一种基于故障特征主动构造的微电网故障定位方法

摘要

本发明公开了一种基于故障特征主动构造的微电网故障定位方法，步骤包括：微电源根据并网点正序故障电压分量计算故障电流指令；微电网保护装置根据正序故障分量的相位关系判断故障方向；微电网保护系统收集保护装置的故障方向信息，定位出故障点所在线路。本发明通过微电源故障控制在微电网中构造出可用于故障方向判别的故障特征，保护系统利用该特征能够准确地定位出微电网故障线路，检测结果准确可靠、具备较高的可操作性。

权利要求

1.一种基于故障特征主动构造的微电网故障定位方法，其特征在于步骤包括：

1)微电源根据并网点正序故障电压分量计算故障电流指令，所述故障电流指令的计算表达式如式(1)所示；

式(1)中， 表示微电源故障电流指令， 表示微电源正常电流指令，IN表示微电源的额定电流值， 表示微电源并网点的正序电压故障分量， 表示微电源并网点的正序电压故障分量的幅值；

2)微电网保护装置根据正序故障分量的相位信息判断故障方向，所述故障方向判据如式(2)所示；

式(2)中， 表示微电网保护装置处的正序电压故障分量， 表示微电网保护装置处的正序电流故障分量，故障方向的正方向定义为由保护装置附近的母线指向保护装置所在线路，故障方向的反方向定义与正方向相反；

3)微电网保护系统收集保护装置的故障方向信息，定位出故障点所在线路。

2.根据权利要求1所述的基于故障特征主动构造的微电网故障定位方法，其特征在于，步骤3)的详细步骤包括：

3.1)若保护装置所在线路与微电源或负载直连，且该保护装置判断故障方向为正方向，则故障点定位于该保护装置所在馈线；

3.2)若保护装置所在线路不与微电源直连且不与负载直连，且该保护装置与线路对端保护装置同时判断故障方向为正方向时，则故障点定位于该保护装置所在馈线。

说明书

一种基于故障特征主动构造的微电网故障定位方法

技术领域

[0001] 本发明涉及微电网故障定位技术，具体涉及一种基于故障特征主动构造的微电网故障定位方法。

背景技术

[0002] 微电网是智能电网的重要组成部分，具有广阔的应用前景。然而，在实际运行过程中，受绝缘水平、运行环境、设备老化等因素的制约，微电网将不可避免的出现各类故障。为
保障用户供电可靠性，微电网必须快速准确地切除故障设备。虽然微电网与配电网具有相
似的辐射状馈线结构以及电压等级，但普遍认为配电网中所使用的三段式电流保护方案不
再适用于微电网，其主要原因有如下两点：1)微电网大多数微电源都属于逆变型微电源(后
续提到的微电源都是指逆变型微电源)，其最大故障输出电流一般限制在2倍额定电流以
内；2)微电网具有孤岛和并网两种运行模式，且部分微电源输出功率不恒定，导致微电网故
障电流水平具有较大的不确定性。此外，微电源故障控制方式对于微电网故障响应特性也
具有显著影响，从而直接影响到微电网故障状态和保护动作的可靠性。微电源的故障控制
方式已成为微电网保护研究不可忽视的一个因素，如何充分考虑其影响并发挥其积极作用
已成为微电网保护亟待解决的一个问题。

发明内容

[0003] 本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种可在微电网中构造出故障方向判别特征的微电源故障电流指令算法，保护系统利用该特征能够准确地定位
出微电网故障线路。

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

[0005] 一种基于故障特征主动构造的微电网故障定位方法，步骤包括：

[0006] 1)微电源根据并网点正序故障电压分量计算故障电流指令；

[0007] 2)微电网保护装置根据正序故障分量的相位信息判断故障方向；

[0008] 3)微电网保护系统收集保护装置的故障方向信息，定位出故障点所在线路。

[0009] 优选地，步骤1)所述的故障电流指令的计算表达式如式(1)所示；

[0010]

[0011] 式(1)中， 表示微电源故障电流指令， 表示微电源正常电流指令，IN表示微电源的额定电流值， 表示微电源并网点的正序电压故障分量， 表示微电源并网点
的正序电压故障分量的幅值。

[0012] 优选地，步骤2)所述故障方向判据如式(2)所示；

[0013]

[0014] 式(2)中， 表示微电网保护装置处的正序电压故障分量， 表示微电网保护装置处的正序电流故障分量，故障方向的正方向定义为由保护装置附近的母线指向保
护装置所在线路，故障方向的反方向定义与正方向相反。

[0015] 优选地，步骤3)的详细步骤包括：

[0016] 3.1)若保护装置所在线路与微电源或负载直连，且该保护装置判断故障方向为正方向，则故障点定位于该保护装置所在馈线。

[0017] 3.2)若保护装置所在线路不与微电源或负载直连，且该保护装置与线路对端保护装置同时判断故障方向为正方向时，则故障点定位于该保护装置所在馈线。

[0018] 本发明基于故障特征主动构造的微电网故障定位方法具有下述优点：

[0019] 1、本发明采用特定的微电源故障电流指令算法，能够稳定、可靠地在微电网中构造出故障方向判别特征，对应的微电网故障方向判据形式简单、容易计算。

[0020] 2、本发明提出的微电网故障定位算法能够以简单的处理流程同时满足并网和孤岛模式下的故障定位需求，可快速、准确地获得故障定位结果。

附图说明

[0021] 图1为本发明实施例方法的基本流程示意图。

[0022] 图2为本发明实施例的微电网结构图。

具体实施方式

[0023] 如图1所示，本实施例基于故障特征主动构造的微电网故障定位方法的步骤包括：

[0024] 1)微电源根据并网点正序故障电压分量计算故障电流指令；

[0025] 2)微电网保护装置根据正序故障分量的相位信息判断故障方向；

[0026] 3)微电网保护系统收集保护装置的故障方向信息，定位出故障点所在线路。

[0027] 本实施例中，步骤1)所述的故障电流指令的计算表达式如式(1)所示；

[0028]

[0029] 式(1)中， 表示微电源故障电流指令， 表示微电源正常电流指令，IN表示微电源的额定电流值， 表示微电源并网点的正序电压故障分量， 表示微电源并网点
的正序电压故障分量的幅值。

[0030] 本实施例中，步骤2)所述故障方向判据如式(2)所示；

[0031]

[0032] 式(2)中， 表示微电网保护装置处的正序电压故障分量， 表示微电网保护装置处的正序电流故障分量，故障方向的正方向定义为由保护装置附近的母线指向保
护装置所在线路，故障方向的反方向定义与正方向相反。

[0033] 本实施例中，步骤3)的详细步骤包括：

[0034] 3.1)若保护装置所在线路与微电源或负载直连，且该保护装置判断故障方向为正方向，则故障点定位于该保护装置所在馈线。

[0035] 3.2)若保护装置所在线路不与微电源或负载直连，且该保护装置与线路对端保护装置同时判断故障方向为正方向时，则故障点定位于该保护装置所在馈线。

[0036] 本实施例中，采用的微电网结构如图2所示。故障设置为：线路1中点发生AB两相短路故障，过渡电阻为2Ω。微电网保护装置的故障方向判别结果如表1所示。

[0037] 表1微电网保护装置的故障方向判别结果

[0038]

[0039] 本实施例中，根据故障方向判据，微电网保护装置判断故障点位于A2、B1、C1、D1、E1的保护正方向。根据故障定位流程，最终故障线路被确定为A2、B1所在的线路1。

[0040] 综上所述，本实施例基于故障特征主动构造的微电网故障定位方法通过源根据并网点正序故障电压分量计算微电源故障电流指令；微电网保护装置根据正序故障分量的相
位关系判断故障方向；微电网保护系统收集保护装置的故障方向信息，定位出故障点所在
线路。采用本实施例的微电源故障电流指令控制可以在微电网中构造出可用于故障方向判
别的故障特征，保护系统利用该特征能够准确地定位出微电网故障线路，检测结果准确可
靠、具备较高的可操作性。

[0041] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也
应视为本发明的保护范围。