[发明专利]一种含逆变型分布式电源花瓣式配电网故障精确定位方法

说明书

本发明涉及一种含逆变型分布式电源花瓣式配电网故障精确定位方法，对含逆变型分布式电源的花瓣式配电网进行了故障特性分析，利用单一花瓣环网主干线两端连接在相同母线呈现出的电流关联关系，为简单有效地实现故障位置精确定位奠定了基础；其次，无论发生对称故障还是不对称故障，本发明均能够精确实现故障定位，不受故障类型、逆变型分布式电源及过渡电阻的影响；最后，本发明仅需集中式信息处理中心在收到主干线上各保护的正序和负序电流稳态值之后就能实现精确故障定位，无需加装行波测量装置等，具有所需通信量少、对信息的同步性要求低等特点，性能可靠，简单易行。

技术领域

本发明属于电力系统配电网保护与控制领域，基于花瓣式配电网故障特性分析结果，具体涉及一种适用于含逆变型分布式电源的花瓣式配电网的故障精确定位方法。

背景技术

我国配电网通常采用“闭环设计、开环运行”的辐射式网架结构，但这种网架结构存在故障影响范围大、停电时间长等问题，难以满足日益提高的供电需求。与开环运行的辐射式配电网相比，闭环运行的花瓣式配电网具有检修不断电、运行控制策略灵活多样、经济效益高等优点。

随着双碳目标的建立，大量利用新能源发电的逆变型分布式电源接入配电网，对配电网的灵活性和供电可靠性的要求逐渐提高，采用花瓣式配电网架构的需求日益增强，而这种具有新型网架结构的配电网的保护控制技术也亟需研究。

为此，申请人提出了相关的专利申请：

对比文件1，授权公告号CN110988598B，公开了基于零序电流关联的花瓣式城市电网接地故障定位方法。该专利未考虑分布式电源的影响，当配电网中接入分布式电源时，分布式电源并网变压器的零序阻抗将会改变线路上流过的零序电流大小，使得该故障定位方法的准确性有所下降。

对比文件2，授权公告号CN111076872B，公开了基于多线路零序电流信息的花瓣式城市电网接地故障精确定位方法。该专利考虑了分布式电源接入的影响，但该方法仅能对接地故障进行定位，当配电网中发生三相故障或相间故障时，电流中不含有零序分量，此时该故障定位方法失效。

为实现含逆变型分布式电源的花瓣式配电网中故障点的精确定位，本发明在对含有逆变型分布式电源的花瓣式配电网进行故障分析的基础上，结合逆变型分布式电源的控制策略，根据单一花瓣环网主干线两端连接在相同母线呈现出的电流特殊关联关系，提出了一种适用于含逆变型分布式电源花瓣式配电网的接地故障精确定位方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种含逆变型分布式电源花瓣式配电网故障精确定位方法，考虑了逆变型分布式电源接入、故障类型和过渡电阻的影响，仅根据主干线各线路上流过的负序电流和正序电流就能够快速实现故障位置的精确定位，方法简单，在花瓣式配电网配置纵联电流差动保护作为主保护的基础上，无需加装电压互感器，易于在工程中实施。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种含逆变型分布式电源花瓣式配电网故障精确定位方法，其特征在于：所述方法的步骤为：

1)由于花瓣式城市电网主干线上每段线路两端均安装有保护装置和断路器，因此每一条花瓣环网主干线上均装有偶数个保护装置，按照顺时针方向，对各线路和保护装置依次进行编号，并称编号较小的保护装置所在线路为上游线路，编号较大的保护装置所在线路为下游线路，在花瓣式配电网每个花瓣的母线处设置一个集中式信息处理中心，预先按照编号写入单一花瓣主干线上所有线路的线路长度、单位长度线路正序阻抗和单位长度线路负序阻抗信息；

2)逆变型分布式电源通常采用三相平衡控制策略，因此逆变型分布式电源仅输出正序电流，该正序电流值由并网点电压决定，逆变型分布式电源在正序网络中可等效为压控电流源，在负序网络中可由开路表示；

3)对含逆变型分布式电源花瓣式配电网主干线进行不对称故障分析，则流过故障点所在线路两端、编号为奇数和偶数保护的负序电流表达式分别如式和式所示：