直流配电网单极接地故障定位方法技术

一种直流配电网单极接地故障定位方法，属于电力直流配电网技术领域。本发明专利技术针对柔性直流配电网发生单极接地故障时，故障特征不明显造成的故障定位困难及故障特性受配电网中电力电子设备控制策略影响较大的问题，提出了一种基于故障零模电流稀疏性的直流配电网单极接地故障定位方法。首先建立零模网络下的MMC和DC/DC换流器等效模型和系统单极接地故障的等值电路，在此基础上分析故障零模电流的稀疏特性。然后提取分布测点处的零模电压形成节点零模电压方程，通过压缩感知算法重构出故障零模电流稀疏量，实现快速准确的故障定位。大量仿真结果表明本发明专利技术所提方法在不受换流器控制策略影响下能够快速、准确识别故障线路，且对测点数量要求低，同时具有较好的耐受过渡电阻和负荷变化能力。阻和负荷变化能力。

【技术实现步骤摘要】
直流配电网单极接地故障定位方法


[0001]本专利技术属于电力直流配电网


技术介绍

[0002]以太阳能、风能等清洁可再生能源发电为主的分布式电源(distributed generation,DG)凭借其供电可靠、环境友好等优势，成为新一代配电网的核心组成。在新能源发电渗透率以及新型负荷的日益增多趋势下，传统交流电网接纳能力不足已成为限制新能源大规模接入电网的瓶颈。相较交流配电网, 直流配电网运行控制灵活，在高效接纳“源”、“荷”、“储”方面具有明显优势。
[0003]随着现代电力系统的飞速发展，直流配电网结构日趋复杂，配电线路经受恶劣环境影响，导致随机故障频发，其中又以单极接地故障最为频繁。发生单极接地故障时，配网系统的等效电路和参数变得复杂，故障特征量变得不明显，正负极电压不对称，同时交流侧电压将出现直流偏置现象，会严重威胁系统的安全稳定运行。并且直流故障特征受换流站控制策略影响，难以线性等值分析,会影响故障定位精度。因此，有必要对直流配电网的单极接地故障定位进行深入研究。
[0004]目前国内外学者针对直流配电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流配电网单极接地故障定位方法，其特征在于：其步骤是：S1、故障节点零模电压方程列写零模节点电压方程如式（16）：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（16）式中，矩阵Y
M
×
M
(ω)为节点零模导纳矩阵，即当系统正常运行时，零模电流向量为零，即没有节点有对地零模电流；若假设节点l为故障点，则零模电流向量中只有I
l
(ω)元素为非零值；若某节点间发生故障，则零模电流向量中只有与这条故障线路连接的2个节点的零模电流值为非零值；零模网络下的节点零模阻抗矩阵根据节点零模导纳矩阵求逆得到，即：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（17）式中：Z
ii
(ω)为节点i零模网络下自阻抗，Z
ij
(ω)为节点i和节点j零模网络下互阻抗；零模电流向量为待求量，零模电压向量为已知的实测量；结合式（16）和式（17）变化为式（18），即：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（18）式中：Z
ii
(ω)为节点i零模网络下自阻抗，Z
ij
(ω)为节点i和节点j零模网络下互阻抗；当只在S（S<<M）个节点上安装零模电压测量装置时，对应的节点零模电压为U1(ω)，U2(ω)，
…
，U
S (ω)；除去测点以外的零模电压和节点零模阻抗矩阵中测点所在行的阻抗值，则式（18）只能列S个方程，由于未知数的个数多于方程组个数，故此方程组为欠定方程组，于是得到部分稀疏节点方程如式（19）~（20）：
ꢀꢀꢀꢀꢀ
（19） （20）为消除相量带来的角度计算，通常取零模分量的模值进行计算，因此式（20）可表示模
值方程为：（21）根据式（21）求解故障零模电流，利用待求向量的稀疏性，可以确定唯一解，即可精准定位故障位置；S2、压缩感知算法压缩感知原信号的稀疏表示如式（22）所示：
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（22）式中：y...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹤，卢羽，于华楠，李石强，边竞，李航宇，李国庆，王振浩，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：