[发明专利]含分布式电源配电网故障方向识别方法

说明书

本发明公开了一种含分布式电源配电网故障方向识别方法。本发明基于故障电流的相位，对现有的故障方向识别方法提出了改进与优化，首先在基础0.02s延时的基础上，若故障电流相位落入85°~95°之间，便再次延时0.02s，使其稳定即可落入正常算法识别范围内，通过计算判断故障方向的向量Δ，即可可靠判断出故障方向。本故障识别方法不受潮流流向、接地电阻、故障类型、DGs容量占比与位置和谐波等因素的影响，并且本算法能够可靠地识别线路全长范围内的故障方向；针对电流相位为90°的情况进行了精细化分析，极大降低了当电流相位处于90°左右情况下误判的可能性，提高了可靠性。

技术领域

本发明涉及配电网继电保护领域，具体为一种含分布式电源配电网故障方向快速识别方法，适用于在含有分布式电源的配电网中使用。

背景技术

由于越来越多随机性分布式电源(Distribute Generations,DGs)的接入，辐射状配电网络变成多端供电网络，这就要求在原有三段式电流保护的基础上增加大量的方向元件，例如功率方向继电器等方向元件，构成三段式方向电流保护。对于配电网自动化建设，如果大量使用功率方向继电器等类似方向元件，由此增加的费用将成为一个不可避免的问题。因此，研究经济的适用于含DGs配电网的新型保护方法迫在眉睫。有学者设计了一种仅利用母线上3条以上线路的故障分量电流相位就能判断故障方向的元件，该方向元件不需要电压信息，但是没有就测量过程中的误差对保护判据进行调整，可能会出现误判。还有文献提出一类基于通信的保护，通过上传多点测量的信息，由主站集中处理来判定故障区域。这类保护采用了多种智能或非智能算法来处理大量数据，对主站的要求较高；并且由于需要实时上传大量数据，对通信的要求较高。因此需要一种在含分布式电源配电网中，故障电流快速方向识别方法，来快速识别故障电流方向，从而采取措施。

对于快速识别故障方向的方法，在现有技术中虽然已经可以实现，但是其可靠性较差，在一些特定情况下需要进行纠正。引用一篇A.Jalilian，M.Tarafdar Hagh，Member,IEEE,and S.M.Hashemi在IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY,VOL.29,NO.6,DECEMBER 2014上发表的文献《An Innovative Directional Relaying Scheme Based onPostfault Current》。此文献中主要介绍了基于故障电流相位的含分布式电源的配电网上的故障快速方向识别方法，具体方案原理如下：

三相接地故障时故障方向识别原理

潮流正向流动意味着功率方向与保护装置规定正方向一致。在这种情况下，正向和反向故障分析如下。

1)正向故障：如图1中F1点发生故障，故障电流计算为：

对求正导数：

对求负导数：

建立参考向量

2)反向故障：如图1中F2点发生故障，故障电流计算为：

对求正导数为：

对求负导数为：

建立参考向量

3)建立一个判断故障方向的向量Δ：

计算得出：