[发明专利]一种并网模式下交流微电网短路故障的检测与定位系统及其工作方法

权利要求书

1.一种并网模式下交流微电网短路故障的检测与定位系统的工作方法，其特征在于：该并网模式下交流微电网短路故障的检测与定位系统 提供一辐射型交流微电网，包括测量模块、通信模块和微电网保护系统模块；所述测量模块包括多个信号采集装置和多个信号处理装置；所述测量模块与所述通信模块连接，所述通信模块与所述微电网保护系统模块连接，用以将所述测量模块采集和处理的电流信号通过所述通信模块传输到所述微电网保护系统模块，并通过所述微电网保护系统模块判断微电网足否发生短路故障及判断出微电网发生短路故障的区域；每个信号采集装置均与一个信号处理装置连接，用以将信号采集装置采集的电流信号传输到所述信号处理装置进行处理，并通过与所述信号处理装置连接的通信模块将处理后的电流信号传输到所述微电网保护系统模块，所述微电网保护系统模块对电流信号进行小波能量谱变换，通过比较电流的小波能量谱值与故障检测阈值的大小关系判断微电网是否发生短路故障，当微电网发生短路故障时，所述微电网保护系统模块通过故障电流小波能量谱波形的第一个峰值判断出微电网发生短路故障的区域；

所述信号采集装置采用的是电流传感器；

并网模式下交流微电网短路故障的检测与定位系统的工作方法，包括以下步骤：

步骤S1：根据辐射型交流微电网各个馈线上的节点数量将馈线分为第一类馈线和第二类馈线；第一类馈线上仅含有一个节点，第二类馈线上含有两个及以上的节点；

步骤S2：将微电网以各个馈线为最小单元，将检测点设置在各个馈线与公共母线的连接点处，检测点处的信号采集装置对电流信号进行采集，并将采集后的电流信号传输给信号处理装置将电流信号转换成微电网保护系统模块所需的采集信号后通过通信模块传输到所述微电网保护系统模块；

步骤S3：通过所述微电网保护系统模块对电流信号进行小波能量谱变换得到电流的小波能量谱值；

步骤S4：以馈线末端发生单相短路故障且故障初始相角为150度时检测点处得到的电流小波能量谱值的最大值为上限，以馈线上的负载在投入或者切除时检测点处得到的电流小波能量谱值的最大值为下限，在这两个上下限之间选择合适的故障判定阈值，用以判断馈线是否发生短路故障；

步骤S5：判断微电网是否发生短路故障，若电流的小波能量谱值小于故障判定阈值时则未发生短路故障，否则出现短路故障，执行步骤S6；

步骤S6：当微电网发生短路故障时，如果馈线为第一类馈线，此时直接断开该馈线上的断路器；如果馈线为第二类馈线，第二类馈线上含有两个及以上的节点，因此将第二类馈线按照节点位置的不同分为不同的区域；以故障初始相角为150度的各个节点处短路故障电流的小波能量谱波形的第一个峰值的归算值作为不同故障区域判定阈值，用于判断馈线上的短路故障区域；

所述检测短路故障的初始相角是以短路故障发生的时刻和电流的过零点时刻之间的时间差为参考，即两者的时间差与10ms的比值等于故障初始相角与180度的比值；通过检测故障电流中的正序、负序、零序分量出现的情况，判断短路故障的类型；当检测到电流的零序分量时认为发生了接地短路故障，当检测到无电流的零序分量且有负序分量时认为发生了两相短路故障，当仅检测到电流的正序分量时认为发生了三相短路故障。

2.根据权利要求1所述的并网模式下交流微电网短路故障的检测与定位系统的工作方法，其特征在于：步骤S3中所述对电流信号进行小波能量谱变换得到电流的小波能量谱值的具体内容为：以三次B样条函数的导函数为小波母函数，根据Mallat算法递推得到离散信号f(x)的二进小波变换公式如式(1)所示：

令为第j尺度下细节的能量，则该信号的小波能量时谱为：

其中，j＝4。