[发明专利]一种新型微网故障的检测方法

说明书

本发明涉及一种新型微网故障的检测方法，基于dq变换，会出现2种扰动状态：正常扰动状态：包括并离网切换、负荷投切、等暂态扰动，但频率位置固定；故障扰动状态：由短路故障引起的暂态扰动，它会改变微网系统架构在小波包变换为信号提供了更加精细的分解方法，它将小波变换没有细分的高频部分再分解，能由信号的特征自动选择与信号频谱相匹配的频带，从而提高了时‑频分辨率，它能对含有大量中、高频信息的信号进行更好的时频局部化分析。与现有技术相比，本发明具有能够正确区分正常运行状态、正常扰动状态和强、弱故障扰动状态，尤其解决了目前故障检测方法不能区分正常扰动状态与弱故障状态问题等优点。

技术领域

本发明涉及一种故障检测方法，尤其是涉及一种新型微网故障的检测方法。

背景技术

微网一般包含多个分布式发电单元(distributed generation,DG)，它不同于传统大电网潮流的单向性，其潮流方向具有双向变化性；由于DG容量较小，其故障穿越能力差，且短路故障时线路上故障电流还受到变换器控制方法的限制，故障电流值比传统大电网的故障电流小得多。因此，传统大电网的检测与保护方法不能直接应用于微网。

微网作为一个配电系统一部分，采用架空线路布线且线路距离较短，且线路需要接入至住宅区，因此线路易于掉到导电率较大的介质上，从而产生高阻接地故障。高阻故障出现后，其过渡电阻较大(大于100Ω)且非线性，还会伴随引起间歇性电弧；此时，系统的三相电压基本对称，但故障电流较小，故障特征不太明显，因此高阻接地故障也称为弱故障，这些因素导致高阻故障难以检测。但若这种弱故障长期检测不到且不加以处理，系统会因故障产生的过电压而出现新的接地点，导致事故扩大，甚至还会因故障时伴随的电弧而引起火灾，这样弱故障就变为大故障。因此，快速准确地检测出高阻接地故障(弱故障)具有重要意义。

目前对于微网故障检测与保护已做了一些研究，但目前的故障检测方法基本能检测由接地或短路引起的低阻故障，但不能有效检测高阻故障。

另外，微网中也存在并网与离网的切换、不同负荷的投切和不同DG的投切3类正常扰动状态，若不能正确区分正常扰动状态和故障扰动状态，还会使保护设备误动作。此外，微网中的负荷一般可由各DG通过下垂控制来均衡供电，这使得沿线电流幅值较小，若此时切除某个DG，其他位置的DG会对该切除DG处负荷重新供电，从而使沿线电流幅值增加。

由于高阻接地故障(弱故障)电流信号中高频含量分布明显区别于其他扰动暂态电流信号，因此，可考虑利用高频分量来检测高阻接地故障(弱故障)。小波变换仅对信号的低频部分再做分解，而对高频部分不再继续分解，使得频率分辨率随频率增加而降低，它不能很好地表征含有大量细节的高频信号。因此，目前传统的扰动检测法中采用的小波变换方法能够有效地区分正常运行状态(并网、离网)与强故障扰动状态(由接地或短路引起的故障)，但却不能很好地区分正常扰动状态(并离网切换、负荷投切和DG投切)与弱故障扰动状态(高阻接地故障)。

小波包变换能为信号提供更加精细化的分析方法，它能根据需要对小波变换中没有分解的高频信号再分解，然后对分解后的信号进行时频分析，它对包含大量中、高频信息的信号能够更好的时频局部化分析。因此，本发明选用小波包变换解决小波变换存在的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的不能区分正常扰动状态和弱故障扰动状态的缺陷而提供一种新型微网故障的检测方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种新型微网故障的检测方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：获取微网第N根母线B_N上1个周期的a、b、c三相故障电流i_aN(t)、i_bN(t)和i_cN(t)；