基于零序阻抗模型故障特征的含分布式电源配电网故障区间定位方法

电力系统配电网的故障区间定位是故障精确测距的基础,其研究对尽快恢复供电及减少停电经济损失具有重要作用。分布式电源(DG)的引入增加了故障区间定位的难度,为此提出一种基于电源端测量数据的含DG配电网故障区间定位新算法。该方法在含DG配电网零序阻抗模型的基础上,根据故障点的故障特征搜索故障支路关联节点,定位故障区间。算例仿真结果表明所提出方法具有区间定位准确度高、鲁棒性强和计算速度快的优点。     

基于改进线路参数模型的配网电缆单相接地测距方法

基于构建的考虑多阶距离无穷小的配网电缆分布参数数学模型,提出一种基于线路分布参数模型的配网电缆单相接地故障测距方法。该方法利用线路两端的电压、电流同步故障信息来定位配网电缆单相接地故障,通过最小二乘法和搜索法的仿真结果比较,选择测距精度更高的搜索法来作为测距方法。搜索法是在整条线路上从两端搜索计算零序电压值误差最小的对应距离,该距离即为实际故障距离。仿真结果表明,所提测距方法具有较高的测距精度,并且不受中性点运行方式、采样窗口、过渡电阻和故障位置的影响。     

基于状态估计的含DG配电网故障定位

DG的接入使得配电网故障定位更加复杂。提出了一种基于状态估计的配电网故障定位方法。首先分析了状态估计在配电网故障定位的方程,提出了故障定位的伪量测方法,即固定某些量测量不变,从而减小状态变量的计算量。其次分析了配电网中接入DG后其对短路电流的影响,并给出了相应的表达式,建立了基于状态估计DG伪量测数学模型,该模型利用量测误差对故障进行定位,误差最小的节点确定为故障节点。最后利用含DG的IEEE 34节点对系统进行了仿真,分析了系统正常运行时、发生三相平衡故障时和发生相间短路时的故障定位情况,说明了所提方法的准确性和可行性。     

基于故障距离分布函数的配电网故障定位

为提高配电网故障定位精度,提出了基于母线电压暂降特征信息和故障距离分布函数实现配电网故障定位的单点定位算法。由节点阻抗矩阵建立反映故障距离变化的故障距离分布函数,根据故障距离分布函数和故障后变电站端测量到的电压暂降数据计算故障距离,通过数据匹配和逐步逼近搜索法确定过渡电阻值,引入了排序算法对所有可能故障点进行排序,减弱了伪故障点对故障定位结果的影响。该方法也适用于三相不平衡配网,不需多次短路计算迭代。算例结果验证了该方法的有效性。     

基于MOPSO的含分布式光伏配电网故障区段定位

光伏等分布式电源接入配电网,影响故障电流的分布,导致传统配网故障区段定位方法不再适用,对此提出基于MOPSO的含分布式光伏电源配网故障区段定位方法。针对配网发生单相接地故障情形,基于故障暂态分量确定终端状态的编码。考虑在不同光照强度下光伏电源提供的故障电流特性,构建满足光伏电源动态投切的开关函数。针对使用单目标优化智能算法易造成不收敛,以及NSGA-II计算复杂度较高的问题,提出采用多目标粒子群算法(MOPSO)定位故障区段。该算法避免了对权值的选取,且计算复杂度低。算例分析表明所提方法能实现含光伏配电网发生单一和多重故障的区段定位,且对畸变信息具有一定的容错性。     

基于二进制布谷鸟搜索算法的含DG配电网故障定位*

为适应含分布式电源(DG)智能配网电的建设和发展对故障定位高效性和准确性的要求,构建了可自适应多DG投切的开关函数模型,并结合网络分区处理解决方案,提出一种基于二进制布谷鸟搜索算法(BCS)的含DG配电网故障定位方法。通过对含DG的IEEE 33节点系统的仿真分析,验证了该方法的容错性、快速性和准确性。     

基于电压偏差向量2-范数的主动配电网故障定位新方法

随着分布式电源在配电网中渗透率的提高,现有的一些故障定位算法可能失效,对此,提出了一种基于最小电压偏差向量2-范数的故障定位算法。首先,根据配电网各节点注入的等效故障电流计算各电源处电压变化值,并比较各电源处电压变化测量值与电压变化计算值之差,搜索差值向量最小2-范数对应的故障电流注入节点从而确定故障区段的第一个节点,其次,通过该节点两侧电压差值变化确定故障区段的另一节点,实现故障区段定位。最后,利用IEEE 34节点三相不平衡系统进行了故障定位分析,结果表明算法物理意义明确、计算过程简单且具有良好的故障定位准确度。     

基于电压估计误差的配电网故障定位方法

分布式电源的接入改变了配电网的故障特性,增加了配电网的谐波含量,给故障定位的准确性带来了较大挑战。为此,提出了一种基于最小化电压估计误差的有源配电网故障定位方法,即基于估计电压列向量和故障后各量测点记录的工频电压信息,构造最小化电压估计误差模型,通过序列二次规划法寻找电压误差最小的线路段和故障位置。该方法只需收集故障前后的工频量测信息,就能计及分布式电源和配电网三相参数不平衡的影响,同时可适应不同的故障类型和故障电阻情况,从而有效提高配电网故障定位的精度。仿真分析的结果表明该方法具有较高的定位准确性。     

基于多端故障电流匹配的配电网故障定位方法

为了克服配电网故障定位方法在高渗透率分布式电源（DG）接入下适应性较差的问题,提出了一种基于多端故障电流匹配的多源配电网故障区段定位方法。首先借助对称分量法分解电源端工频电流序分量,建立DG等效模型;然后利用电源提供的电流故障分量与故障距离有相关性的特性,建立特征匹配函数并依次遍历各节点;最后根据特征值最小的2个相邻节点实现对故障区段的辨识。针对故障信号微弱问题,提出了相对距离可信度权值与相对容量可信度权值对匹配函数进行改进,并提出区段融合规则,以提高定位准确率。在ETAP仿真平台搭建了4节点系统和IEEE 33节点系统进行仿真,结果验证了所提方法适用于高渗透率DG接入下的故障定位,且正确率较高。     

含分布式电源的配电网单相接地故障精确定位方法

分布式电源(distributed generation,DG)大量接入配电网,改变了配电网的结构和单相接地故障时的特征,给配电网的故障定位带来了困难。针对含DG的中压配电网故障定位困难且现有的故障定位方法准确度低的问题,提出一种新的故障定位方法。首先采集配电网故障前后电源节点处的零序电压、零序电流,根据含DG的配电网零序阻抗模型,计算出故障区段特征值,选择特征值最小的两节点作为故障发生区段的首末节点,建立两节点的线路零序阻抗模型,利用牛顿-拉夫逊方法计算出故障位置。算例表明,该方法具有较高的准确度和较强的鲁棒性,且不受过渡电阻和故障距离影响。     

过渡电阻对故障暂态分量的影响分析

线路故障后产生大量的暂态分量,会影响常规保护的动作性能。利用分布参数等值超高压长距离输电线路,重点分析了过渡电阻对暂态高频分量的影响,分别讨论了相间短路和接地故障时,暂态高频分量与过渡电阻之间的关系。理论分析表明：故障暂态高频分量在频域上表现为一系列固有频率的形式,固有频率受过渡电阻的影响,固有频率的衰减系数与过渡电阻成反比,接地故障时,暂态高频分量中频率最低者与过渡电阻无关,只与电源侧反射系数和线路长度有关。利用PSCAD进行了仿真验证,仿真结果与理论分析相符。     

Distribution systems fault analysis considering fault resistance estimation

Fault resistance is a critical component of electric power systems operation due to its stochastic nature. If not considered, this parameter may interfere in fault analysis studies. This paper presents an iterative fault analysis algorithm for unbalanced three-phase distribution systems that considers a fault resistance estimate. The proposed algorithm is composed by two sub-routines, namely the fault resistance and the bus impedance. The fault resistance sub-routine, based on local fault records, estimates the fault resistance. The bus impedance sub-routine, based on the previously estimated fault resistance, estimates the system voltages and currents. Numeric simulations on the IEEE 37-bus distribution system demonstrate the algorithm’s robustness and potential for offline applications, providing additional fault information to Distribution Operation Centers and enhancing the system restoration process.     

过渡电阻对故障暂态分量的影响分析

线路故障后产生大量的暂态分量,会影响常规保护的动作性能.利用分布参数等值超高压长距离输电线路,重点分析了过渡电阻对暂态高频分量的影响,分别讨论了相间短路和接地故障时,暂态高频分量与过渡电阻之间的关系.理论分析表明:故障暂态高频分量在频域上表现为一系列固有频率的形式,固有频率受过渡电阻的影响,固有频率的衰减系数与过渡电阻成反比,接地故障时,暂态高频分量中频率最低者与过渡电阻无关,只与电源侧反射系数和线路长度有关.利用PSCAD进行了仿真验证,仿真结果与理论分析相符.     

Transmission line fault location using digital fault recorders

A technique for the location of transmission line faults using voltage and current measurements from one end of the faulted line is presented. The method differs from past approaches in that a time domain rather than a frequency domain representation of voltage and current is used. A phase network model is used, permitting explicit treatment of self and mutual impedance effects for either a single three-phase circuit or two parallel three-phase circuits. The algorithm will be used as one of the analysis functions for a digital fault recorder. Test results are presented to illustrate the performance of the algorithm under various system conditions and configurations. Results compare favorably with those obtained using previously reported fault location methods. Estimated fault locations are within 3 to 4% of the actual fault location. Most cases show errors within 2% of the actual fault location     

FBMMC直流故障穿越机理及故障清除策略

针对模块化多电平换流器型直流输电(MMC-HVDC)直流故障的快速清除,对全桥型模块化多电平换流器(FBMMC)直流故障机理及故障清除控制策略进行了研究。研究了全桥子模块的导通模式与运行特性;分析了闭锁前后直流侧双极短路故障机理、故障电流阻断原理和故障清除控制策略。在PSCAD/EMTDC中搭建了仿真模型,对全桥子模块的运行特性、直流故障机理、故障清除及快速恢复策略进行了仿真分析,结果验证了所提策略在直流故障穿越方面的有效性。     

基于故障树及LabVIEW的雷达设备故障诊断

随着工业技术的飞速发展,雷达设备作为集电子、电磁、机械为一体的综合系统,结构日益庞大复杂、加之雷达均工作在高山、海岛等高温、高湿、高盐的环境中,雷达故障率高,故障检测和定位难度大.针对雷达设备故障诊断中的难题,提出了基于故障树分析法的雷达故障诊断系统,应用故障树技术构建故障诊断专家系统知识库,采用按权值大小搜索节点的控制策略设计推理机,并结合虚拟仪器技术在LabVIEW软件平台中设计实现故障诊断专家系统.该系统已装备应用于部队,故障诊断实效良好.     

新型容错逆变器的混杂系统建模与故障诊断

考虑到传统开关函数模型只对逆变电路的控制变迁进行分析而无法描述电路的条件变迁,容易丢失电路在条件变迁过程中所表现出的故障信息,从而影响故障诊断的实时性和准确性。电力电子电路是典型的混杂系统,文章建立了一种新型容错逆变器的混杂系统模型,在此基础上提出了故障事件辨识向量的概念,并将其应用于逆变器故障的分析,仅通过故障事件辨识向量对逆变电路变迁过程中的故障事件进行辨识来完成故障诊断,对于电路变迁过程中的正常事件辨识不予考虑,减少了控制系统的数据处理量,提高了故障诊断的实时性和可靠性,实验验证了所提方法的可行性和有效性。     

利用故障线路暂态波形的新型故障测距方法

分析了故障暂态电流行波的基本理论,在此基础上提出了一种新的单端行波故障测距原理,即利用故障线路暂态行波的现代行波故障测距原理,并将其划分为2种运行模式,标准模式下的原理是利用在线路测量端感受到的由本端分闸初始行波浪涌形成的第1个正向行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延计算测量点到故障点之间的距离,而扩展模式下是利用在线路测量端感受到的由对端分闸初始行波浪涌透过故障点到达本端时产生的第1个正向行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延计算测量点到故障点之间的距离,理论分析和实测波形分析均表明该原理是可行的,并可以同时适用于永久性故障和瞬时性故障,而且不受电压过零故障的影响,在标准模式下还不受线路对端母线反射波的影响,从而克服了现有单端行泼故障测距原理所存在的不足。     

基于故障模型的广域故障定位新方法

提出一种利用广域测量信息进行故障定位的新方法.该方法在系统正常运行时,形成网络关联系数矩阵.故障发生后,对每条支路计算定位函数在每个步长点的值,并据此确定故障位置.该方法在故障定位过程中,无需修改网络矩阵,能同时确定故障线路和故障位置,计算量小,易于实现;不受过渡电阻和故障类型的影响,可靠性高.算例结果验证了该方法的有效性和可行性.     

利用故障线路暂态波形的新型故障测距方法

分析了故障暂态电流行波的基本理论,在此基础上提出了一种新的单端行波故障测距原理,即利用故障线路暂态行波的现代行波故障测距原理,并将其划分为2种运行模式,标准模式下的原理是利用在线路测量端感受到的由本端分闸初始行波浪涌形成的第1个正向行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延计算测量点到故障点之间的距离,而扩展模式下是利用在线路测量端感受到的由对端分闸初始行波浪涌透过故障点到达本端时产生的第1个正向行波浪涌与其在故障点反射波之间的时延计算测量点到故障点之间的距离,理论分析和实测波形分析均表明该原理是可行的,并可以同时适用于永久性故障和瞬时性故障,而且不受电压过零故障的影响,在标准模式下还不受线路对端母线反射波的影响,从而克服了现有单端行波故障测距原理所存在的不足.