[發明專利]基于改進單端阻抗法的配電網高阻接地故障定位方法及應用

在審

• 申請號: 202211073039.7
• 申請日: 2022-09-02
• 公開（公告）號: CN115389866A
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 楊維建;尹驍騏;陶駿
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/52
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發明公開了一種基于改進單端阻抗法的配電網高阻接地故障定位方法及應用，該方法包括：1、利用快速傅里葉算法得到故障前后的基波電壓電流數據，采用Π型線路模型等效配電網線路，并將配電網進行分區段處理；2、對單端阻抗法進行改進，依據過渡電阻消耗無功功率為零建立故障定位方程；3、定量分析DG對故障電流的貢獻，并采用戴維南定理對故障下游網絡的等效阻抗進行計算；4、對配電網所有區段執行迭代算法，并輸出故障距離和區段編號實現故障定位功能。本發明能定位配電網高阻接地故障，從而能輔助檢修人員快速檢查并排除故障，提高配電網的供電可靠性。

技術領域

本發明屬于電力系統領域，具體的說是一種基于改進單端阻抗法的配電網高阻接地故障定位方法及應用。

背景技術

配電網高效和穩定的運行是保證用戶可靠的供電質量的關鍵。據統計，大約80％的用戶生產中斷是由于配電網的故障引起的。因此，快速且有效的故障定位方法可以大幅度的提高配電系統的供電而可靠性。在現代配電網，配電線路分布在密集的城市和廣闊的農村區域，復雜的結構造成了數據監測的困難，只有有限的監測裝置被安裝。

現今主流的配電網故障定位方法可以分為以下幾類：行波法、基于機器學習的方法和基于阻抗的方法。行波法利用故障點行波信號的折射和反射特性來實現定位，具有很高的定位精度。為準確的檢測行波信號到達的時間，小波變換被常用于處理瞬態信號，但很難選取合適的母小波和分解尺度。對于微弱的瞬態信號，行波法的性能很難令人滿意，特別是在噪聲干擾的情況下。行波法需要高采樣率的設備用于定位，這在配電網很難被滿足。行波在配電網中的傳播受到其結構的影響，會導致更大的衰減和失真，其更適用于輸電系統。基于機器學習的方法使用定位模塊對故障進行定位，非常方便且快速。它的定位精度也非常高。但是無法僅使用記錄的數據來執行。定位模塊需要大量的歷史數據進行訓練，局限了基于機器學習的方法在實際中的應用。基于阻抗的方法僅需要基頻的電壓和電流信息以及網絡參數，其成本低且容易實現，它是在實際應用中應用最為廣泛的方法。

阻抗法又可分為單端阻抗法和雙端阻抗法。雙端阻抗法的定位精度較高，但要求對故障雙側的信息進行同步采樣。單端阻抗法僅需要主變電站的測量信息和網絡參數，這些信息在實際配電網中更容易獲取，使得單端阻抗法應用更為廣泛。但其受故障電阻的影響，尤其是高阻單相接地故障的定位精度受其影響較大。

發明內容

本發明是為了解決上述現有技術存在的不足之處，提出一種基于改進單端阻抗法的配電網高阻接地故障定位方法及應用，以期能定位配電網高阻接地故障，從而能輔助檢修人員快速檢查并排除故障，提高配電網的供電可靠性。

本發明為達到上述發明目的，采用如下技術方案：

本發明一種基于改進單端阻抗法的配電網高阻接地故障定位方法的特點在于，包括如下步驟：

步驟1：獲取配電網發生故障前、后主變電站監測點以及分布式電源DG接入節點的同步測量電壓和電流信號，并利用快速傅里葉算法得到主變電站監測點發生故障前的三相電壓相量[V_abc]'₁和三相電流相量[I_abc]'₁、發生故障后的三相電壓相量[V_abc]₁和三相電流相量[I_abc]₁以及發生故障后第h個DG接入節點的三相電流相量和三相電壓相量

步驟2：采用Π型線路模型對配電網線路進行等效，在具有并聯分支的節點處將配電網分為K個區段并對每個區段進行編號，令k表示任一區段的編號，k∈K；當k＝1時，第k個區段的線路首端即為配電網主變電站監測點；