微电网联合故障定位方法、终端及存储介质技术

本发明专利技术涉及电力设备状态诊断技术领域，尤其涉及一种微电网联合故障定位方法、终端及存储介质，本发明专利技术方法包括获取所述微电网中至少三个变换器的位置坐标，其中，所述至少三个变换器中每个变换器分别具有一个残差生成器，每个变换器的残差生成器根据该变换器的状态空间模型建立；基于每个变换器的残差生成器，获取每个变换器的残差；根据每个变换器的位置坐标、残差以及预设关系，确定所述微电网中故障点的位置，其中，所述预设关系表征每个变换器的残差与每个变换器到故障点位置之间距离的关系。在微电网变换器中，残差生成器得到的残差与故障电流存在比例关系，因此可以通过残差进行多变换器联合的故障定位，从而提高微电网故障定位的精度。故障定位的精度。故障定位的精度。

【技术实现步骤摘要】
微电网联合故障定位方法、终端及存储介质


[0001]本专利技术涉及电力设备数据处理
，尤其涉及一种微电网联合故障定位方法、终端及存储介质。

技术介绍

[0002]微电网是新能源分布式发电的前沿技术，其具有并网、离网两种运行模式，是提高分布式发电供能效益的有效方式。
[0003]由于光伏、风机、燃料电池等分布式微源和储能装置通过逆变器接入微电网，使得微电网系统的复杂性和互联性增加。
[0004]在微电网这种互联系统中，子系统间很容易发生短路断路等线路故障，在出现故障时，很难对故障进行检测和隔离，也很难设计出使系统恢复正常运行的方法。轻微的线路故障可能会对系统的稳定性造成可接受的影响，而严重的线路故障可能会导致重大的生产安全，经济和环境的影响，造成较为严重的生产事故。
[0005]高效实用的线路故障定位方法可以提高微电网的可靠性，快速恢复故障后的电力服务，减少停电时间。目前主要的线路故障定位方法分为四大类，故障分析法、行波法、小信号注入法和广域通信法。
[0006]故障分析方法包括阻抗法、复方程法、微分方程法和电压法等，这类方法一般依赖于输电线路参数和测量。
[0007]行波法通过测量电压、电流行波到故障点间的传播时间确定故障距离，其具有定位精度高、稳定性好等优点，且受电流互感器饱和、故障电阻及系统运行方式影响小。
[0008]小信号注入法是在故障线路两端注入特征信号，检测计算信号流过的路径来寻找故障位置。此类方法需要额外的信号注入源，并且交流法易受分布式电容、故障距离、过渡电阻的影响。
[0009]广域通信法包含神经网络、支持向量机和模糊推理系统等。由于各种故障类型和故障电阻的故障发生是随机的，广域通信法考虑了不同故障场景的随机性和模糊性，避免了对测量和线路参数的高度依赖。
[0010]在已有的四类方法中，故障分析法的定位精度与输电线路的参数，测量误差和测量同步密切相关，容易受到参数不确定性和外界环境因素的影响。
[0011]行波法的可靠性依赖于故障点反射行波的识别，需要安装多个位置接受设备同步获取行波信号，但同步率很难保证精度不高且需要大量的投资。
[0012]小信号注入法需要额外的信号注入源，但注入信号容易受到受分布式电容、故障距离、过渡电阻的影响，从而导致定位不准确。
[0013]广域通信法通过故障时的多个测量点的信息来确定故障位置，但这些来自多个来源的结果在可能会相互冲突，得到不一致的结果。
[0014]这不可避免地要耗费运营商大量的时间来分析和确定故障位置，从而影响电力系统的快速恢复。因此，解决来自多个来源的冲突位置问题，而不需要额外的投资或使用任何
测量设备是很重要的。
[0015]基于此，针对微电网中的线路故障问题，需要开发设计出一种故障诊断方法。

技术实现思路

[0016]本专利技术实施方式提供了一种微电网联合故障定位方法、终端及存储介质，用于解决微电网故障定位精度差的问题。
[0017]第一方面，本专利技术实施方式提供了一种微电网联合故障定位方法，包括：
[0018]获取所述微电网中至少三个变换器的位置坐标，其中，所述至少三个变换器中每个变换器分别具有一个残差生成器，每个变换器的残差生成器根据该变换器的状态空间模型建立；
[0019]基于每个变换器的残差生成器，获取每个变换器的残差；
[0020]根据每个变换器的位置坐标、残差以及预设关系，确定所述微电网中故障点的位置，其中，所述预设关系表征每个变换器的残差与每个变换器到故障点位置之间距离的关系。
[0021]在一种可能实现的方式中，所述方法还包括：
[0022]针对每个变换器，执行以下步骤：
[0023]获取所述变换器的电路参数，其中，所述电路参数包括：电感值、电容值、寄生电阻值以及本地负载值；
[0024]根据所述变换器的电路参数建立所述变换器的状态空间模型；
[0025]根据所述变换器的状态空间模型设计所述变换器的残差生成器；
[0026]根据所述变换器的状态空间模型确定所述残差生成器的增益矩阵。
[0027]在一种可能实现的方式中，所述状态空间模型为：
[0028][0029]y
i
＝C
i
x
i
+D
i
u
i
[0030]其中，A
i
为状态矩阵，B
i
为输入矩阵，E
i
为扰动输入矩阵，C
i
为输出矩阵，D
i
为传递矩阵，x
i
为状态量，u
i
为输入量，y
i
为输出量，d
i
为扰动输入量。
[0031]所述残差生成器为：
[0032][0033]其中，为重构状态量，r
i
为残差，L
i
为残差生成器的增益矩阵。
[0034]在一种可能实现的方式中，所述根据所述变换器的状态空间模型确定残差生成器的增益矩阵，包括：
[0035]根据所述状态矩阵A
i
获得系统特征值λ
i
以及期望特征值
[0036]根据所述状态矩阵A
i
、所述输出矩阵C
i
、极点配置法以及第一公式确定状态反馈矩阵其中，所述第一公式为：
[0037][0038]其中，
[0039]根据所述状态反馈矩阵以及第二公式确定残差生成器的增益矩阵L，其中，所述第二公式为：
[0040][0041]在一种可能实现的方式中，所述变换器为三个；
[0042]所述根据每个变换器的位置坐标、残差以及预设关系，确定所述微电网中故障点的位置，包括：
[0043]根据三个变换器中每个变换器的残差，确定三变换器的半径增量，其中，每两个变换器的半径增量之比与该两个变换器的残差之比成反比；
[0044]根据三点定位法以及三个变换器的半径增量确定所述故障点的位置。
[0045]在一种可能实现的方式中，所述变换器包括：Buck变换器；所述Buck变换器的状态空间模型为：
[0046][0047][0048]其中，u
o,dc
为Buck变换器LC电路的输出电压，i
L,dc
为Buck变换器LC电路的电感电流，u
i,dc
为Buck变换器LC电路的输入电压，i
o,dc
为Buck变换器LC电路的输入电流，L
dc
为Buck变换器的电感值，C
dc
为Buck变换器的电容值，r
L,dc
为Buck变换器的电感寄生电阻。
[0049]在一种可能实现的方式中，所述变换器包括：逆变器；所述逆变器的状态空间模型为：
[0050][0051][0052]其中，i...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微电网联合故障定位方法，其特征在于，包括：获取所述微电网中至少三个变换器的位置坐标，其中，所述至少三个变换器中每个变换器分别具有一个残差生成器，每个变换器的残差生成器根据该变换器的状态空间模型建立；基于每个变换器的残差生成器，获取每个变换器的残差；根据每个变换器的位置坐标、残差以及预设关系，确定所述微电网中故障点的位置，其中，所述预设关系表征每个变换器的残差与每个变换器到故障点位置之间距离的关系。2.根据权利要求1所述的微电网联合故障定位方法，其特征在于，所述方法还包括：针对每个变换器，执行以下步骤：获取所述变换器的电路参数，其中，所述电路参数包括：电感值、电容值、寄生电阻值以及本地负载值；根据所述变换器的电路参数建立所述变换器的状态空间模型；根据所述变换器的状态空间模型设计所述变换器的残差生成器；根据所述变换器的状态空间模型确定所述残差生成器的增益矩阵。3.根据权利要求2所述的微电网联合故障定位方法，其特征在于，所述状态空间模型为：y
i
＝C
i
x
i
+D
i
u
i
其中，A
i
为状态矩阵，B
i
为输入矩阵，E
i
为扰动输入矩阵，C
i
为输出矩阵，D
i
为传递矩阵，x
i
为状态量，u
i
为输入量，y
i
为输出量，d
i
为扰动输入量。所述残差生成器为：其中，为重构状态量，r
i
为残差，L
i
为残差生成器的增益矩阵。4.根据权利要求3所述的微电网联合故障定位方法，其特征在于，所述根据所述变换器的状态空间模型确定残差生成器的增益矩阵，包括：根据所述状态矩阵A
i
获得系统特征值λ
i
以及期望特征值根据所述状态矩阵A
i
、所述输出矩阵C
i
、极点配置法以及第一公式确定状态反馈矩阵其中，所述第一公式为：其中，根据所述状态反馈矩阵以及第二公式确定残差生成器的增益矩阵L，其中，所述第二公式为：5.根据权利要求1所述的微电网联合故障定位方法，其特征在于，所述变换器为三个；
所述根据每个变换器的位置坐标、残差以及预设关系，确定所述微电网中故障点的位置，包括：根据三个变换器中每个变换器的残差，确定三变换器的半径增量，其中，每两个变换器的半径增量之比与该两个变换器的残差之比成反比；根据三点定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟良，周文，苏灿，李铁成，胡雪凯，杨鹏，杨少波，曾四鸣，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网河北能源技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：