變換矩陣對(duì)阻抗矩陣做對(duì)角化處理，得到初步變換矩陣Y：

Y＝K^-1ZK (2)

對(duì)初步變換矩陣Y用修正Karrenbauer矩陣K₂做對(duì)角化處理，得到較高精度的對(duì)角化矩陣λ：

λ＝(K₂)^-1YK₂＝(KK₂)^-1Z(KK₂) (3)

其中：

令S＝KK₂，S即為改進(jìn)Karrenbauer變換矩陣；

(2)將有源配電網(wǎng)劃分為若干個(gè)區(qū)段，并分別對(duì)各個(gè)區(qū)段及其兩端的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)號(hào)，各個(gè)區(qū)段兩端節(jié)點(diǎn)處的保護(hù)測(cè)量裝置同步采集各個(gè)區(qū)段兩端節(jié)點(diǎn)處的三相電流并進(jìn)行濾波處理，再利用改進(jìn)Karrenbauer變換矩陣變換得到α、β、0模電流；