基于波形比较的主动配电网故障定位

主动配电网中接入了大量分布式电源,导致很多传统的故障定位方法失效,提出了基于波形比较的快速故障定位方法。该方法采用具有分布式控制功能的馈线终端设备实时检测故障电流,当检测到故障电流时,将检测点的故障电流与下游检测点的故障电流进行波形比较,实现故障定位。仿真结果表明,该方法在含分布式电源的主动配电网发生单重故障和多重故障时均能实现正确故障定位。     

基于同名端校核的有源配电网故障定位算法

研究了有源配电网故障发生时刻的电流特性,参考电流互感器同名端校核的原理,考虑分布式馈线自动化的网络拓扑参数,提出了基于同名端校核的有源配电网故障定位算法。该算法对配电网系统网络拓扑中的拓扑节点进行拓扑极性和接线极性的同名端校核,生成故障定位拓扑系数矩阵,根据故障发生时刻的电流相位与故障定位拓扑系数矩阵进行故障定位。基于该故障定位算法研制出带智能分布式馈线自动化的智能配电终端,并对智能配电终端进行了RTDS仿真验证,结果表明在有源配电网系统中基于同名端校核的故障定位算法可以在不依靠电压互感器的情况下准确、有效地进行故障定位。     

主动配电网智能分布式馈线自动化故障定位方法

随着分布式电源的高渗透率接入,配电网的结构由传统的辐射型变成了一个多端电源结构。受分布式电源注入短路电流的影响,传统的基于过流保护的配电网故障定位方案可能失效。通过研究主动配电网故障电流的特性,得出了电流相位差与故障位置的关系,提出了一种新型的主动配电网分布式馈线自动化(feeder automation,FA)故障定位方法,各终端根据自身和相邻设备的故障过流信息及故障电流相位进行分布式计算,共同实现主动配电网的故障定位。该方法适用于多电源、多分支、多联络的复杂主动配电网,且不依赖于电压信息,各终端采用分布式决策,故障定位准确。最后利用DIg SILENT仿真与工程实例验证了本文所提故障定位方法的可行性与有效性。     

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。     

基于区段零序导纳的小电流接地故障定位方法

提出一种基于馈线区段零序导纳的小电流接地故障定位新方法。分段开关将配电网各馈线分成若干区段,在分析健全区段与故障区段零序导纳特征的基础上,讨论了基于零序导纳的故障区段判据。该定位方法可利用馈线终端单元作为现场测量装置,借助配电自动化系统实现。数字仿真结果证明:该方法定位准确率高,不易受系统运行方式、线路参数和过渡电阻等因素影响,能满足现场实用要求。     

基于贝叶斯公式的配电网故障区段定位方法

从解决配电网故障信息发生畸变影响故障定位入手,提出了一种运用贝叶斯公式的配电网故障定位方法,并建立了利用贝叶斯公式最大显著度条件的故障定位模型。电网发生故障时,控制中心根据现场馈线终端单元采集并上报的故障特征信息通过计算比较故障时各条支路上发生故障的可能性,利用最大显著度进行故障定位,算法简单可靠实用,在一定程度上能屏蔽畸变和错误信息,通过算例验证了该方法的正确性。     

基于配电网故障区域辨识的定位算法

提出了配电网故障区域辨识的定位算法。该算法根据馈线终端单元FTU(Feeder Terminal Unit）上传的电流信息有效地推导出配电网归一化区域负荷电量,从而进行过热区域搜索判别出故障区域。给出了算法原理及实例推导,结果表明该算法有效。该算法亦可适用于末梢馈线段故障及并列多重故障的定位场合。     

分布式发电配电网故障区间定位的自适应矩阵算法

准确定位分布式发电配电网故障区段是有效利用清洁能源的前提。基于馈线终端单元(FTU)的配电网故障定位矩阵算法,提出一种适合分布式发电配电网故障定位自适应算法。根据流过FTU的过电流及其方向,首先判断分布式电源是否投入运行和母线及分布式电源是否发生故障,初步确定配电网的故障区域;再根据故障区域结构和FTU过电流信息自适应构成故障矩阵,定位故障所在线路;为排除畸变故障信息的干扰,比较故障线路两端检测到的故障电流差值,提出了故障电流差值比较判据。算例验证了算法的准确性、高效性和良好的容错机制。     

基于小波分解-暂态信号的综合极性比较故障选线法

在详细分析了非有效接地系统发生单相接地故障时各条馈线零序电流暂态特征的基础上,结合小波包理论,提出了小波分解-暂态信号的综合极性比较故障选线法。应用该方法对各条馈线在故障时刻的暂态零序电流进行分解研究,通过对选定频段内计算系数的极性进行比较,寻找判断出发生故障的馈线。利用PSCAD进行10 k V配电网模型故障仿真,结果表明所提算法能够在规定的各种工况下可靠准确地进行选线。     

基于暂态零序电流的含光伏电源配电网单相故障定位方法

针对分布式光伏电源接入配电网使得传统配电网继电保护存在可靠性、灵敏性降低的问题,提出了一种考虑母线多分支情况下应用偏度系数来衡量暂态零序电流极性的分布式故障定位方法。分析了分布式电源接入的配电网发生单相接地故障时零序电流的分布特征,发现故障时刻故障区段两端暂态零序电流极性相同,非故障区段两端暂态零序电流极性相反,引入偏度系数来衡量暂态零序电流的极性,实现分布式故障定位。仿真结果表明,该方法能够适用于含分布式光伏电源配电网的故障定位,且在不同的故障条件下具有较强的适用性。     

分布式智能的小电流接地故障定位方法

为了减少通信压力和提高供电可靠性,提出一种分布式智能的小电流接地故障定位方法。该方法以故障点两侧的暂态零序电流相似程度低和波形差异大为基础;利用配电自动化系统终端采集故障信息,通过对等通信网络使相邻馈线终端之间交换彼此的故障信息,并两两计算它们之间的暂态零序电流相似系数;由馈线终端确定故障区段,且把故障定位的最终结果上报给主站。该方法由馈线终端单独完成,不需要主站参与,适应性广,定位速度快,通信压力小,可显著提高供电可靠性。通过ATP仿真验证了分布式智能小电流接地故障定位方法的可行性。并给出了ATP仿真实验,实验分析结果表明了该故障定位方法的可行性和有效性。     

基于自适应重合闸的配电网快速故障定位与隔离方法

馈线自动化对提高配电网供电可靠性具有重要意义。为了克服电压-时间型馈线自动化模式存在的故障处理时间长、故障点上游开关经两次短路电流冲击、上游区段需要经历两次短时停电等缺点,提出了一种基于自适应重合闸的配电网故障快速定位与隔离方法。介绍了实现该策略的三项关键技术,包括基于永磁操作机构的配电网分相开关、基于暂态电流特征的选相元件、基于工频电压特征的故障性质判别方法。该策略避免了重合于永久性故障时短路电流对上游开关的二次冲击以及上游区段的二次停电,同时可有效缩短故障处理时间。     

基于TDFT非同步采样谐波测量的小电流接地故障信号处理方法

为解决10 kV配网线路高阻故障较多、间歇性接地故障较多、电弧不稳定、配电网网架结构复杂、分支线复杂、负荷随机分布等现象造成的配电网系统接地故障判别、选线、定位监测困难,采用基于TDFT非同步采样谐波测量算法的小电流接地判定算法进行故障判断、定位和隔离接地故障。站所终端DTU在硬件上采用ADSP-BF607作为主处理芯片,其具备DSP和ARM双处理架构,具有处理故障数据速度快、精度高、录波性能好等优势。基于TDFT非同步采样谐波测量算法,得出首半波小电流接地判定方法。为有效判断开关合闸瞬间的涌流,DTU采用离散傅立叶变换结果,通过加权算法变换实现抑制频谱泄漏误差。对传统算法、加窗算法和TDFT非同步采样谐波测量算法进行了比较分析。实验结果表明,基于TDFT非同步采样谐波测量的涌流和小电流接地故障算法设计在10 kV配网系统的小电流接地、隔离接地故障方面准确可靠。     

基于果蝇优化算法的配电网故障定位

为解决配电网故障定位问题,提出了一种基于果蝇优化算法的故障定位方法。将原先果蝇优化算法中连续的位置坐标和搜索步长离散化,使其与馈线区段的状态信息相联系。对于单电源辐射状配电网和多电源复杂配电网建立了相应的目标函数,分别针对单一故障、含信息畸变的单一故障、多重故障、含信息畸变的多重故障等四种场景进行了测试,测试结果验证了所提出方法的准确性和有效性。与蝙蝠算法、粒子群算法、遗传算法相比,果蝇优化算法在多重故障定位问题中表现出了良好的寻优能力和更快的收敛速度。     

基于馈线树动态拓扑的高容错故障定段方法

开关的投切和分布式电源的渗透使得配电网拓扑和运行方式复杂多变,给馈线故障定段带来挑战。提出把馈线拓扑分解为树枝和分叉区两种连接单元的馈线树故障定段法。通过智能馈线终端单元识别馈线上各开关的状态变化以实时更新馈线拓扑信息,计算树枝状态函数。根据节点共识容错判据进行故障区段可信度判断,进一步结合分叉区状态进行交叉验证。对节点信息正方向的定义以过流前潮流信息为基准,解决有源配电网故障电流的方向定义问题。最后通过算例验证所提方法的优越性。     

含DG配电网分层分区协同故障定位隔离技术

高密度分布式电源并网使配电网故障状况复杂,故障定位困难。针对含高密度分布式电源馈线自动化故障定位与隔离技术,构建了基于分布式智能馈线自动化系统的故障定位方案。分析了含DG配电网区域性故障判别方式,引入区域电流代数和变化作为故障区域定位的基本判据,提出了依据电流相角突变的保护判据。以19节点网络仿真模型对上述方案进行验证,此方案可快速实现故障定位与故障隔离,对高密度分布式电源的接入具有良好的适应性。     

基于高频测试信号注入的配电网故障节点在线识别方法

为准确识别带电网络中的故障,提出了一种适用于多层复杂配电网故障节点的在线识别和定位方法。该方法将高频测试信号注入电网,通过智能电表向中心单元提供的电网信息获取阻抗参数,并根据阻抗特性和电网高频测试信号下的响应结果检测是否存在故障节点。采用该方法对45节点三层配电网进行多种条件下仿真,接着对8节点低压网络模型进行测试,讨论模数转换分辨率和测量误差公差对检测精度的影响。仿真和测试的结果发现,故障节点处高频接收信号电压与估计电压差值最大,表明该方法能够准确识别配电网中的故障节点。     

含分布式电源的馈线电流序分量比较式保护

分布式电源的接入对传统配电网保护带来了严重的影响。此外,逆变型DG的故障特性以及系统的故障穿越电流均会影响到常规纵联保护的动作性能。对此,提出了一种含DG馈线的电流序分量比较式保护。针对非对称性故障,根据保护区域两侧负序电流的相位差异,构造了负序电流相位比较式保护判据。针对对称性故障,根据系统侧与DG侧提供短路电流的大小差异,构造了正序电流幅值比较式保护判据。基于上述保护原理,开发了保护样机,仿真分析与动模测试结果验证了所提含DG馈线保护的有效性。     

基于二次注入的配电网接地故障有源电压消弧方法

针对中性点非有效接地配电网中存在的单相接地故障消弧问题,提出了一种基于二次注入的配电网接地故障有源电压消弧方法。该方法通过向配电网中性点注入工频电流来达到单相接地故障消弧目的,确保电网安全稳定运行。注入电流的参考值由二次注入特定电流的方法得到,将注入电流偏差信号通过比例谐振控制器,驱动逆变器开关管产生逆变电流,经滤波电路后注入电网中性点,抑制故障点电压和电流到零。仿真及10kV接地故障实验表明,该方法响应速度快、灵敏度高,能补偿配电网接地故障电流的无功电流分量、有功电流分量及谐波分量,实现瞬时接地故障快速可靠灭弧。