基于零序分量的风电场集电线不对称接地故障定位

风电场集电线上并接电源多、电源故障特性复杂,其故障定位问题持续困扰风电运营商。为此提出一种基于零序分量的集电线不对称接地故障新型定位方案。在定义无分支区域的基础上,充分考虑风机与风电场零序分量之间的特殊关系,分层实现风机无关的故障无分支区域识别与故障测距。首先,引入无分支区域状态信息的概念以反映零序电流主流通路径,通过状态信息的优化匹配识别故障无分支区域。然后,从零序阻抗出发推导故障无分支区域测距模型,并将其转化为优化问题实现故障距离求解。所提方案在较少测点下即可完全消除风机影响,并能有效适用于含分支集电线,同时无需数据严格同步,测距不会出现多解。最后,还设计了线路参数在线计算方案应对线路参数变化问题。仿真结果表明,所提方案较为准确,性能不受风机、故障位置、故障类型、过渡电阻以及数据不同步影响,整体性能优于现有方案。同时也验证了线路参数在线计算的有效性。     

基于多端信息的风电场集电线路单相接地故障定位算法

风电场集电线路大多包含多个分支,且一般只在线路首端设置测量装置,若故障后基于该装置进行单端故障定位,则只能在不同分支上得到多个疑似故障点,无法确定实际故障位置。当前基于多端量的算法虽然能够准确定位故障,但需要增设的测量装置过多,成本过高。文中针对最常见的单相接地故障,分析了集电线路拓扑,指出当故障位于不同分支时,单端测量装置可能采集到相同的数据,因而仅依靠单端电气量无法确定故障分支,有必要增设测量装置以实现故障分支定位。为降低定位成本,在不同结构的线路上确定故障分支所需要增设的测量装置最小数量及位置。随后,结合新增测量信息与现有单端法,提出一种根据多端故障录波信息定位故障分支并实现故障测距的算法。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了文中方法的有效性和实用性。该算法改进自单端阻抗法,解决了故障分支定位问题,且在当前配置基础上增加少量测量装置即可实现,成本较低,具有较好的工程应用前景。     

基于sViT的风电场集电线故障区段定位

为解决风电场集电线单相接地故障后定位困难的问题,提出基于变分模态-小波变换(VMD-CWT)时频谱联合孪生视觉自注意力模型(sViT)的故障区段定位方法。分析发现故障区段与集电线故障电压的VMD-CWT谱有密切关系,借助深度学习算法挖掘谱线与故障区段的关系可以实现集电线故障区段定位。借助PSCAD/EMTDC软件搭建集电线模型,收集各类故障情况的数据后进行VMD-CWT变换生成时频谱;在训练集上搜索sViT网络的最优识别参数,将这一网络的分支用于测试集识别。仿真结果表明该方法对集电线多分支、混合短线有着良好的适应能力,定位受到过渡电阻、噪音和故障相位角的影响较小。     

基于零序电流的单相接地故障定位系统

基于对称分量法对配电网输电线路发生不对称接地故障时零序分量进行分析,提出基于零序电流的配电网故障定位方法.基于零序电流的故障定位方法适用于中性点不接地系统发生单相接地故障时的故障定位,阐述零序分量的原理与特点,介绍零序电流采集系统的基本构成及对于零序电流的滤波放大处理方法,分析零序电流相位的提取与计算,最后总结了零序分量在相位法故障定位的特点及应用前景.     

基于改进DDAE的风电场集电线单相接地故障测距

为解决风电场混合接线的集电线短路后难以精确定位的问题,提出基于改进深度自编码网络的故障测距方法。分析集电线故障零序电流可知,暂态电流值、稳态电流幅值、稳态电流相位与故障距离呈现强非线性关系,借助深度学习挖掘这一复杂关系实现集电线精确定位。在深度去噪自编码框架上添加距离回归输出端口,采用联合训练以提升定位网络的准确性、抗噪性和鲁棒性。其过程为：首先,借助PSCAD/EMTDC搭建集电线模型,将给定时窗内故障零序电流序列和对应距离作为故障样本,仿真不同情况故障生成样本集。然后,在训练集上训练改进深度自编码网络得到最优网络用于精确测定故障距离。借助各测点零序电流幅值关系可先确定故障区域,将故障信号送入已训练好的网络即可确定故障所在精确位置。本文方法对集电线多分支、混合短线路有着良好的适应能力;定位性能明显优于传统机器学习算法,且受过渡电阻、采样率、噪音、故障相位角影响较小。     

中性点不接地系统单相接地故障的定位方法

该文以不接地系统发生单相接地故障后的零序网络特征为基础,考虑到零序电流采集时受到的来自负荷电流的影响,提出一种新的基于零序电流相量的故障定位方法.文中定量地分析了架空线路中由电流互感器误差引起的负荷电流零序分量在二次侧输出不为零从而产生的零序不平衡电流,并推导出其数学表达式,应用在定位判据的提出和判据可信度的分析中.最后通过仿真算例,模拟出实际线路零序电流采集时受到的来自不平衡电流的影响,给出了基于零序电流相量故障定位方法在实验环境下的应用.     

基于双层负序差值与负序测距的风电场集电线不对称故障定位

针对风电场集电线上复杂电源密集接入使得现有定位方法应用困难的问题,提出一种基于双层负序差值与负序测距的风电场集电线故障定位方案。首先,深入分析风机故障电流特性,从负序分量出发实现风机建模,同时计及风电场结构特点对其负序网络实施等效。然后,引入故障模拟策略,通过负序电压差值表征模拟故障与实际故障的差异以识别故障区域第一节点,进一步探究从实际故障场景到特定模拟故障场景的负序电压变化趋势,并定义负序电压比消除故障点电流影响,由此提出负序电压比差值判据以实现故障区域第二节点识别。最后,针对故障区域利用双端负序量推导测距公式确定故障位置。PSCAD/EMTDC验证表明,所提方案能够以较少测点计及含线路分支集电线的适用性准确定位集电线各类不对称故障,且定位效果不受故障位置、过渡电阻、风机、风速分布及相量不同步等因素影响。     

基于分段阻抗匹配的风电场集电线路单相接地故障测距方法

为解决风电场因集电线路单相接地短路故障引起的弃风窝电问题,提出了基于分段阻抗匹配的风电场集电线路单相接地短路故障测距方法。通过搭建单一区间的测距模型和风机支路等效注入电流模型,构建了从首段向故障点所在区段分段阻抗匹配的测距算法,通过判断计算结果是否处于当前区间来判别是否得到最终结果或需要继续向后续区间递推运算。PSCAD/EMTDC仿真验证了所提方法的可行性。     

基于零序电压故障暂态分量的发电机定子单相接地保护方案研究

根据发电机发生定子单相接地故障后机端和中性点零序电压故障暂态分量近似相同的特点，提出了两种形式的基于零序电压故障暂态分量的发电机定子单相接地保护方案：第一种形式将基波零序电压与三次谐波电压分开处理；第二种形式无需将两者分开，直接把机端和中性点两侧零序电压故障暂态分量的和与差做为保护动作信号与制动信号，通过比较相应信号的谱能量大小检测定子单相接地故障。文中给出了第二种判据形式的详细仿真和试验结果，分析表明：新的暂态保护判据具有很高的灵敏度和可靠性。     

中性点经小电阻接地风电场集电线路单相接地故障测距研究

风电场集电线路呈现多分支、多电源接入的形态。线路发生单相接地故障后,不同分支上风机依据感受到的电压降的不同而自动投入不同的低穿控制策略,从而会导致输出不同的分支电流,使得基于阻抗原理的测距方法失效。该文巧妙地利用风机箱变高压侧采用三角形接线的现实,无零序电流回路,提出基于故障区段逐次搜索的单相接地故障测距方法,并引入描述故障点弧光接地的对数电弧模型,实现了较高的测距精度。仿真算例和实际案例数据验证了算法的有效性。该算法可同时求解得到故障点电弧的长度,为后续的故障类型辨识奠定了基础。     

基于零序分量的阻抗法配电网故障定位技术

精准故障定位对提高配电网的安全性、可靠性有着重要意义。提出了一种基于零序分量的阻抗法定位技术。依据线电压对称性及零序电压幅值判断是否发生单相接地故障,再利用安装在母线处及线路末端的同步相量测量单元获取线路发生单相接地故障后的稳态零序信号。在此基础上,根据线路两端零序电压、母线侧零序电流及线路零序参数建立各区段发生单相接地故障时的测距方程,以区段线路长度为限制排除伪根、确定真实根,通过遍历系统各区段可同时实现区段定位及故障测距。在EMTP/ATP仿真软件中搭建10 kV配电网。结果表明,所提方法在混合线路、多分支线路等多种配电网结构下都能保持较高精度,且测距精度不受接地电阻和故障相角的影响。     

基于零序电压故障分量相位特征的发电机定子单相接地故障选相

分析了不同中性点接地方式下定子单相接地故障时的机端三相电压特征,指出基于相电压大小的传统选相算法在高阻接地故障时灵敏度低且可能出现误选相。为此提出了一种基于零序电压突变量ΔU0和A相电势EA相位特征的发电机定子单相接地故障选相新原理,计算角度arg(ΔU0/EA),根据该角度所在的相位区域判断故障相。理论分析和仿真验证表明:该方法适用于各种中性点接地方式,提高了选相算法的抗过渡电阻能力;且该方法无需增加额外设备,简单易行。     

基于暂态零序电流图像识别的配电网单相接地故障区域定位

为了提高配电网单相接地故障的定位准确率,提出一种基于暂态零序电流图像识别的配电网单相接地故障区域定位方法。通过PSCAD实现故障仿真,构建卷积神经网络(CNN)学习所需图像集。根据单相接地故障的两值性和分化性特征,基于Python编程进行图像预处理,采用VGGNet11网络结构对预处理后的字节形式故障样本进行训练,得到故障区域定位模型,并可视化分析模型分类效果。典型10 kV配电网模型数字仿真及现场试验均表明,所提方法能够准确实现故障区域定位,不受系统接地方式、故障电阻和初始相角的影响。可采用暂态录波型故障指示器采集线路暂态零序电流,信号获取方便。     

基于改进零序导纳法的单相接地故障选线原理

传统零序导纳法的故障选线方案由于没有考虑到配网系统中三相零序不对称的情况,因此在发生单相接地故障尤其是高阻故障时,零序导纳的计算会出现较大的误差.基于此,提出了计及线路三相零序不对称的改进零序导纳的计算方法和选线方案.首先,分别推导了中性点不接地系统和经消弧线圈接地系统中,考虑线路不对称条件下的零序导纳的计算公式.其次...     

基于LSTM神经网络的风电场集电线路单相接地智能测距

为解决风电场多分支、混合短线路中难以查找故障点的问题,提出一种基于长短期记忆(LSTM)神经网络的风电场集电线路单相接地智能故障测距方法.首先,读取集电线路首端测量装置的电气量信息.其次,采用全相位快速傅里叶变换(apFFT)相位差校正法构建了风电场单相接地短路时的故障特征集合.然后,归一化风电场集电线路的故障数据,并...     

基于零序量采集值的配电网故障定位

中性点不接地系统单相接地故障的定位方法大部分需要安装额外设备,只能实现故障选线,对于故障馈线上的选段技术研究很少。为实现更方便更精确的故障定位,针对故障后配电网零序电路进行分析,得到电气量的故障特征,据此提出基于零序量采集值的故障选相、选线、选段的若干依据,用于故障定位并扩展至含分布式电源的配电网。经过Matlab仿真验证,该方法不仅具有较高的可靠性和定位精度并且节约了设备成本,降低了实施难度,适应于智能配电网的建设。     

基于小波变换与BP神经网络相结合的配电网单相接地故障定位方法

提出一种基于小波变换与BP神经网络相结合的方法来实现小电流接地系统单相接地故障定位。由于利用暂态故障电流和暂态母线电压的模极大值的实部和虚部作为BP神经网络的输入,提高了识别故障能力和可靠性,通过对BP神经网络的特别处理,大大地减小过渡电阻对故障定位的影响。仿真结果表明,该故障定位方法准确可靠。     

基于小波变换与BP神经网络相结合的配电网单相接地故障定位方法

提出一种基于小波变换与BP神经网络相结合的方法来实现小电流接地系统单相接地故障定位.由于利用暂态故障电流和暂态母线电压的模极大值的实部和虚部作为BP神经网络的输入,提高了识别故障能力和可靠性,通过对BP神经网络的特别处理,大大地减小过渡电阻对故障定位的影响.仿真结果表明,该故障定位方法准确可靠.     

考虑配电网分布式零序电流关系的单相接地故障定位

配电网单相接地时故障特征弱,难以用传统的行波测距或阻抗法进行精确定位。基于配电线路的分布参数模型,充分考虑单相接地故障稳定后的分布式量测信号关系,分析零序电流、线路参数与故障位置的内在联系。依据故障点前、后的故障电流信息构造故障定位函数,并利用多测点、多时刻的量测数据,构造故障定位矩阵。将求解故障定位矩阵转化成求解与之相对应的非线性方程组的最小二乘解,使用混沌粒子群算法在故障区段内搜索故障点,实现故障精确定位。在PSCAD/EMTDC中搭建典型10 kV城市配电网模型并模拟单相接地故障,测距结果表明了方法的有效性和可靠性。     

基于零序电流的配电网故障区段定位

在我国的配电网中,广泛采用中性点非直接接地系统(也称小电流接地系统).此类系统发生最多的是单相接地故障,如何快速准确地检测出故障区段一直是电力系统继电保护的重要课题之一.通过对中性点非直接接地系统线路发生单相接地故障的定性分析,提出了一种基于零序电流的故障区段定位方法,该方法利用故障线路与非故障线路的零序电流差异性进行故障区段定位.仿真结果表明,该方法灵敏度高、计算简单,不受过渡电阻和线路长度的影响,具有较好的实际应用前景.