一种有源电力系统线路故障判别方法技术方案

本发明专利技术主要涉及电力系统继电保护领域，公开了一种有源电力系统线路故障判别系统，系统系统包括采集模块、信号传递模块、故障判断模块、执行模块。所述的采集模块包括正序电流提取模块、相角差测定模块、方向测定模块。所述的正序电流提取模块提取故障前后正序电流，所述的方向模块采集正常瞬时潮流方向为动态正方向，所述的相角差测定模块测定两端故障前与故障后正序电流相角的差值，所述的信号传递模块用来传递相角差信号到故障判断模块。所述的故障判断模块根据动态正方向与相角差值的正负判断故障位置，所述的执行模块用于切除故障。

【技术实现步骤摘要】
一种有源电力系统线路故障判别方法
本专利技术主要涉及电力系统继电保护领域的故障判别领域。更具体地说，涉及一种含有分布式电源的有源电力系统线路故障判别方法。
技术介绍
分布式电源的大量随机接入使配电网变成双端有源网络，配电网中的潮流方向及短路电流水平等均受分布式电源接入的影响。为了能正确识别故障位置，目前利用配电网故障时主电源和所有分布式电源处安装的同步相量测量装置(PMU)获取故障输出电流，上传到主站并通过计算处理得出故障区域。基于通信的集中式保护通常采用了多种智能或非智能算法来处理大量数据，对主站的处理能力及通信的实时性等方面有较髙要求。由于配电网规模有时非常巨大，会受到处理速度以及通信延时等多方面的影响，而且该种保护方案对主站的依赖性较高，当主站发生故障时，整个集中式保护方案都将会无法工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种有源电力系统线路故障判别方法，用于电力系统线路发生短路故障时故障判别。本专利技术技术方案如下：本专利技术提供一种有源电力系统线路故障判别方法，包括采集模块、信号传递模块、故障判断模块、执行模块。所述的采集模块包括正序电流提取模块、相角差测定模块、方向测定模块。所述的正序电流提取模块提取故障前后正序电流、所述的方向元件采集正常瞬时潮流方向为动态正方向，所述的相角差测定模块测定两端故障前与故障后正序电流相角的差值，所述的信号传递模块用来传递相角差信号到故障判断模块，所述的故障判断模块根据动态正方向与相角差值的正负判断故障位置，所述的执行模块用于切除故障。本专利技术提供的具体有源电力系统线路故障判别方法如下：以研究线路b相为例，其正序等效电路如图3，Za、Zb、ZG分别是线路a、b以及线路b右侧部分正序等效阻抗，EG为等效电压源。K1、K2、K是预设的故障点，Uf1、Uf、Uf2是其短路前电压。S1、S2是线路b两端保护装置。定义正序电流矢量比见公式(1)(1)正方由a到b，即是潮流方向，K1、K2、K点分别对应保护线路的上游、下游、内部，故障时各节点电压矢量如图4。Uf1超前U1，U1超前Uf，Uf超前U2，U2超前Uf2，正常运行时流过线路b保护S1、S2的正序电流见公式(2)(2)K1点故障时，流过保护S1、S2的电流是(3)其中：ZS1是故障点K1到保护S1的等效阻抗，Uf1是故障前K1点正序电压。所以b>0，两端对应相角差大于0。K2点故障时，流过保护S1、S2的电流是其中：ZS2是故障点K2到保护S2的等效阻抗，Uf2是故障前K2点正序电压。所以b<0，两端对应相角差小于0。K点故障时，流过保护S1、S2的电流是(4)其中：ZS1是故障点K到保护S1的等效阻抗，ZS2是故障点K到保护S2的等效阻抗，Uf是故障前K点正序电压。(5)所以b1<0，b2>0，b1端对应相角差小于0，b2端对应相角差大于0。本专利技术的有益效果为：首先，方向元件测定故障前潮流流向作为正方向，其次，相角差测定模块分别采集故障后与故障前后正序电流相角差值，最后，正方向与两端相角差输入故障判断模块进行判定，如果两端相角差值同时大于0，即可判定故障发生在保护线路正方向上游，排除故障；如果两端相角差值同时小于0，即可判定故障发生在保护线路正方向下游，排除故障；如果两端相角差值一端大于0，一端小于0，可判定故障发生保护线路内，执行模块动作切除故障。判据特征量仅选取了电流相角与潮流方向，简单易行，经济性好，而且不受分布式电源大量随机并入的影响。附图说明下面结合附图和具体实施方法对本专利技术做进一步详细的说明。图1为本专利技术一种有源电力系统线路故障判别方法的结构图。图2为本专利技术一种有源电力系统线路故障判别方法的故障判别原理图。图3为本专利技术一种有源电力系统线路故障判别方法的正序等效电路图。图4为本专利技术一种有源电力系统线路故障判别方法的潮流a到b时电压矢量图。具体实施方式结合图1、2说明本实施方式，本专利技术提供一种有源电力系统线路故障判别方法，系统包括采集模块、信号传递模块、故障判断模块、执行模块。所述的采集模块包括正序电流提取模块、相角差测定模块、方向测定模块。所述的正序电流提取模块提取故障前后正序电流。所述的方向元件采集正常瞬时潮流方向为动态正方向。所述的相角差测定模块测定两端故障前与故障后正序电流相角的差值。所述的信号传递模块用来传递相角差信号到故障判断模块。所述的故障判断模块根据动态正方向与相角差值的正负判断故障位置，如果两端相角差值同时大于0，即可判定故障发生在保护线路正方向上游，排除故障；如果两端相角差值同时小于0，即可判定故障发生在保护线路正方向下游，排除故障；如果两端相角差值一端大于0，一端小于0，可判定故障发生保护线路内，执行模块动作切除故障。所述的执行模块用于切除故障。本专利技术不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利技术的启示下都可以得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有源电力系统线路故障判别系统，其特征在于：系统包括采集模块、信号传递模块、故障判断模块、执行模块；采集模块包括正序电流提取模块、相角差测定模块、方向测定模块；相角差测定模块分别采集两端故障后与故障前后正序电流相角差值，并与正方向同时输入故障判断模块进行判定，如果两端相角差值同时大于0，即可判定故障发生在保护线路正方向上游，排除故障；如果两端相角差值同时小于0，即可判定故障发生在保护线路正方向下游，排除故障；如果两端相角差值一端大于0，一端小于0，可判定故障发生保护线路内，执行模块动作切除故障线路。

【技术特征摘要】
1.一种有源电力系统线路故障判别系统，其特征在于：系统包括采集模块、信号传递模块、故障判断模块、执行模块；采集模块包括正序电流提取模块、相角差测定模块、方向测定模块；相角差测定模块分别采集两端故障后与故障前后正序电流相角差值，并与正方向同时输入故障判断模块进行判定，如果两端相角差值同时大于0，即可判定故障发生...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜景斌，李明伟，常龙龙，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23