基于μPMU同步量测数据的配电网故障定位方法

通过在辐射型多分支配电网络配置微型同步相量测量单元(μPMU),提出了一种基于μPMU同步量测数据的配电网故障定位方法。该方法首先通过单端μPMU电压、电流同步相量求取初始故障距离。然后,根据双端μPMU电压、电流同步相量排除伪故障点,迭代确定故障在主网络上的具体位置,通过与初始故障距离比较,判断故障发生在主网络还是分支线路上。最后,通过伪故障点的迭代排除,确定分支上故障到主网络的距离。该方法考虑了线路电容对故障定位精度的影响,通过线路对地电容分析,减小了定位误差。仿真结果验证了该方法的有效性。     

基于μPMU的主动配电网故障定位方法研究

准确的故障定位有助于提高配电网络的稳定性。随着分布式发电和电动汽车的接入,传统配电网逐渐向主动配电网发展,传统故障和保护装置已无法满足,这对故障定位技术和装置提出了新的要求。文章提出了一种基于微型同步相量测量单元(也叫做μPMU或者微同步相量)的新方法对主动配电网的故障进行定位。该方法运用单端μPMU采集的电压电流信息,查找故障线路,得到候选故障点并计算其故障距离。并根据两端μPMU测量电压和故障电压之间的相位关系,排除伪故障点,确定故障点位置。仿真结果表明,在主动配电网下,该定位方法具有较高的定位精度,仅需在线路的两端配置μPMU即可满足对不同类型故障进行准确地定位。在高渗透率DG和高阻故障的情况下,该定位方法依然可以准确地对故障进行定位。     

基于μPMU相量信息的配电网络故障测距方法

配电网参数不准确是影响配电网故障测距精度的主要原因之一,同时实际中配电线路不对称较为严重,也在一定程度上影响了故障测距精度。传统配电网阻抗法故障测距多采用电压电流序分量幅值信息,其精度受到互感器及现场条件制约,难以有本质提高。随着微型同步相量测量单元(micro phasor measurement unit,?PMU)在配电网中的应用,可以获取高精度的相位信息,为基于在线参数辨识的配电网故障测距提供了条件。提出了一种基于μPMU相量信息的配电线路故障测距方法。首先,量化分析了实际配电线路参数误差对故障测距结果的影响,采用考虑线路耦合与线路三相不平衡的集中参数模型。其次,结合μPMU高精度测量的线路正常运行数据与故障数据,以线路参数与故障距离同时作为未知参数,挖掘线路首、末端信息得到的故障点电压相量特性,以电压相量差模值最小作为目标函数,以相角相等作为约束条件,利用内点法优化同时求取实时线路参数与故障距离。最后,在PSCAD中搭建了仿真模型进行验证,仿真结果表明文中提出的算法可以根据故障前后的信息辨识线路参数,并具有较高的故障测距精度。     

一种基于双端电压相量测量的故障测距新算法

基于测距方法的研究,提出了一种仅利用线路两端电压相量实现测距的新方法,根据故障后各节点组成的电压变化量矩阵方程求得故障距离。采用全球定位系统(GPS)提供的时间为基准,利用同步相量测量单元(PMU),对电力系统不同节点电压基波相量进行同步测量,借此技术可以解决高压输电线路两端相量测量的同步问题,同步精度可达1μs,能够满足实际电力系统故障测距精度的要求。由于仅利用电压相量进行测距,消除了由于电流互感器饱和所带来的测距误差,并且可以应用于对称和不对称高压输电线路中。仿真结果表明该方法增强了双端测距的灵活性,测距精度高,并且避免了由电流互感器饱和所造成的测距误差。     

基于有限相量测量单元测量故障分量信息的故障定位算法

提出了一种基于有限同步相量测量单元(PMU)测量故障分量信息的故障定位算法.采用间隔母线配置PMU的布点策略,即在2条配置有PMU的母线之间间隔一条非零注入并且未配置PMU的母线.该算法首先运用叠加原理获得系统的纯故障等值模型,进而对纯故障等值模型进行等价变换,以获得故障线路两端的系统阻抗等值模型和故障点注入电流源的转移等值模型,最后结合这2种等值模型,实现对故障点的精确定位.该算法没有迭代过程,不存在伪根问题,且计算量小.此外,该算法不受电网拓扑、过渡电阻、振荡状态及系统运行方式的影响.动模试验结果验证了该方法的有效性.     

基于轨迹去伪的输电线路故障定位方法

输电线路故障定位在故障隔离中起着至关重要的作用,针对单端行波法在输电线路故障定位应用中的不足,提出了一种基于轨迹去伪的输电线路故障定位方法。该方法先采用单端行波法记录故障点反射波和干扰反射波进而获得真、伪故障点,再根据线路两端的电压差和上游端电流构建的电压差-电流(Δv-i)椭圆轨迹图得到估计故障位置,进一步比较估计位置与真、伪故障点的距离,将与估计故障距离最近的故障点作为准确的故障位置。所提方法是对单端行波法的改进,不需要增加额外的检测设备,仅利用输电线路两端原有的计量或保护装置即可监测线路两端电压和电流。在输电线路三相接地、单相接地、两相接地等不同故障类型条件下对所提方法进行测试,运行结果表明所提方法在输电线路发生不同故障时均能准确定位故障位置。     

有限PMU下采用差动有功功率抗过渡电阻的广域后备保护

针对广域后备保护算法易受过渡电阻的影响,研究有限同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)下基于差动有功功率(differential active power,DAP)的广域后备保护算法。将电网分为若干区域,计算各区域的正序DAP,与阈值比较,判别故障区域。由有限的布置PMU母线电压推算出未布置PMU母线电压幅值,采用线路两侧的推算电压差可识别出故障区域中的故障线路。当发生高阻接地故障不能识别故障线路时,计算各线路的DAP,分析其在线路故障与正常时的差异特性。针对无分支和有分支结构,分别研究故障线路检测判据。对于有分支结构,采用动态加权因子,由各PMU侧电压电流较准确地推算未布PMU母线电压。根据未布置PMU母线各侧的推算电压之间的相位关系,构造线路正序、零序、负序DAP的故障判据。通过IEEE 39节点系统大量仿真实验验证算法的有效性。该算法能够准确检测故障线路,不受故障点位置、故障类型、负荷等影响,且在过渡电阻达到300Ω时仍能准确识别故障线路。     

基于同步电压相量的故障定位新方法

提出一种利用同步电压相量进行输电网络故障定位的新方法。该方法首先运用对称分量法和线性叠加原理建立故障后的附加正序网络并且定义了故障点的匹配指标,进而基于该指标运用遍历搜索方法寻找故障点位置。该算法仅利用电压相量进行计算,因而能避免因电流互感器饱和导致的误差影响,且仅需少量的同步相量测量单元配置。基于PSCAD的仿真实验表明该方法能够有效地定位任意电网结构的短路故障,并且不受故障类型、过渡电阻等因素的影响。     

基于双频法的树形配电线路单相断线兼接地故障诊断

针对树形配电线路特点,建立分布参数电路模型,利用故障后线路起始端的电压,电流相量,提出了树形配电线路单相断线兼接地故障定位新算法。本方法将始端相量逐分支向后传递故障点逐分支探索的方法实现故障测距,并利用双频法识别真伪故障。     

有限相量测量单元下最小二乘估计的广域后备保护算法

提出了一种基于有限相量测量单元(PMU)的广域后备保护算法。它采用最小二乘法得到一个区域内各节点的电压估计值,利用这些电压估计值计算出本区域内每条线路的电流估计值,获得各线路电流实际值与估计值的残差值,进行排序,将电流残差值最大的两条线路列为疑似故障线路。利用多组PMU的电压故障分量,计算出疑似故障线路的多组线路故障点位置。利用故障点位置位于[0,1]之间等特性,给出了线路故障的判据。在IEEE 14节点系统上的仿真实验结果表明,所提出的算法能够准确判断出故障线路,不受故障点位置、故障类型的影响。     

一种基于PMU的线路自适应故障测距算法

提出一种新的基于相量测量单元(PMU)的输电线路故障测距的自适应算法。该算法利用PMU装置获得高压线路两端的电压和电流相量,在线计算线路参数,解决了线路实际参数与电力局所提供参数的不同、线路参数在运行过程中的不确定性等问题。采用前置带通滤波器与全波傅氏算法相结合的滤波算法,提取相当精确的突变量基频分量,用于输电线路故障测距。大量的EMTP仿真计算结果和实际系统参数验证结果表明,该测距算法不受系统的运行方式、故障点过渡电阻、故障类型、故障距离等因素的影响,具有很高的测距精度。     

一种基于PMU的线路自适应故障测距算法

提出一种新的基于相量测量单元(PMU)的输电线路故障测距的自适应算法.该算法利用PMU装置获得高压线路两端的电压和电流相量,在线计算线路参数,解决了线路实际参数与电力局所提供参数的不同、线路参数在运行过程中的不确定性等问题.采用前置带通滤波器与全波傅氏算法相结合的滤波算法,提取相当精确的突变量基频分量,用于输电线路故障测距.大量的EMTP仿真计算结果和实际系统参数验证结果表明,该测距算法不受系统的运行方式、故障点过渡电阻、故障类型、故障距离等因素的影响,具有很高的测距精度.     

一种多分支配电线路的故障定位方法

针对配电网结构复杂,规模庞大,故障率较高,加之线路分支多,过渡电阻大,故障信号难以检测,精确定位非常困难的现状,基于输电线路分布参数模型,提出了一种多分支配电线路的故障定位方法。该方法根据传输线方程,推导出了传输线沿线电压与线路端点电压、电流的关系,进而根据沿线电压的唯一性求得故障点位置。该方法在已知线路参数的情况下,只需要同步测量线路各端点的电压、电流,方法简单,测量精度高。通过对多分支配电线路单相接地故障进行故障定位,结果证明了该方法的正确性与准确性。     

一种基于微分方程法的串补线路精确故障测距算法

串联补偿电容的接入使得从线路两端测得的稳态时的电压电流关系不再一一对应,用代数法无法区分故障发生在串补电容的哪一侧,这给以前常用的代数方程定位算法增加了新的困难。文中利用在线路两侧同步采集(用全球定位系统(GPS)进行同步)的电压、电流信号,采用微分方程数学模型并结合串补线路的特点推导了一种新的故障定位算法。该算法分别假定故障点在串补电容的两侧,通过计算得到2个故障定位解,其中一个为真根,另一个为伪根。针对定位过程中出现的真伪根,由暂态过程中电容两侧发生故障时的电压波形不同这一事实,根据线路两侧获取的数据分别计算出的故障点电压应相等这一原理,提出了一种简单、可靠地找出真根去除伪根的方法,可正确判定事故地点。仿真研究表明,该算法具有较高的精度和较强的适应性,能可靠区分真伪根,精确确定事故地点。     

一种小电流接地系统单相接地故障测距新方法

提出了一种基于广域同步信息的故障测距新方法,该方法基于线路的分布参数模型,利用横向故障电流与故障距离的关系构造了一个测距函数,利用线路两端的电压、电流同步信息,同时每假设一个故障点距离就可求出与之对应的横向故障电流值,在整条线路上利用迭代搜索的方法可求出唯一的一个最大横向故障电流,该电流的对应距离即为实际故障距离。大量仿真结果和现场试验均表明此方法具有较高的可靠性和测距精度,并且可以推广到其他类型的故障测距计算。     

基于多重判据的电压暂降故障源定位方法

电网短路故障是电压暂降的主要原因,准确定位暂降故障源的位置,不仅有利于供用电双方区分暂降责任,还可大幅缩短电力公司的故障清除时间,提高供电可靠性。提出一种基于多重判据的电压暂降故障源定位方法:从监测点布点入手,结合监测点可观测域和暂降源方位判断提取可能的故障线路;基于监测到的节点电压相量估计故障类型,在可能的故障线路上假设虚拟故障点,利用故障距离分布函数得到监测点电压计算值,根据计算值与测量值的误差分析结果定位暂降故障源。基于10节点和26节点网络的仿真,验证了所提方法的有效性和实用性。该方法可有效减少故障定位过程中的循环搜索过程,能够对伪故障点做出处理。     

基于分布参数模型的输电线路相间距离保护

采用分布参数建模,利用保护安装处的测量电压和测量电流计算等效故障点电压,根据保护区外故障时等效故障点电压相量在测量电压和补偿电压相量一侧和保护区内故障时等效故障点电压相量在测量电压和补偿电压相量之间这一故障特征构成判据,提出一种适用于高压/超高压/特高压输电线路的相间距离保护新方法。该方法有良好的耐故障电阻和抗负荷电流影响的能力,具有良好动作灵敏度。该保护原理适用于距离保护I段,具有良好的保护范围。EMTDC仿真结果验证了该保护原理的正确性和有效性。     

一种新的考虑电力系统潮流直接可解的PMU最优配置

同步相量测量单元(PMU)可以直接量测节点电压相量和与该节点相连的支路电流相量。通过在适当位置配置PMU,便可使潮流方程不需迭代直接可解,为此提出了计及PMU支路电流相量的潮流方程直接可解法,并采用粒子群优化算法解决了PMU的最优配置问题。算例结果表明本方法有效,并可以减少所需PMU的个数,因此具有实际的应用价值。     

基于有限μPMU的主动配电网故障定位方法

随着通信技术和广域监测系统(wide area measurement system,WAMS)的发展,主动配电网通过微型同步相量测量装置(micro-phasor measurement unit,μPMU)获得全网信息量进行状态感知和故障定位的前景越来越广阔。提出一种基于有限μPMU的主动配电网故障定位方法。首先对μPMU优化配置,保证其全网可观,可以综合利用全局的相量信息。将系统划分为3类故障监测域,通过搜索判据确定可疑故障元件集。此外,还提出不平衡电流故障定位算法,分别对可疑故障元件集内各节点的不平衡电流进行计算,从而确定故障位置。最后利用PSCAD/EMTDC搭建了修正的IEEE33节点配电网模型,对所提出方法利用MATLAB进行仿真验证,结果表明该方法对包括短路和断线等各种故障类型均具有良好的适应性,不受故障位置和故障类型的影响,抗过渡电阻能力较强,可以准确定位故障区段。     

一种新的考虑电力系统潮流直接可解的PMU最优配置

同步相量测量单元(PMU)可以直接量测节点电压相量和与该节点相连的支路电流相量.通过在适当位置配置PMU,便可使潮流方程不需迭代直接可解,为此提出了计及PMU支路电流相量的潮流方程直接可解法,并采用粒子群优化算法解决了PMU的最优配置问题.算例结果表明本方法有效,并可以减少所需PMU的个数,因此具有实际的应用价值.