一种用序有功增量电流方向追溯电压暂降源的方法技术

本发明专利技术公开了一种用序有功增量电流方向追溯电压暂降源的方法，用电网故障前和故障期间的正序和负序有功增量电流值的正负来判断电压暂降源的位置；本发明专利技术给出了相应正负序有功增量电流的算法，所提出的电压暂降源识别方法能正确地判断由各种电网故障引起的电压暂降源位置，适用于辐射式配电网，也适用于其它扰动源的定位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种影响电网供电电能质量的污染源的自动监测和定位的方法，特别是一种电网电压暂降源定位的自动监测定位方法。
技术介绍
电压暂降，是指供电电压均方根值在短时间突然下降至额定电压幅值的90%~10%，其典型持续时间为10ms~1min的一种现象。一些高度自动化设备很容易受到电压暂降的影响，几个周期的电压暂降都会对工业生产造成巨大经济损失，据国外调查，电能质量问题中电压暂降已成为主要的投诉原因，甚至占到投诉比重的80%。然而，电能是一种由电力部门向电力用户提供，并由供、用电双方共同保证质量的特殊产品。在导致电能质量下降的责任上，供用电双方往往因为缺少对电能质量下降原因的判断而存在分歧甚至陷入经济纠纷。对电压暂降源诊断、定位，可界定供用电双方责任，也为制定缓和策略提供参考和依据，为此，近年来电压暂降源定位引起了国内外研究者的关注。电压暂降源定位，就是确定引起电压暂降的扰动源位于监测装置的哪一侧。现有电压暂降源定位方法从定位原理来分大致可分为以下三类。文献[1]提出了利用扰动能量和扰动功率初始峰值定位方法，文献[2，3]将此法改进推广到注入系统能量的扰动源定位，文献[4,5]引入扰动无功功率和无功能量，使该方法得到了扩展。此类方法当扰动能量和扰动功率不吻合时，可信度大大减小，且对接地性故障定位不可靠。第二类可归纳为基于阻抗的方法，判定系统轨迹斜率[6]和电流实部极性的方法[7,8]，较适用于对称故障定位。等效阻抗实部极性[9]的方法受故障周期选择的影响较大。距离阻抗继电器法[10]适用于双侧电源供电系统。这些定位方法对对称性故障引起的电压暂降定位准确率比较高，而对非对称故障引起的电压暂降定位的准确率较低,并且，只适用于单回路放射式电网。第三类为扰动法[11-14]，扰动法虽已很好地解决了电压暂降源的定位问题，但需要设锁相环同步采样。本专利给出一种不需要同步采样，仍可确定性追溯电压暂降源的方法。需要说明的是这种方法与第一、第二类方法一样，也只适用于辐射式配电网，不能像扰动法适用于复杂网格电网。参考文献：[1]A.C.Parsons，W.M.Grady，E.J.Powersetal.Adirectionfinderforpowerqualitydisturbancesbasedupondisturbancepowerandenergy[J].IEEETrans.PowerDelivery.2000，15(3)：1081-1086.[2]王继东，王成山．基于小波变换的电容器投切扰动源定位[J]．电力自动化设备，2004，24(5)：20-3.3]张文涛，王成山．基于改进扰动功率和能量法的暂态扰动定位[J]．电力系统自动化，2007，31(8)：32-35.[4]RobertoChouhyLeborgne，ReadlayMakaliki.Voltagesagsourcelocationatgridinterconnections：acasestudyinthezambiansystem[C].IEEELausannePowerTech．2007，1852-1857．[5]WeiKong，XinzhouDong，ZheChen.Voltagesagsourcelocationbasedoninstantaneousenergydetection.ElectricPowerSystemResearch.2008，78：1889-1898.[6]C.Li，T.Tayjasanant，W.Xuetal.Methodforvoltage-sagdetectionbyinvestigatingslopeofthesystemtrajectory[J].IEE.Proc.Gen.Transm.Distrib.2003，150(3)：367-372.[7]NoralizaHamzah，AzahMohamed，AiniHussain.Anewapproachtolocatethevoltagesagsourceusingrealcurrentcomponent.ElectricPowerSystemResearch.2004，72(2)：113-123.[8]GaoJie，LiQun-zhan，WangJia.Methodforvoltagesagdisturbancesourcelocationbytherealcurrentcomponent.PowerandEnergyEngineeringConference，2011，1-4.[9]ThavatchaiTayjasanant，ChunLi，WilsunXu.Aresistancesign-basedmethodforvoltagesagsourcedetection.IEEETransactionsonPowerDelivery.2005，20(4)：2544-2551.[10]AshokKumar，AurobindaRoutray.Applyingdistancerelayforvoltagesagsourcedetection.IEEETransactionsonPowerDelivery.2005，20(1)：529-531.[11]唐轶，等，一种基于扰动功率方向的电压暂降源定位方法，专利号：210410456576.9，申请日：2014年9月9日。[12]唐轶，等，一种基于序扰动有功电流方向的电压暂降源定位方法，专利号：201410456665.3，申请日：2014年9月9日。[13]唐轶，等，一种基于有源单端口网络电阻极性的电压暂降源的定位方法，专利号：201410456670.4，申请日：2014年9月9日。[14]唐轶，等，基于序空间矢量特性阻抗实部极性的电压暂降源的方向判断方法，专利号：201510411480.5，申请日：2015年7月15日。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种用序有功增量电流方向追溯电压暂降源的方法，实现对电网电压暂降源的自动监测定位，应用于配电网电能质量污染源的分析仪器和自动监测装置，更适用于将该电压暂降扰动源追溯的算法嵌入在继电保护装置内实现自动监测。本专利技术的技术解决方案是：用电网故障前和故障期间的正序和负序有功增量电流值的正负来判断电压暂降源的位置；首先任意确定一个有功电流的参考方向，这个有功电流的参考方向与实际电网中有功电流的流动方向无关，近取决于电压暂降源监测装置的电压和电流互感器的极性（同名端），一般规定负荷消耗有功功率为有功电流的正参考方向；然后判断电压暂降源是由对称扰动还是不对称扰动引起的，若是对称扰动引起的电压暂降，则用正序有功增量电流的正负来判断，为正时扰动源在监测点的下游，为负时扰动源在监测点的上游；若是不对称扰动引起的电压暂降，则用负序有功增量电流的正负来识别，为正时扰动源在监测点的上游，为负时扰动源在监测点的下游；其特征是该方法包括以下步骤：步骤a.电网正常运行时，即电压暂降发生前，在监测点对三相电压和电流每基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用序有功增量电流方向追溯电压暂降源的方法，用电网故障前和故障期间的正序和负序有功增量电流值的正负来判断电压暂降源的位置；首先任意确定一个有功电流的参考方向，这个有功电流的参考方向与实际电网中有功电流的流动方向无关，近取决于电压暂降源监测装置的电压和电流互感器的极性（同名端），一般规定负荷消耗有功功率为有功电流的正参考方向；然后判断电压暂降源是由对称扰动还是不对称扰动引起的，若是对称扰动引起的电压暂降，则用正序有功增量电流的正负来判断，为正时扰动源在监测点的下游，为负时扰动源在监测点的上游；若是不对称扰动引起的电压暂降，则用负序有功增量电流的正负来识别，为正时扰动源在监测点的上游，为负时扰动源在监测点的下游；其特征是该方法包括以下步骤：步骤a.电网正常运行时，即电压暂降发生前，在监测点对三相电压和电流每基波周期分别采样N个点得：、、和、、；对中性点有效接地电网，由式（1）计算各相对地电压的均方根值；对中性点非有效接地电网，由式（2）计算各相对电网中性点电压的均方根值；当任何一相电压的均方根值小于90%的额定相电压时，电压暂降扰动事件发生；（1）（2）这里，，，分别是监测点mi测得的三相电压、、的均方根值，是电网的零序电压；中性点有效接地电网的三相对地电压或中性点非有效接地电网的三相对中性点电压，，中任何一相小于90%的额定相电压为电压暂降；电压暂降发生后继续采样扰动期间的三相电压、电流得：、、和、、，这里，n是采样点的编号，是序数，n=0,1,；N是基波一个周期的采样点数，N要取3的倍数；下标p表示电压暂降发生前（即电网正常运行时）；下标d表示扰动期间；下标mi为第i个监测点，i为序数，i=1，2，…；下标a、b、c分别表示a、b、c三相；下标顺序：相（a、b或c）‑扰动前p或期间d‑监测点mi；再按照，，的值判断是对称扰动还是不对称扰动，若，，的值相等是对称扰动进行步骤b，若，，的值不相等是不对称扰动则进行步骤c；步骤b. 由式（3）求mi点的正序有功增量电流：(3)这里上角“+”表示正序，是电压暂降扰动发生前的三相正序有功电流瞬时值，是电压暂降扰动发生前的三相正序瞬时有功功率，是电压暂降扰动发生前的三相正序电压的模长，和是监测点测得的电压暂降扰动前的电压和电流矢量，是电压暂降扰动发生前的三相正序有功电流一个基波周期平均值；是电压暂降扰动发生期间的三相正序有功电流瞬时值，是电压暂降扰动发生期间的三相正序瞬时有功功率，是电压暂降扰动发生期间的三相正序电压的模长，和是监测点测得的电压暂降扰动期间的电压和电流矢量，是电压暂降扰动发生期间的三相正序有功电流一个基波周期平均值，则进入步骤d判断；步骤c. 从、、和、、中由式（4）和式（5）分别提取各相电压和电流的负序分量；（4）（5）计算mi监测点的三相负序有功增量电流得：(6)这里上角“‑”表示负序，是电压暂降扰动发生期间的三相负序瞬时有功功率，是电压暂降扰动发生期间的三相负序电压的模长，式（6）中，分别为mi监测点的负序电压矢量和负序电流矢量，则进入步骤d判断；步骤d. 任意定义一个参考方向，这个定义是由电压和电流互感器的同名端决定的，一般定义负荷消耗有功功率为“正”；依据监测装置mi监测到的序有功电流增量的正负追溯电压暂降源；对称电压暂降时，正序有功增量电流的符号为正，电压暂降源位于监测点的“下游”；正序有功增量电流的符号为负，电压暂降源位于监测点的“上游”；非对称电压暂降时，负序有功增量电流的符号为负，电压暂降源位于监测点的“下游”；负序有功增量电流的符号为正，电压暂降源位于监测点的“上游”。...

【技术特征摘要】
1.一种用序有功增量电流方向追溯电压暂降源的方法，用电网故障前和故障期间的正序和负序有功增量电流值的正负来判断电压暂降源的位置；首先任意确定一个有功电流的参考方向，这个有功电流的参考方向与实际电网中有功电流的流动方向无关，近取决于电压暂降源监测装置的电压和电流互感器的极性（同名端），一般规定负荷消耗有功功率为有功电流的正参考方向；然后判断电压暂降源是由对称扰动还是不对称扰动引起的，若是对称扰动引起的电压暂降，则用正序有功增量电流的正负来判断，为正时扰动源在监测点的下游，为负时扰动源在监测点的上游；若是不对称扰动引起的电压暂降，则用负序有功增量电流的正负来识别，为正时扰动源在监测点的上游，为负时扰动源在监测点的下游；其特征是该方法包括以下步骤：
步骤a.电网正常运行时，即电压暂降发生前，在监测点对三相电压和电流每基波周期分别采样N个点得：、、和、、；对中性点有效接地电网，由式（1）计算各相对地电压的均方根值；对中性点非有效接地电网，由式（2）计算各相对电网中性点电压的均方根值；当任何一相电压的均方根值小于90%的额定相电压时，电压暂降扰动事件发生；
（1）
（2）
这里，，，分别是监测点mi测得的三相电压、、的均方根值，是电网的零序电压；中性点有效接地电网的三相对地电压或中性点非有效接地电网的三相对中性点电压，，中任何一相小于90%的额定相电压为电压暂降；
电压暂降发生后继续采样扰动期间的三相电压、电流得：、、和、、，这里，n是采样点的编号，是序数，n=0,1,；N是基波一个周期的采样点数，N要取3的倍数；下标p表示电压暂降发生前（即电网正常运行时）；下标d表示扰动期间；下标mi为第i个监测点，i为序数，i=1，2，…；下标a、b、c分别表示a、b、c三相；下标顺序：相（a、b或c）-扰动前p或期间d-监测点mi；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐轶，时昀，陈奎，刘昊，倪冰，
申请(专利权)人：中国矿业大学，江苏省电力公司盱眙县供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32