基于PQMS电压信息的有源配电网故障定位方法

通过建立逆变型分布式电源(Inverter Interfaced Distributed Generation,IIDG)在低电压穿越控制下的(Low Voltage Ride Through,LVRT)故障输出模型,利用电能质量检测装置(PQMS)的电压信息,建立故障定位评估函数,提出了一种含逆变型DG配电网的故障定位新方法。论文首先研究了逆变型DG的低压穿越控制策略,建立逆变型DG的故障特征模型,分析对称及非对称故障条件下输出特性。然后利用含逆变型DG的配电网模型,分析不同故障条件下的故障特征。通过分析故障分量网络,建立节点电压关于故障距离与过渡电阻的方程,通过改进的粒子群算法求解精确故障距离。该方法考虑了故障条件下DG输出特性对于配电网故障定位的影响,利用故障网络的节点电压分布函数,解决了低电压穿越运行下的逆变型DG有源配电网故障定位问题。最后,在DigSilent软件中构建了带有逆变型DG的IEEE 33配电网仿真系统,验证所提方法的有效性与准确性。     

含特殊负荷的配电网故障定位与识别

特殊负荷接入配电网造成原配电网潮流分布灵活多变,故障过电流方向不唯一,导致传统配电网故障定位与识别方法不具备自适应性,因此提出一种适用于含特殊负荷的配电网故障定位与识别方法。将配电网划分为多个双端无分支的区域网络进行分层降维,从区域端口的微型相量测量单元测量数据中挖掘故障电流信息,对基于正序电流故障分量的故障方向判据进行修正;然后在故障方向编码的基础上,将量子免疫优化算法用于实现配电网分层定位;最后在故障区域内,利用故障相与节点零序电流对故障类型进行快速有效判别。算例仿真结果表明,所提方法能够准确定位与识别含特殊负荷配电网故障区段,同时能有效避免非故障状态下的电力系统扰动对故障定位的影响。     

基于多层模型的有源配电网故障区段定位

针对在实际工程中馈线终端装置（feeder terminal unit,FTU）上传信息误报、漏报以及保护装置拒动、误动给配电网故障定位与隔离带来的问题,提出了基于多层模型的有源配电网故障区段定位方法。利用多源信息进行故障区段定位,降低了单一故障信息畸变导致定位失败的概率。首先,利用保信系统收集的保护动作信息确定故障区域,然后基于改进免疫算法对故障区域内节点FTU遥信信息进行处理实现故障区段定位得到最终的定位结果。对含分布式电源（distributed generation,DG ）的IEEE 33节点配电网进行仿真测试,结果表明该方法能有效提高故障区段定位速度和准确率。     

应用等效网络原理的新型配电网故障定位技术

针对配电网电源、负荷结构及潮流水平的变化,本文应用等效网络原理提出一种故障定位新方法。首先基于分布参数模型,利用分布式采集的电气数据,计算沿线各节点电压与电流,初步判断故障发生的区域;然后计算故障区域两端的等效网络参数,进而在该网络的基础上对不同故障类型进行故障定位分析与判断。结合工程实际,在PSCAD上搭建含分布式电源(DG)接入的配电网模型,对故障定位新方法进行仿真验证,结果表明,所提方法适应于配电网中的各种位置发生的各种类型故障。     

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。     

基于混合算法的含DG配电网故障区段定位

针对现有故障区段定位方法在含分布式电源DG(distributed generation)配电网定位效果不理想,且故障信息畸变会影响故障区段定位准确性的问题,提出了一种基于蝙蝠和差分进化的混合算法的故障区段定位方法。首先在蝙蝠算法中引入差分进化算法,然后建立含DG配电网拓扑结构的开关函数和区段定位评价模型,解决了含DG配电网故障区段定位问题。该混合算法提高了收敛精度、多样性,避免种群个体陷入局部最优,算例仿真结果验证了该算法能够准确地定位含DG配电网的单一和多重故障区段,具有良好的容错性。     

优化和声算法在含DG配电网故障定位中的应用

为了提高含DG配电网故障定位的速度和容错性,提出利用高度并行、鲁棒性强的遗传算法来优化基本和声算法对初始化和声记忆库的过度依赖性,改进了和声算法中新解的产生方式。针对含DG配电网的结构特点引入"树"的区域划分方法以降低求解维度,根据故障定位最小集理论优化评价函数以提高容错性。分别利用优化前、后的和声算法对相同配电网模型进行寻优运算和分析比较,结果表明优化的和声搜索算法能够有效地提高算法收敛速度和故障定位精度,在信息缺失、畸变等情况下具有良好的容错性。     

基于人工鱼群算法的主动配电网故障定位

为有效解决主动配电网的故障定位问题,提出了一种基于人工鱼群算法的主动配电网故障定位新方法。首先,提出适用于主动配电网的整数规划故障模型,根据馈线终端单元上传的电流越限信息,将复杂的配电网架构等效为由整数表述的故障向量。其次,为解决不同规模的主动配电网故障定位问题,构建新的适应度函数,并利用改进人工鱼群算法根据等效后的故障向量进行迭代寻优定位故障。该方法主要根据配电网中故障电流的方向来定位故障位置,而不需要考虑DG出力的不确定性。最后,通过Matlab仿真验证所提方法,结果表明该算法准确率高、迭代速度快、对畸变信息具有高容错能力。     

含分布式电源的配电网故障区间定位算法

随着大规模分布式电源(DG)的接入,配电网结构变得日益复杂,潮流方向及大小无法确定,传统故障定位方法不足以完全满足含分布式电源的配电网系统。故本文根据含DG的配电网系统,建立合理数学模型,通过FTU监测点所监测到各个多分支母线上的电流信息,应用监测的信息提出一种新型故障区间定位方法。通过判断故障电流的大小、方向、幅值等,实施定位。该算法能定位故障发生的具体区域,且原理清晰、计算速度快、定位准确,在配电网故障定位中具有一定的实际意义。     

基于改进灰狼算法与隐枚举法的配电网分区故障定位研究

分布式电源接入配电网,使传统故障定位方法适用性下降。为此,文中提出了一种改进灰狼算法与隐枚举法相结合的配电网分区故障定位方法。首先,对灰狼算法进行二进制处理并引入Levy飞行、局部搜索和非线性收敛因子3种改进策略,提高算法的快速性和准确性。其次,建立能够满足含分布式电源配电网需求的编码方式、开关函数以及目标函数。然后,通过分析故障点与开关函数的对应机理,提出区域定位与区段定位相结合的分区定位模型,并使用改进灰狼算法与隐枚举法联合求解。最后,以IEEE33节点配电网为例进行仿真试验。结果表明,文章提出的求解算法和分区定位方法能够准确、迅速定位故障区段,并具备较高的容错性与稳定性。     

基于改进秃鹰搜索算法的含分布式电源配电网分区故障定位

为解决含分布式电源多分支配电网故障定位中存在快速性和准确性难以兼顾的问题,提出了一种基于改进秃鹰搜索算法的分区故障定位模型。首先利用Sinusoidal映射的均匀分布特性生成初始化种群,通过交叉算子、非均匀变异算子和翻筋斗觅食策略来改进秃鹰的位置更新方式,提高算法的开采和勘探能力。其次构建考虑分布式电源的开关函数和目标函数,在此基础上借鉴“黑盒方法”建立含分布式电源配电网等效分区模型,并加入定位矫正机制保障定位的准确率。最后在含分布式电源多分支配电网中进行仿真验证。与传统的秃鹰搜索算法分区定位模型相比,求解速度平均提高了30.5%,准确率平均提高了1.72%。且在不同故障位置和不同畸变点数情况下,改进秃鹰搜索算法分区定位模型均能够快速准确地定位出故障所在区段。     

Dynamic fault location method for distribution networks with distributed generation

This paper presents a new analytical time-based fault location algorithm for radial distribution networks with synchronous generators used for distributed generation (DG). The algorithm uses the voltage and current samples recorded at the main feeder head along with the scheduled injected active and reactive powers by the network synchronous generators to estimate the fault location. A full order synchronous machine model has been used to consider dynamic behaviour of the DG plants during fault transients. The algorithm, therefore, uses time domain analysis and is dynamic in the sense that it uses the updated synchronous machines and network data at each time step. The algorithm is implemented in two sequential steps. In the initialisation step, by using the measured pre-fault voltage at the main feeder head and scheduled power injections by the DG plants, a pre-fault load flow calculation is performed to evaluate different parameters of the synchronous generators, initial values of the network node voltages, line section currents, loads and capacitive charging currents. In the second step, the numerical fault location algorithm is performed by moving the data window from the pre-fault to a post-fault cycle. The accuracy of the proposed algorithm has been validated by several simulated fault studies carried out on a 205-node 20 kV practical radial distribution feeder. The results have shown remarkable accuracy in fault location when considering only the current and voltage measurements at the main feeder head have been used.     

基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法

分布式电源(distributed generation, DG)大量接入使配电网继电保护面临严峻挑战。单相接地故障发生概率大,但故障信息十分微弱,特别是在DG多样化故障输出特性的影响下,有源配电网单相故障定位的准确性常难以保证。为此,提出了一种基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法。分析了配电网单相接地故障下DG的输出特性,建立了在不同故障位置下有源配电网的正序增广网络,构建了故障位置关于馈线出口以及DG输出电流的函数,建立了配电网单相接地故障位置模型,利用不同故障位置下短路电流矢量占比系数的差异性构建了新的故障定位判据。通过将单相接地故障定位问题转化为故障位置模型系数的求解问题,提高了故障定位的准确性和实用性。理论和仿真分析表明,在不同故障位置、不同过渡电阻下均能准确定位单相接地故障,具有原理清晰、故障特征量采集便捷、灵敏性和可靠性高的优点。     

Fault location in active distribution networks using non-synchronized measurements

Fault location is a necessity to realize the self-healing concept of modern distribution networks. This paper presents a novel fault location method for distribution networks with distributed generation (DG) using measurements recorded at the main substation and at the DG terminals. The proposed method is based on an iterative load flow algorithm, which considers the synchronization angle as an unknown variable to be estimated. Therefore, it obviates the need of synchronized measurements. A new fault location equation is also proposed which is valid for all different fault types, hence the fault type information is not required. The developed method can be simply implemented by minor modifications in any distribution load flow algorithm and it is applicable to different distribution network configurations. The accuracy of the method is verified by simulation studies on a practical 98-node test feeder with several DG units.     

改进模因算法在含DG配电网故障定位中的应用

分布式电源的接入导致传统的故障定位方法不再适用,为了实现配电网快速定位,提出一种基于改进模因算法故障定位算法。首先构建能动态适应分布式电源投切的开关函数,然后以变电站为基础将复杂配电网络分区,划分为相互独立的子网络。将含有多条馈线的子网络划分为几个区域,通过等效原则,在对某一区域进行故障定位的时候,将其他区域进行等效,这样不仅降低了可行解的维度,使计算的复杂性降低,同时也简化了开关函数的计算。利用蚁群算法产生初始种群,模因算法对配电网进行故障定位,仿真结果表明算法能快速的求解出单点故障和多点故障,在信息缺失和畸变情况下,算法也有良好的容错能力。     

基于正序电压差的含分布式电源配电网断线接地复合故障定位方法

分布式电源(distributed generation, DG)大量应用给电网故障识别与定位提出了更高要求。配电网断线故障时绝缘虽未遭到破坏,但可能导致DG故障穿越,甚至诱发并网逆变器闭锁,造成电气量越限,威胁电网稳定运行。为此,提出了一种利用正序电压差实现含DG配电网的断线接地复合故障定位方法。通过解析不同故障情况下配电网馈线序电流和DG并网点电压,发现了非故障点两端正序电压差等于线路压降,而断口两端正序电压差恒为正数且多大于非故障区段压差的特征,构造了基于正序电压差的故障定位判据。针对定位判据可能出现的死区问题,引入DG输出电流作为辅助判据提高定位可靠性,进而提出了含DG配电网的断线接地复合故障定位方法。理论分析和仿真结果表明,所提方法能够实现不同DG容量、故障位置下的断线接地复合故障区段准确定位,且具有较强的耐过渡电阻能力。     

基于网络树状图和改进D-S证据理论的配电网故障定位方法

针对配电网故障信息出现异常尤其是不可识别异常而导致误判的问题,提出了一种基于网络树状图和改进D-S证据理论的配电网故障定位新方法。该方法的突出优点在于使用多源信息进行故障定位,可避免因单源信息发生异常导致的误判。首先提出了一种新的基于网络树状图的搜索算法,该算法利用配电网故障时产生的故障指示器信息、配变报警信息和电话投诉信息建立相应的网络树状图,并通过搜索网络树状图进行故障初步定位。然后利用改进D-S证据理论将每种故障信息的定位结果进行信息融合,得到最终的定位结果。实例结果表明所提方法有效、可行,可以解决故障信息出现不可识别异常时的定位问题。