[发明专利]一种微电网单端快速故障定位方法及相关装置

权利要求书

1.一种微电网单端快速故障定位方法，其特征在于，包括：

S1、当微电网的逆变器的输出电压小于预置电压，或所述逆变器的三相进网电流大于预置电流时，将所述逆变器的下垂控制模式切换为电流控制模式；

S2、当所述微电网的A相和B相之间发生相间故障，构建所述微电网的m侧A相和B相的故障回路微分方程式，并获取所述故障回路微分方程式的未知参数的个数N，N为正整数；

S3、对所述微电网的逆变型微源的内环电流闭环控制输出值进行反park变换，得到三相调制波，分别对所述三相调制波进行X次谐波和Y次谐波的叠加，X和Y均为正整数；

S4、根据所述未知参数的个数N，对所述微电网分别注入N个不同频率的高频谐波，分别得到N个电压谐波和电流谐波；

S5、将发生相间故障的被保护线路m侧的N个电压谐波和电流谐波，代入到所述故障回路微分方程式中，计算得到故障位置与所述m侧的距离；

其中，所述三相调制波为：

式中，u_mda、u_mdb、u_mdc分别为A、B、C相的调制波，U_md为所述内环电流闭环控制输出电压的基波幅值，ω为所述内环电流闭环控制输出电压的频率，为所述内环电流闭环控制输出电压的相位。

2.根据权利要求1所述的微电网单端快速故障定位方法，其特征在于，步骤S2，具体包括：

当所述微电网的A相和B相之间发生相间故障，将所述微电网转换为R-L等值模型，根据m侧A相和B相之间的线电压、m侧A相电流和B相电流构建所述微电网的m侧A相和B相的故障回路微分方程式，并获取所述故障回路微分方程式的未知参数的个数N，N为正整数。

3.根据权利要求1所述的微电网单端快速故障定位方法，其特征在于，步骤S5，具体包括：

将发生相间故障的被保护线路m侧的N个电压谐波和电流谐波，代入到所述故障回路微分方程式中，并将所述故障回路微分方程式的微分项替换为差分运算后，通过最小二乘法求解得到故障位置与所述m侧的距离。

4.根据权利要求1所述的微电网单端快速故障定位方法，其特征在于，所述故障回路微分方程式为：

式中，u_mab(t)为被保护线路m侧AB相之间的线电压，i_ma、i_mb分别为被保护线路m侧A相电流和B相电流，r为线路单位长度电阻，L故障位置与所述m侧的距离，l为线路单位长度电感，k_f为流入故障点的分支系数，R_f过渡电阻，R'_f等效过渡电阻。

5.一种微电网单端快速故障定位装置，其特征在于，包括：

切换单元，用于当微电网的逆变器的输出电压小于预置电压，或所述逆变器的三相进网电流大于预置电流时，将所述逆变器的下垂控制模式切换为电流控制模式；

构建单元，用于当所述微电网的A相和B相之间发生相间故障，构建所述微电网的m侧A相和B相的故障回路微分方程式，并获取所述故障回路微分方程式的未知参数的个数N，N为正整数；

调制单元，用于对所述微电网的逆变型微源的内环电流闭环控制输出值进行反park变换，得到三相调制波，分别对所述三相调制波进行X次谐波和Y次谐波的叠加，X和Y均为正整数；

注入单元，用于根据所述未知参数的个数N，对所述微电网分别注入N个不同频率的高频谐波，分别得到N个电压谐波和电流谐波；

计算单元，用于将发生相间故障的被保护线路m侧的N个电压谐波和电流谐波，代入到所述故障回路微分方程式中，计算得到故障位置与所述m侧的距离；

其中，所述三相调制波为：

式中，u_mda、u_mdb、u_mdc分别为A、B、C相的调制波，U_md为所述内环电流闭环控制输出电压的基波幅值，ω为所述内环电流闭环控制输出电压的频率，为所述内环电流闭环控制输出电压的相位。