基于广域电压的电网故障定位方法

摘要

一种基于广域电压的电网故障定位方法，所述方法首先提取各个节点的故障电压分量，然后根据故障电压的大小将整个系统分为故障区域、受故障影响区域和基本不受故障影响区域，继而根据故障影响大小分别对各个区域采取不同的防范告警措施，并初步界定故障范围，之后采用基于广域电压的故障分析法对故障区域进行故障定位，最后记录故障数据并返回，为下次故障定位做准备。本发明仅采用电压数据就能对电网故障进行快速定位，解决了广域系统数据量大，不便处理的难题。该方法能够将故障精确定位到线路的某一区段，为及时排查电网故障，防止因过载等问题引发连锁跳闸创造了有利条件，从而有效避免了大面积停电事故的发生。

主权项

一种基于广域电压的电网故障定位方法，其特征是，所述方法首先提取各个节点的故障电压分量，然后根据故障电压的大小将整个系统分为故障区域、受故障影响区域和基本不受故障影响区域，继而根据故障影响大小分别对各个区域采取不同的防范告警措施，并初步界定故障范围，之后对故障区域进行故障定位，最后记录故障数据并返回，为下次故障定位做准备；具体步骤如下：a.采用半周波延迟法提取各个节点的故障电压分量Δv(t)：$\Delta v\left(t\right)=v\left(t\right)+v(t-\frac{T}{2})$式中，v(t)为故障电压，T是工频周期，利用上式可检测到A、B、C三相的故障电压分量，利用对称分量法可计算出三序的故障电压分量：$\left[\begin{array}{c}\Delta v_A\\ {\mathrm{\Delta v}}_B\\ {\mathrm{\Delta v}}_C\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}1& 1& 1\\ a^2& a& 1\\ a& a^2& 1\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\Delta v_1\\ {\mathrm{\Delta v}}_2\\ {\mathrm{\Delta v}}_0\end{array}\right];$式中，Δv₁、Δv₂、Δv₀分别是三序的故障电压分量，a为引入的算子a，其定义是单位相量依逆时针方向旋转120度后的值；b.根据各节点故障电压的大小，采用模糊聚类分析理论将整个系统划分为三个区域，分别为故障区域、受故障影响区域和基本不受故障影响区域；c.初步界定故障区域，同时，分别对划分的三个区域采取不同的防范告警措施：针对基本不受故障影响区域，可默认为仍处于安全稳定运行状态，暂时不做处理，维持运行现状；针对受故障影响区域，进入预防控制阶段，密切监视其动态变化，若其运行状态超出安全系统状态，则应立即采取措施减轻系统压力，防止事故扩大化；针对故障区域，应立即采取紧急控制，使用可靠措施就地抑制故障的影响，低压切负荷或切机；d.采用基于广域电压的故障分析法对步骤b中划分出的故障区域进行故障的定位，具体步骤如下：①作出整个系统内的节点导纳矩阵其中Y_M为故障区域内的节点导纳矩阵；Y_N为故障区域边界的节点导纳矩阵；Y_K为故障区域外节点导纳矩阵，与本方法无关，可置Y_K＝0；②根据节点电压方程Y_MU_M+Y_NU_N＝J计算各节点电流，其中，U_M为故障区域内各节点电压，U_N为故障所在区域边界节点的节点电压，J为故障区域及其边界所有节点的等效节点电流，判断电流注入最大的节点并将其视为故障线路的一端节点K2；③确定故障线路的另一端节点：采用遍历搜索法寻找满足IK1/(IK1+IK2)＜1的节点K1，其中，IK1为节点K1的节点电流，IK2为节点K2的节点电流，则节点K1为故障线路的另一端节点；④通过故障线路两端节点电流的关系计算故障位置：设节点K1与节点K2之间的距离为1，则故障点距离节点K2的距离为d＝IK1/(IK1+IK2)；e.记录故障数据并返回，为下次故障定位做准备。