基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法

分布式电源(distributed generation,DG)大量接入使配电网继电保护面临严峻挑战。单相接地故障发生概率大,但故障信息十分微弱,特别是在DG多样化故障输出特性的影响下,有源配电网单相故障定位的准确性常难以保证。为此,提出了一种基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法。分析了配电网单相接地故障下DG的输出特性,建立了在不同故障位置下有源配电网的正序增广网络,构建了故障位置关于馈线出口以及DG输出电流的函数,建立了配电网单相接地故障位置模型,利用不同故障位置下短路电流矢量占比系数的差异性构建了新的故障定位判据。通过将单相接地故障定位问题转化为故障位置模型系数的求解问题,提高了故障定位的准确性和实用性。理论和仿真分析表明,在不同故障位置、不同过渡电阻下均能准确定位单相接地故障,具有原理清晰、故障特征量采集便捷、灵敏性和可靠性高的优点。

配电网小电流接地系统单相接地故障研究

随着科技的进步,配电网络的建设也取得了长足进步。小电流本身的特点决定了它的供电可靠性很高,但在现实生活中有很高概率出现单相接地故障。在出现故障时,小电流过长时间的接地,导致两点或多点接地短路,产生过高的电压,严重影响整个配电网络的正常运行。因此,要保证配电网络的良好运行,需要对配电网络的接地故障进行有效探测,以保证配电网络的安全稳定。基于此,文章对小电流接地系统的应用及优缺点进行了总结,对小电流接地系统单相接地故障定位中存在的问题进行了分析,并深入探讨了小电流接地系统单相接地故障检测暂态选线方法和定位方法。

基于配电自动化系统的配电网单相接地故障辅助研判模块开发及应用

在当今电力系统快速发展的背景下,配电自动化系统的应用已成为提高电网运行效率和降低故障率的关键手段之一。文章基于配电自动化系统,致力于开发配网单相接地故障辅助研判模块,以提升故障诊断和处理准确性和效率。通过对该开发模块的基础、技术原理和开发过程进行深入探讨,并结合实际案例分析,展示了其在电力系统管理和运维中的重要作用和价值。

基于前后逐段逼近的含多分支配电网单相接地故障测距方法

随着配电网的发展,T接分支的大量接入使得配电网结构复杂,传统测距算法通常忽略分支,测距精度变低,研究含多分支配电网单相接地故障测距具有重要意义。为此,提出一种基于前后逐段逼近的含多分支配电网单相接地故障精确测距方法。首先,分析分布参数模型,根据零序电压、电流关系,提出故障区段判别系数,判别最小故障区段。其次,利用最小故障区段两端的零序电压、电流建立故障测距函数,采用梯度下降法求解精确故障点。最后,在PSCAD仿真平台上对所述方法进行验证。结果表明,所提方法可确定故障最小区段,精确计算出故障点,并具有较强的耐受过渡电阻能力,能较好适应高渗透率分布式电源的接入。

配电网单相接地故障的电场检测装置研制

为了提升电场检测精度,研制配电网单相接地故障的电场检测装置。利用低通调理电路采集传感单元在电场中产生的感应电压,实时计算出线路附近的电场强度。使用COMSOL软件对输电线路单相接地故障情况进行有限元仿真,观察空间电场的变化情况。搭建工频均匀电场试验平台,对PCB传感单元进行电场强度测量校正,验证COMSOL电场强度仿真值。利用验证后的仿真值对平行半圆板电场测量传感单元进行校正,建立输电线路模型,对输电线路发生单相接地故障前后的电场强度进行测量。实验结果表明,当线路A相发生接地故障时,其周围电场强度迅速减小,而B、C两相周围电场强度增大,与仿真结果一致,电场检测精度较高。

10 kV配电网单相接地故障模拟仿真建模技术研究

为实现电力系统数字仿真平台全面、快速、经济地考核配电网接地故障处置算法,提出了一种10 kV配电网单相接地故障仿真建模方法,能够实现系统电容电流设计及校验、中性点接地方式切换控制、Z形接地变压器建模及参数校核。基于该建模方法,在实时数字仿真系统(Real Time Digital Simulation System,RTDS)完成建模,并接入小电流接地选线装置进行试验验证。结果表明,所搭建的配电网仿真模型的关键参数满足设计预期,小电流接地选线装置选线正确。

基于投入并联小电阻的含多分支配电网单相接地故障行波测距方法

含多分支配电网拓扑结构复杂,传统算法常忽略分支,测距精度受到影响。为此,提出基于投入并联小电阻的含多分支配电网单相接地故障行波测距方法。首先,检测故障零模、线模波到达首端的时间差,投入消弧线圈处并联小电阻,利用并联小电阻产生的零模波到达首端的时刻,以及零模波到达故障点后折、反射产生的线模波到达首、末端的时刻,消除零模波波速影响。其次,定义故障判别系数,判断故障发生在主干线路或分支上,根据故障所在区段精确计算故障距离,并根据混合线路的特点对故障判别系数进行修正以适应混合线路。最后,在PSCAD仿真平台上对所述方法进行验证,结果表明所提方法可判断故障区段,精确定位故障点且耐受过渡电阻能力和抗同步误差能力强。

考虑分布式光伏发电的单相接地故障下配电网的重构方法研究

针对考虑分布式光伏发电的单相接地故障下配电网的重构问题,通过分析单相接地故障下配电网重构的特殊性,建立了单相接地故障下配电网双层重构优化模型;然后采用双层粒子群优化算法将支路交换法与二进制粒子群优化算法相结合,通过启发式规则减少需要考虑的开关组合,快速确定配电网损耗最小且开关动作次数较少的配电网重构方案;最后通过IEEE14节点配电网算例,对本模型和策略进行了仿真验证。研究结果表明:所提出的方案是在考虑分布式光伏发电后,合理确定分布式光伏发电电源输出功率的同时,还可优化单相接地故障两个阶段的重构方案,减少了故障带来的损失。仿真结果验证了本方案的有效性和正确性。

基于多频带多特征融合的配电网单相接地故障选段方法

针对现有配电网单相接地故障选段方法存在的通信负担重、阈值设置困难及故障特征量单一等问题,提出一种基于多频带多特征融合的配电网单相接地故障选段方法。首先,利用小波包变换分别对故障后首半个工频周期的零序电压导数和零序电流进行分解和重构,得到原始波形的不同频带分量。其次,根据不同频带分量间的极性关系分别引入伏安特性特征向量与零序功率累加和作为故障特征。最后,筛选特征频带并构造基于特征频带与故障特征融合的选段判据。仿真实验及现场数据验证结果表明,所提方法能够有效实现单相接地故障免阈值就地选段。

智能配电网单相接地故障区间智能定位方法设计

针对当前故障区间定位受到阻抗模值持续增大影响,导致区间定位结果不精准的问题,设计了智能配电网单相接地故障区间智能定位方法。根据阻抗模值变化的特点,构建阻抗模值区间数据库,模拟相邻节点同类型故障情况,划分智能配电网单相接地故障区间。计算故障发生时三相电流的增量,获取故障区间总电流,采用差分滤波法计算零序电流,通过判断零序电流与设定启动阈值之间的关系,实现接地故障区间智能定位。结果表明,该方法分析的故障后零序电流波形与实际波形变化一致,且定位耗时最短(9 min),具有精准的定位效果。

基于无线通信的配电网单相接地故障定位系统及其动模实验

为解决配电网小电流接地系统的单相接地故障定位难题,研发了一套基于无线通信的配电网单相接地故障定位系统,该系统主要包括线路测量单元和监控主站2部分。线路测量单元安装在配电网各主要节点上,监控主站配置在变电站中。该系统通过ZigBee模块实现单元子节点之间的通信,通过GPRS模块实现测量单元与主站的通信,全网通过GPS实现同步采样。该系统适用于多种故障定位方法,能够实现电气量同步采集、无线通信、数据存储、状态监测和故障定位等功能。与定位系统相对应,还提出一种"先定段,后定位"的故障定位思想。理论分析、PSCAD仿真和动模实验验证了该系统和所提故障定位思想的正确性和有效性。

基于功率因数角双端测量的配电网单相接地故障检测新方法

针对传统配电网在单相接地故障(尤其是高阻接地故障)检测上受故障特征微弱影响,存在检测难度大的问题,从故障前后配电网系统功率会发生明显变化的角度出发,提出了一种基于功率因数角双端测量的中性点不接地配电网单相接地故障检测新方法。通过与中性点相连的两个电压互感器向中性点注入可控电流信号并测量返回电压信号,精准测量配电网此刻运行状态下的有功功率和无功功率,进而得到系统的功率因数角。结合配电网正常运行状态下的功率因数角,实时测算系统故障前后的功率因数角比值系数,基于比值系数与比值阈值系数的比较实现高阻接地故障的灵敏检测。双电压互感器的巧妙应用从原理上消除了互感器内阻抗和消谐电阻引起的测量误差,大幅提高了配电网高阻接地故障有效检测范围。在PSCAD/EMTDC仿真环境中搭建了10 kV中性点不接地配电网对所提方法进行验证,模拟不同类型的高阻接地故障来对所提方法进行验证,仿真结果表明该方法能够对高阻接地故障进行可靠检测,检测范围高达20 kΩ。

配电网消弧线圈接地系统单相接地故障定位 实验研究

针对配电网经消弧线圈接地系统单相接地故障定位困难的问题,该文分析了配电网经消弧线圈接地系统发生单相接地时零序电流特征量,提出了一种基于零序电流突变量和7次谐波选线技术的综合的配电网单相接地故障定位方法:在各线路出口及分支处安装馈线终端(FTU),独立测量零序电流突变量,并将FTU的单相接地定位结果与零序电流的7次谐波数据上送到配电网监控系统;配电网监控系统综合比较FTU的定位结果与各馈线零序电流的7次谐波数据,给出具体的故障定位流程和判据。实验结果证明该方法能正确、可靠地实现故障区段的定位。

基于OCSSA-VMD-CNN-BiLSTM的配电网单相接地故障选线方法

本文针对配电网发生单相接地故障时,难以保证故障选线方法的准确性与稳定性的问题,提出一种基于鱼鹰和柯西变异的麻雀优化算法-变分模态分解和卷积神经网络-双向长短时记忆神经网络的配电网单相接地故障选线方法。首先,利用改进的变分模态分解提取故障时各线路的零序电流信号的特征向量。其次,利用改进后卷积神经网络对特征向量进行数据挖掘和故障类型分类,达到故障选线的目的。最后,通过搭建不同运行方式的仿真模型验证所提故障选线方法的有效性,并与传统模型进行对比试验。仿真结果表明,所提模型能够准确识别故障线路。

配电网单相接地故障虚拟仿真教学系统设计

为了加强配电网自动化技术课程建设,针对目前配电网单相接地故障实验教学存在的问题和不足,开发了配电网单相接地故障虚拟仿真教学系统。该教学系统将实际电网中的一、二次设备及故障发生场景和过程通过三维建模技术进行还原,并将传统选线技术和人工智能故障选线技术融合到教学系统中,构建了全景化仿真实验平台,有利于提高学生的学习效果,提升实验教学质量。此外,还设计了考核评分单元,制定了考察细项,实现了对学生实验过程的科学评价。

基于线性决策函数的中低压配电网单相接地故障诊断方法

为确保中低压配电网安全稳定供电,研究基于线性决策函数的中低压配电网单相接地故障诊断方法,提升故障诊断效果。通过在线性判别分析法内引入筛选压缩法与近似矩阵法,得到改进的两步线性判别分析法;结合Fisher线性决策函数,提取最佳的中低压配电网单相接地故障特征;在概率神经网络内,输入单相接地故障特征,输出单相接地故障诊断结果。试验结果证明:所提方法可有效提取单相接地故障特征,且各类别故障特征间并无混淆情况,具备较优的故障特征提取效果,故障诊断精度较高。

基于量子遗传算法的配电网单相接地故障定位方法分析

阐述基于量子遗传算法的配电网单相接地故障定位方法。以检测出配电网线路暂态零序电流信息作为单相接地故障特征,以电流实际检测值和期望值之间差值最小为目标,构造对应的目标适应度函数作为单相接地故障选线判据,引入量子遗传算法求解函数,完成配电网单相接地故障区段定位。

一种采用注入信号的配电网单相接地故障判别方法

配电网因直面用电客户,导致存在网架复杂、设备多样和故障频发问题,其中单相接地故障在配电网故障中占比较大,同时考虑到近年来新能源大量接入电网,配电网由受电转为受电、发电共存,对此本文提出一种采用注入信号的配电网单相接地故障判别方法,通过新能源设备间歇向配电网注入特征信号,利用检测装置分析信号来判断是否存在单相接地故障,并且得出故障相别和范围。文中搭建仿真模型,分析有、无故障和不同相接地时检测信号幅值特点,结果表明,本文所提方法有效。

计及故障距离的配电网单相接地有源消弧法

本文提出了一种计及故障距离的配电网单相接地有源消弧法。该方法利用有源消弧器件对故障电弧进行主动控制,结合故障距离的测量,实现了精确定位和迅速消除故障电弧的目的。在实际配电网中的应用验证表明,该方法具有高效、可靠的故障消弧性能,并能提升配电网的供电可靠性。

基于梯度提升树的配电网单相接地故障定位方法

当前配电网单相接地故障定位数据的采集多为周期式,速度较慢,导致故障误判次数增多,为此提出对基于梯度提升树的配电网单相接地故障定位方法的设计与实践分析。当前结合实际的定位需求,先计算单相接地故障时域特征,采用多区段的方式,提升处理速度,实现多区段故障数据采集。在此基础之上,建立梯度提升树配电网单相接地故障定位模型,采用追踪匹配的方式来实现故障定位处理。测试结果表明:针对暂态信号配电网单相接地故障定位方法、FRFT和RBF神经网络单相接地故障定位方法,此次设计的梯度提升树单相接地故障定位方法最终得出的误判次数较小,这说明设计的配电网单相接地故障定位方法的应用效果显著提升,针对性强,定位更加精准。