[发明专利]一种基于逆变器的扫频注入信号选线方法

说明书

本发明公开了一种基于逆变器扫频注入信号的检测方法。它解决了目前小电流接地系统注入信号小难检测的问题，在配电系统发生单相接地故障时，利用随机共振理论来检测微弱的逆变器注入信号，以达到选线的目的。其方法为：1)当配电网发生单相接地故障时，各线路零序电流是以50Hz为主的正弦信号，通过信号注入装置向系统注入一个扫动频率为80‑120hz的微弱电流信号；2)注入的该扫动频率的微弱电流信号仅流经故障相，后经接地点入地，该信号即为要检测的选线判断信号；3)随机共振理论可在一定的条件下增强系统的输出，因此利用随机共振理论检测出信号注入装置注入的微弱电流信号，便可完成选线。4)通过在故障时调节逆变器补充无功功率，增加信号的明显程度。

技术领域

本发明涉及电力系统配电网自动化领域，具体为一种基于逆变器的扫频注入信号选线方法。

背景技术

随着电力系统的不断发展，用户对电力系统稳定性的要求不断增加，而单相接地的故障发生程度占了配电网故障的八成以上。由于配电网的分支多，结构复杂，若经消弧线圈接地可能导致故障特征不明显等情况，造成故障的线路辨识困难。而随着新能源系统的不断接入，一定程度上改变了配电网的潮流，容易引起继电保护装置的误动，进一步增加了线路辨识的难度。

目前配电网单相接地的主要识别办法主要有被动法和主动法，其中被动法又主要分为基于零序电流的稳态分量和零序电流的暂态分量辨识方法。基于稳态的零序电流方法主要包括零序电流的比幅比相法、谐波法、残留增量法等等。其面临的问题是在中性点不直接接地的系统中，会面临着信号特征不明显，不稳定等问题。另一种基于暂态零序电流的方法主要包括行波法、首半波法、小波变换、粒子群等与人工智能有关的方法。其面临的主要问题是实际应用能力和基于暂态的可靠性较差，目前只停留在理论的层面。

信号注入法是属于主动式选线的一种，通过向配电网主动注入一个特征信号，然后在故障线路检测特征信号的方法。传统的注入方法主要是通过母线PT二次侧、消弧线圈位置二次侧进行注入，这类方法一定程度上改变了由于消弧线圈和线路电容谐振导致零序电流不明显的情况，但也受母线PT容量限制、需要额外的信号注入设备、配电网络的复杂性的影响，在一定程度上也增加了成本，目前而言也不太适用。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，主要针对目前的选线问题，本发明提供一种基于分布式电源逆变器扫频注入信号的方法进行选线，有效地解决了上述问题，提高了选线的稳定性。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。一种基于逆变器的扫频注入信号选线方法，包括下列步骤：

(1)当配电网发生单相接地故障时，各线路零序电流是以50hz为主的正弦信号，通过改变分布式电源逆变器的调制策略，向系统注入一个80-120hz的微弱电流信号；

(2)注入的该扫动频率的微弱电流信号仅流经故障相，后经接地点入地，该信号即为要检测的选线判断信号；

(3)随机共振理论可在一定的条件下增强系统的输出，因此利用随机共振理论检测出信号注入装置注入的微弱电流信号，便可完成选线；

(4)在故障的同时调节逆变器的控制策略补充无功功率，增加故障信号的明显程度，以增强故障选线准确性。

步骤(1)中80-120hz的微弱电流信号为改变逆变器调制策略所注入的电流，为正弦信号，其有效值为5A。

若系统发生A相接地故障时，系统各相的对地电压会发生变化，馈线终端通过对各相电压变化的检测，判断出A相接地；

此时改变逆变器的调制策略，向系统中注入微弱的非工频和工频倍数的谐波，确保99.9％的信号沿接地线路接地相流动并经接地点入地，通过滤波装置得出注入能量。

随机共振理论是通过噪声和微弱周期信号，在一定的非线性条件下，能够增强非线性系统的周期性输出。