[發明專利]基于廣域保護系統的含光伏電源配電網故障區域定位方法

在審

• 申請號: 202110973636.4
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113834997A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 田果;郭飛;王洪;李文娜;宋娜;李培軍;宋陽光;李浩;王永翔
• 申請（專利權）人: 國網河南省電力公司漯河供電公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 鄭州立格知識產權代理有限公司 41126
• 代理人: 田磊

本發明公開了基于廣域保護系統的含光伏電源配電網故障區域定位方法，包括以下步驟：故障發生時，判斷故障區域搜索方向，包括：判斷三分支電路電流綜合幅值的大小；根據電流綜合幅值比較結果，判斷故障區域搜索的正方向和反方向；對故障區域進行定位包括以下算法：構建網絡關聯描述矩陣；計算故障搜索反方向矩陣；根據搜索反方向矩陣對網絡關聯描述矩陣進行修訂，得到故障判別矩陣P；分析判別故障發生區域。本方法提出的故障區域定位部分的矩陣算法對不斷變化的網絡拓撲結構有適應性，對網絡拓撲結構的中間節點和邊緣節點不作區分，并且在判據中能清楚分辨這兩類節點，無矩陣相乘運算，運算量小，具有穩定性和通用性。

技術領域

本發明屬于電力網絡故障定位領域，具體涉及一種基于廣域保護系統的含光伏電源配電網故障區域定位方法。

背景技術

低污染、低損耗的分布式電源將會有更大的發展空間。當更多的分布式電源接入配電網后，配電網由單電源輻射狀網絡變為復雜的多電源結構，電網潮流也隨之發生變化，這一變化為故障定位帶來了難題。因而，配電網故障定位方法需更具穩定性和通用性。

目前的故障定位算法有行波法、人工智能算法和矩陣算法三種。行波法只適用于單一材料且支線較少的饋線，實用性不強；人工智能算法理論復雜且計算量大，在故障定位方面的應用不夠成熟；以矩陣分析處理為基礎的矩陣算法，原理簡單，運算量小，在實際的故障定位中有廣泛的應用。

基于配電網自動化的故障定位矩陣算法通過饋線終端設備(FTU)檢測過流方向確定故障位置。該矩陣算法不需要規格化處理，沒有乘法運算，判斷原理簡單直觀，但是目前的配電網饋線分段開關處只裝設A相、C相電流互感器，不裝設電壓互感器，所以過流方向難以檢測。

新型的電流保護系統將廣域保護應用到含分布式電源配電網的電流保護中。其中故障區域定位把電流綜合幅值作為判別依據，故障區段定位把電流間的相位關系作為判別依據，克服了過流方向難以檢測的缺點。但是在故障區域搜索部分的矩陣算法中，需要提前掌握節點信息，對中間節點和邊緣節點采用不同的矩陣修訂方法，修訂過程比較繁瑣。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明旨在提供一種基于廣域保護系統的含光伏電源配電網故障區域定位方法，本方法提出的故障區域定位部分的矩陣算法不必提前掌握節點信息，通過IED采集處理電流信息并確定搜索方向，形成故障搜索正方向矩陣和反方向矩陣，根據搜索反方向矩陣修訂網絡關聯描述矩陣。該算法對不斷變化的網絡拓撲結構有適應性，并且在判據中能清楚分辨這兩類節點，無矩陣相乘運算，運算量小，具有穩定性和通用性。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

基于廣域保護系統的含光伏電源配電網故障區域定位方法，包括以下步驟：

1)故障發生時，判據故障區域搜索方向，包括：

1-3)判斷三分支電路電流綜合幅值的大小；

1-4)根據電流綜合幅值比較結果，判斷故障區域搜索的正方向和反方向；

2)對故障區域進行定位包括以下算法：

2-1)構建網絡關聯描述矩陣D，描述每個分段開關處智能電子設備IED的相鄰關系；

2-2)將故障搜索方向以矩陣的形式存放，故障搜索正方向為Z，計算故障搜索反方向矩陣F＝D-Z；

2-3)根據搜索反方向矩陣F對網絡關聯描述矩陣D進行修訂，修訂的結果就是故障判別矩陣P；

2-4)對故障判別矩陣P進行分析，判別故障發生區域。

步驟1-1)故障時三分支電流綜合幅值的比較包括：

電流綜合幅值是故障電流的正序分量幅值和負序分量幅值之和，即