[發明專利]MMC注入探測信號的直流配電網接地故障識別方法及系統

有效

• 申請號: 202110876196.0
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113608069B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 常仲學;徐瑞東;宋國兵;侯俊杰;常娜娜;常鵬;關宏;楊心剛;劉琦;杜洋;周德生;孫沛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;國網上海市電力公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.MMC注入探測信號的直流配電網接地故障識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、利用電壓不平衡判據啟動MMC附加控制，實現探測信號的注入；

S2、步驟S1注入探測信號后，測量注入的電壓探測信號以及對應的電流響應信號，即采集母線正負極電壓u_P、u_N，以及各條饋線首端的正負極電流i_iP、i_iN用以識別故障線，i表示第i條饋線；

S3、采用n階帶通濾波器對步驟S2測量的母線電壓，饋線電流進行濾波，設置通帶頻率f_ch為探測信號特征頻率，得到濾波后母線正負極電壓u_P’、u_N’和各條饋線首端的正負極電流i_iP’、i_iN’；

S4、對步驟S3濾波后的電壓電流采用FFT方法提取對應特征頻率下的母線電壓相量U_P、U_N以及饋線電流相量I_iP、I_iN；

S5、利用步驟S4獲得的母線電壓U_P、U_N以及饋線電流相量I_iP、I_iN逐個求取饋線零模阻抗，進行故障判別確定故障線和健全線，求取饋線零模阻抗具體為：

其中，為一個計算數據窗長內由線路i首端看入的零模阻抗的阻抗角，Ang表示求取相量的相角，ω_ctrl為注入探測信號的特征頻率，U_P(ω_ctrl)、U_N(ω_ctrl)分別為對應特征頻率下的正、負極母線電壓相量，I_iP(ω_ctrl)、I_iN(ω_ctrl)分別為饋線正、負極電流相量；

將滿足以下條件的線路判別為故障線，否則判別為健全線，具體為：

其中，k為可靠系數，為健全線自阻抗的阻抗角，N為數據窗中計算的零模阻抗角個數，為一個計算數據窗長內由線路i首端看入的零模阻抗的阻抗角，m為采樣點；

S6、若步驟S5識別出第i條饋線故障，輸出結果后結束；若沒有任何一條饋線的計算結果滿足設定條件，則進行步驟S7；

S7、再次根據電壓不平衡判據進行判別，如果滿足設定條件，輸出結果為母線故障；若不滿足設定條件，輸出結果為瞬時性故障。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1中，電壓不平衡判據具體為：

|U_P+U_N|＞0.2U_dcB

其中，U_P、U_N分別為正、負極直流母線對地電壓幅值，U_dcB為直流額定電壓。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1中，MMC附加控制函數為：

其中，u_ctrl為注入探測信號，k_inj為探測信號注入系數，t為時間，為注入探測信號的初相位。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S2中，附加控制策略啟動延時Δt后，采集各條饋線首端的正負極電流i_iP、i_iN，以及母線正負極電壓u_P、u_N，其中，延時Δt應保證探測信號已經穩定注入。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，注入探測信號的特征頻率ω_ctrl為：

其中，ω_MMClim為MMC響應速度的限制頻率，為帶入參數求解的系統阻抗諧振頻率。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S7中，如果|U_P+U_N|＞0.2U_dcB，輸出結果為母線故障。