[發明專利]一種電網故障檢測和故障線路識別方法

在審

• 申請號: 201810917311.2
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN109254225A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 潘勇斌;朱永虎;陳海拔;韋富彬;鄧厚兵;李闖;廖華;梁陽;申曉杰;袁衛義;鄧朝翥;潘鵬;姜憲法;陳方之;林文彬;鐘文明
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司南寧監控中心
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;黃培智

本發明提供電網故障檢測和故障線路識別方法，包括以下步驟：獲取具有n個節點、m條線路的電網系統的拓撲結構以及線路參數，并確認在每個節點上安裝了矢量量測設備；實時采集并獲取電網中所有矢量量測設備的量測向量z以及量測誤差向量v；計算量測矩陣H；根據線性加權最小二乘狀態估計和該電網所有節點的估計狀態向量計算每條線路實時狀態估計的度量標準，即加權量測殘差WMR以及所有WMR的均值WMR_mean；比較兩個連續時間步長的加權量測殘差均值WMR_mean，檢測故障是否發生；若檢測到故障發生，WMR最小的線路被識別為故障線路，且根據該條線路的實時狀態估計結果計算故障電流，識別故障類型。本方法能夠滿足故障識別的時間要求以及精度要求，具有很強的適用性。

技術領域

本發明涉及智能電網安全保障領域，具體涉及一種電網故障檢測和故障線路識別方法。

背景技術

分布式發電(DG)的大規模集成正在導致電網運行發生重大變化。在這種情況下，電網安全保障工作也在經歷重大轉變。一般來說，故障檢測(包括其配套的繼電保護方案)以及故障定位是分開研究的。這是由于故障定位需要一定的計算時間，而故障檢測對時間延遲的要求又比較苛刻。近年來，國內外學者針對電網提出了多種故障檢測以及故障定位方法，其中大部分都是基于阻抗行波量測或矢量量測實現的，但鮮有學者將故障檢測與故障定位功能合并考慮并研究。而矢量量測設備(phasor-measurement-unit,PMU)作為一種實現低時間延遲和高效率的實時系統狀態估計的裝置，近年來在電網中大量使用。利用電網運營商對實時監控的需求，可以利用這種計量基礎設施對故障檢測和故障定位功能進行研究。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種電網故障檢測和故障線路識別方法，以利于智能電網的安全保障工作。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

本發明涉及一種電網故障檢測和故障線路識別方法，包括以下步驟：

1、一種電網故障檢測和故障線路識別方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟1，獲取具有n個節點、m條線路的電網系統的拓撲結構以及線路參數，并確認在每個節點上安裝了矢量量測設備；

步驟2，實時采集并獲取電網中所有矢量量測設備的量測向量z以及量測誤差向量v；

步驟3，根據狀態向量x與量測向量z的關系，計算量測矩陣H；

步驟4，根據線性加權最小二乘狀態估計，計算該電網所有節點的估計狀態向量

步驟5，計算每條線路實時狀態SE估計的度量標準，即加權量測殘差WMR以及所有加權量測殘差WMR的均值WMR_mean；

步驟6，比較兩個連續時間步長的加權量測殘差均值WMR_mean，檢測故障是否發生；

步驟7，若檢測到故障發生，加權量測殘差WMR最小的線路被識別為故障線路，且根據該條故障線路的狀態估計結果計算故障電流并識別故障類型。

所述步驟2中，實時采集并獲取電網中所有矢量量測設備的量測向量z以及量測誤差向量v具體包括：

在每個節點都安裝矢量量測設備的電網中，量測向量z由3m個相對地電壓矢量以及3m個輸入電流矢量構成，

量測向量表示為z＝[z_V,z_I]^T，其中(i＝1,2,…,m)：

假設量測誤差向量v為一高斯白噪聲，表示為：

p(v)～N(0,R) \*MERGEFORMAT (3)