[发明专利]一种基于逆变器注入特征信号的故障选线方法

说明书

本发明涉及配电网故障选线技术，具体涉及一种基于逆变器注入特征信号的故障选线方法，在发生单相故障情况时，改变接入配电网逆变器的调制策略，使得逆变器向配电网短时注入特征信号；借助配电网广泛分布的零序电流测量装置对零序电流分析，比较各测量点特征信号能量，确定故障路径，完成故障判别。该故障选线方法基于逆变器注入信号法可有效提升故障情况下的能量测度；基于逆变器注入信号法可有效提升故障选线的准确性，对注入特征信号采用能量法进行分析，相比于测量特征信号的幅值和相位，能够有效避免传感器误差，减小对配电网络的要求。另外，测量特征信号的能量能增大故障线路和健全线路之间的差异，有利于进行故障选线。

技术领域

本发明属于配电网故障选线技术领域，尤其涉及一种基于逆变器注入特征信号的故障选线方法。

背景技术

在国家经济快速发展的时代背景下，各行各业对电能的稳定性、可靠性要求越来越高。这不仅体现用户在对电能需求量上的增大，也体现在对电能质量，尤其是对电能的可靠供应的要求越来越高。随着电网尤其是低压配电网容量不断提高，范围不断延伸，配网分支不断增多，日趋复杂。另外，电力设备尤其是大容量逆变器的不断接入都对电力系统尤其配电系统造成更大的安全隐患。电力电子设备接入增大了系统对地电容值。分布式电源(Distribution Generation，DG)装机容量不断攀升也增加了电网的安全隐患。为满足城市配电网的需求，电缆线路不断增多，一方面导致电网的可靠性降低，造成故障几率提升。另一方面，更长的线路、不断增加的电缆线路比例，使得故障情况下电容电流显著提升，一旦发生接地故障，产生的接地电弧对设备和人员安全产生严重威胁。

故障选线是在多条出线的配电网发生故障时，通过对故障信息的采集分析，得出故障线路的技术。选线技术要求故障信息量准确、稳定，这与配电网小电流接地要求相矛盾。小电流接地旨在减小故障情况下的信息量，其故障电流往往幅值小，信号微弱不稳定，这不利于选线技术采集准确的故障信息。另外，在配电网接入较多电缆线路致使电容电流增大以及随着电力电子设备接入，也进一步增大故障情况下接地电容电流，按照技术导则，需加装消弧线圈。根据其快速补偿作用，故障电流迅速被补偿，各回线路零序电流差别不大，导致线路难以选择。另外，消弧线圈采用不同的运行方式，将会故障线路零序电流幅值、相位差异较大，对网络故障选线造成困难。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于逆变器注入特征信号的故障选线方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于逆变器注入特征信号的故障选线方法，包括以下步骤：

S1、配电网电压互感器TV检测到系统零序电压越限，判断为单相接地故障；

S2、改变逆变器调制策略，向配电网注入特征信号；

S3、通过各节点电流测量装置获取各个测量点的零序电流；

S4、选取逆变器注入电流一个工频周期后的两个工频周期时间窗，对特征信号进行能量计算，得出各线路测量点特征信号能量；

S5、根据特定时间窗内特征信号能量大小，判定特征信号能量路径；

S6、通过特征信号能量流通路径，确定故障线路，完成故障选线。

在上述的基于逆变器注入特征信号的故障选线方法中，S2的实现包括：确定配电网为永久性接地故障，且躲过故障情况下暂态过程的时间延迟后，改变逆变器调制策略；将载波和参考波进行比较，通过开关器件产生开关序列，向配电网注入特征信号。