[发明专利]一种基于背景谐波的有源配电网单相故障线路选线方法

说明书

本发明公开了一种基于背景谐波的有源配电网单相故障线路选线方法，包括：判断是否发生系统零序电压越限且在一定时间内保持越限情况，是则在各条线路设置测量点，在测量点处获取流经各条线路的逆变器自身特征信号产生的零序电流，并进行初步分析，判定故障所在线路；计算各条线路的特征信号能量，最终确定故障所在线路。本发明采用逆变器自身谐波产生的特征信号能量进行故障分析，提高了单相故障选线的准确性。

技术领域

本发明涉及电力分析技术领域，具体涉及一种基于背景谐波的有源配电网单相故障线路选线方法。

背景技术

为满足城市配电网的需求，电网分支逐年增多，电缆线路不断增多，供电范围不断延伸，容量不断提高。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，另外电力电子设备的接入一定程度上增大了网络对地电容值，分布式电源装机容量不断攀升使得故障情况下电容电流变化更加复杂。一旦发生接地故障，产生的故障电弧对电力设备和人员安全造成严重威胁。

单相接地故障占配电网故障的八成以上，为了减小单相接地电流、使故障电弧尽快熄灭，配电网多采用中性点经消弧线圈接地的运行方式。在设置消弧线圈参数时，为达到故障情况下熄灭电弧的要求，消弧线圈对工频故障电流补偿较大，使得工频故障电流较小，故障选线困难。

发明内容

本发明提出了一种基于背景谐波的有源配电网单相故障线路选线方法，其目的是：采用逆变器自身谐波产生的特征信号能量进行故障分析，提高单相故障选线的准确性。

本发明技术方案如下：

一种基于背景谐波的有源配电网单相故障线路选线方法，包括如下步骤：

S1：判断是否发生系统零序电压越限且在一定时间内保持越限情况，是则执行步骤S2，否则重复执行步骤S1；

S2：在各条线路设置测量点，在测量点处获取流经各条线路的逆变器自身特征信号产生的零序电流，并进行初步分析，判定故障所在线路；

S3：计算各条线路的特征信号能量，最终确定故障所在线路。

进一步地，步骤S3所述特征信号能量的计算方法为：

其中i为信号能量测量点的个数，W_i(t)为各条线路节点处时间窗内的能量和，i_0i为各条线路的零序电流，v_0i为各条线路的零序电压，为零序电压和零序电流的相位差。

进一步地，步骤S2所述初步分析方法包括，当接地故障位于逆变器所在线路时，根据单相接地故障电容电流分布规律判定故障所在线路：逆变器所在线路的特征信号电流沿线路对地电容入地，通过故障点接地电阻返回，形成回路；非故障线路检测到的电流为特征信号在该线路产生的对地电容电流，故障线路检测到的电流为非故障线路的特征信号电流之和。

进一步地，步骤S2所述初步分析方法包括，当接地故障位于非逆变器所在线路时，根据单相接地故障电容电流分布规律判定故障所在线路：逆变器所在线路的特征信号电流由逆变器所在线路末端出发，经线路对地电容入地；故障电路的特征信号电流沿线路对地电容入地，通过故障点接地电阻返回，形成回路；非故障线路检测到的电流为该线路产生的对地电容电流，故障线路检测到的电流为非故障线路的特征信号电流之和。

进一步地，步骤S2所述初步分析方法包括，对所述特征信号进行相位分析，根据非故障线路中的高次谐波与故障线路中的高次谐波之间的相位差，判定故障所在线路。

进一步地，步骤S2所述测量点设置于各条线路的首端。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：采用逆变器自身谐波产生的特征信号能量进行故障分析，增大了故障线路和非故障线路之间的差异，提高了单相故障选线的准确性。

附图说明