一种用于有源配电网的接地故障保护方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于有源配电网的接地故障保护及系统，属于有源配电网保护控制技术领域。本发明专利技术方法包括：以预设的采样时长和采样频率，采集有源配电网电源侧母线处的三相电压瞬时值，将所述三相电压合成为有源配电网节点的零序电压，并确定所述零序电压的标幺值，若所述标幺值大于预设的门槛值，对所述零序电压进行滤波处理，以得到零序电压的瞬时值矩阵；基于所述瞬时值矩阵，确定零序电压的能量值，并基于所述能量值，生成零序电压能量数组，根据所述零序电压能量数组确定有源配电网是否存在故障潜伏线路或故障线路；根据预设判据，对确定存在的所述故障潜伏线路或故障线路，执行保护动作。本发明专利技术为配电网安全可靠运行提供了重要条件。行提供了重要条件。行提供了重要条件。

【技术实现步骤摘要】
一种用于有源配电网的接地故障保护方法及系统


[0001]本专利技术涉及有源配电网保护控制
，并且更具体地，涉及一种用于有源配电网的接地故障保护方法及系统。

技术介绍

[0002]我国6～66kV配电网属于小电流接地系统。长期以来，其单相接地故障的排查依赖于故障选线及人工巡线，目前相关技术已较为成熟。随着智能配电网建设的不断推进，为减少巡线工作量、提高配电网自动化水平，对故障排查精度的要求也同步提高，即实现区段定位甚至故障测距。目前工程上较为常用的方法包括首半波法、S注入法和中电阻投切法，其中前者受过渡电阻及故障初相角影响较大，准确性较低；后两者分别依赖注入信号或中性点并联中值电阻投切过程产生的突变量信号，解决了定位方法从无到有的问题，但有如投资巨大、易使智能设备受间谐波影响、破坏电网原有中性点接地性质等一系列的缺陷。

技术实现思路

[0003]针对上述问题，本专利技术提出了一种用于有源配电网的接地故障保护方法，包括：
[0004]以预设的采样时长和采样频率，采集有源配电网电源侧母线处的三相电压瞬时值，将所述三相电压合成为有源配电网节点的零序电压，并确定所述零序电压的标幺值，若所述标幺值大于预设的门槛值，对所述零序电压进行滤波处理，以得到零序电压的瞬时值矩阵；
[0005]基于所述瞬时值矩阵，确定零序电压的能量值，并基于所述能量值，生成零序电压能量数组，根据所述零序电压能量数组确定有源配电网是否存在故障潜伏线路或故障线路；
[0006]根据预设判据，对确定存在的所述故障潜伏线路或故障线路，执行保护动作。
[0007]可选的，确定所述零序电压的标幺值，包括：
[0008]对所述零序电压进行离散傅里叶变换，以得到所述零序电压在预设频率下的幅值和相位，基于所述的幅值和相位，确定所述零序电压在预设工频分量下的电压零序工频分量的幅值；
[0009]根据所述电压零序工频分量的幅值，确定所述零序电压的标幺值。
[0010]可选的，滤波处理为小波变换处理和离散小波变换处理。
[0011]可选的，对所述零序电压进行滤波处理，包括：
[0012]针对零序电压，进行小波变换处理，排除高频噪声、三次谐波和五次谐波的干扰，并筛选出频率分量在第一预设频率范围内的零序电压；
[0013]针对频率分量在第一预设频率范围内的零序电压，进行离散小波变换处理，筛选出频率分量在第二预设频率范围内的零序电压。
[0014]可选的，根据所述零序电压能量数组确定有源配电网是否存在故障潜伏线路或故障线路，包括：
[0015]确定零序电压能量数组中的能量值信息是否包含数值缺失；
[0016]若不包含数值缺失，则将所述零序电压能量数组中最大值对应的有源配电网节点，标记为故障节点，采集所述故障节点相连接线路的三相电流，并将所述三相电流转换为零序电流，对所述零序电流滤波后，确定所述零序电流的能量值，以得到与故障节点相连接线路的零序电流能量数组，若零序电流能量数组中能量值信息未缺失，将零序电流能量数组中的最大值所对应的线路，标记为故障线路，若零序电流能量数组中能量值信息缺失，将零序电流能量数组中的最大值所对应的线路，标记为故障潜伏线路；
[0017]若包含数值缺失，则将所述零序电压能量数组中最大值对应的有源配电网节点及缺失数值所对应的有源配电网节点，标记为故障潜伏节点，采集所述故障潜伏节点相连接线路的三相电流，并将所述三相电流转换为零序电流，对所述零序电流滤波后，确定所述零序电流的能量值，以得到与故障潜伏节点相连接线路的零序电流能量数组，若零序电流能量数组中能量值信息未缺失，将零序电流能量数组中的最大值所对应的线路及故障潜伏节点所相连的线路，标记为故障线路，若零序电流能量数组中能量值信息缺失，将零序电流能量数组中的最大值所对应的线路、缺失信息所述对应的线路及故障潜伏节点所相连的线路，标记为故障潜伏线路。
[0018]可选的，根据预设判据，对确定存在的所述故障潜伏线路或故障线路，执行保护动作，包括：
[0019]若不存在故障潜伏线路，仅有故障线路，则断开故障线路的断路器；
[0020]若存在多条故障潜伏线路，不存在故障线路，则闭锁有源配电网中除故障潜伏线路外的线路的保护，开放故障潜伏线路的保护，对故障潜伏线路开放保护后，闭锁未断开断路器的故障潜伏线路的保护。
[0021]本专利技术还提出了一种用于有源配电网的接地故障保护系统，包括：
[0022]采集单元，用于以预设的采样时长和采样频率，采集有源配电网电源侧母线处的三相电压瞬时值，将所述三相电压合成为有源配电网节点的零序电压，并确定所述零序电压的标幺值，若所述标幺值大于预设的门槛值，对所述零序电压进行滤波处理，以得到零序电压的瞬时值矩阵；
[0023]计算单元，用于基于所述瞬时值矩阵，确定零序电压的能量值，并基于所述能量值，生成零序电压能量数组，根据所述零序电压能量数组确定有源配电网是否存在故障潜伏线路或故障线路；
[0024]控制单元，用于根据预设判据，对确定存在的所述故障潜伏线路或故障线路，执行保护动作。
[0025]可选的，采集单元确定所述零序电压的标幺值，包括：
[0026]对所述零序电压进行离散傅里叶变换，以得到所述零序电压在预设频率下的幅值和相位，基于所述的幅值和相位，确定所述零序电压在预设工频分量下的电压零序工频分量的幅值；
[0027]根据所述电压零序工频分量的幅值，确定所述零序电压的标幺值。
[0028]可选的，滤波处理为小波变换处理和离散小波变换处理。
[0029]可选的，采集单元对所述零序电压进行滤波处理，包括：
[0030]针对零序电压，进行小波变换处理，排除高频噪声、三次谐波和五次谐波的干扰，
并筛选出频率分量在第一预设频率范围内的零序电压；
[0031]针对频率分量在第一预设频率范围内的零序电压，进行离散小波变换处理，筛选出频率分量在第二预设频率范围内的零序电压。
[0032]可选的，计算单元根据所述零序电压能量数组确定有源配电网是否存在故障潜伏线路或故障线路，包括：
[0033]确定零序电压能量数组中的能量值信息是否包含数值缺失；
[0034]若不包含数值缺失，则将所述零序电压能量数组中最大值对应的有源配电网节点，标记为故障节点，采集所述故障节点相连接线路的三相电流，并将所述三相电流转换为零序电流，对所述零序电流滤波后，确定所述零序电流的能量值，以得到与故障节点相连接线路的零序电流能量数组，若零序电流能量数组中能量值信息未缺失，将零序电流能量数组中的最大值所对应的线路，标记为故障线路，若零序电流能量数组中能量值信息缺失，将零序电流能量数组中的最大值所对应的线路，标记为故障潜伏线路；
[0035]若包含数值缺失，则将所述零序电压能量数组中最大值对应的有源配电网节点及缺失数值所对应的有源配电网节点，标记为故障潜伏节点，采集所述故障潜伏节点相连接线路的三相电流，并将所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于有源配电网的接地故障保护方法，其特征在于，所述方法包括：以预设的采样时长和采样频率，采集有源配电网电源侧母线处的三相电压瞬时值，将所述三相电压合成为有源配电网节点的零序电压，并确定所述零序电压的标幺值，若所述标幺值大于预设的门槛值，对所述零序电压进行滤波处理，以得到零序电压的瞬时值矩阵；基于所述瞬时值矩阵，确定零序电压的能量值，并基于所述能量值，生成零序电压能量数组，根据所述零序电压能量数组确定有源配电网是否存在故障潜伏线路或故障线路；根据预设判据，对确定存在的所述故障潜伏线路或故障线路，执行保护动作。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述零序电压的标幺值，包括：对所述零序电压进行离散傅里叶变换，以得到所述零序电压在预设频率下的幅值和相位，基于所述的幅值和相位，确定所述零序电压在预设工频分量下的电压零序工频分量的幅值；根据所述电压零序工频分量的幅值，确定所述零序电压的标幺值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滤波处理为小波变换处理和离散小波变换处理。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述零序电压进行滤波处理，包括：针对零序电压，进行小波变换处理，排除高频噪声、三次谐波和五次谐波的干扰，并筛选出频率分量在第一预设频率范围内的零序电压；针对频率分量在第一预设频率范围内的零序电压，进行离散小波变换处理，筛选出频率分量在第二预设频率范围内的零序电压。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述零序电压能量数组确定有源配电网是否存在故障潜伏线路或故障线路，包括：确定零序电压能量数组中的能量值信息是否包含数值缺失；若不包含数值缺失，则将所述零序电压能量数组中最大值对应的有源配电网节点，标记为故障节点，采集所述故障节点相连接线路的三相电流，并将所述三相电流转换为零序电流，对所述零序电流滤波后，确定所述零序电流的能量值，以得到与故障节点相连接线路的零序电流能量数组，若零序电流能量数组中能量值信息未缺失，将零序电流能量数组中的最大值所对应的线路，标记为故障线路，若零序电流能量数组中能量值信息缺失，将零序电流能量数组中的最大值所对应的线路，标记为故障潜伏线路；若包含数值缺失，则将所述零序电压能量数组中最大值对应的有源配电网节点及缺失数值所对应的有源配电网节点，标记为故障潜伏节点，采集所述故障潜伏节点相连接线路的三相电流，并将所述三相电流转换为零序电流，对所述零序电流滤波后，确定所述零序电流的能量值，以得到与故障潜伏节点相连接线路的零序电流能量数组，若零序电流能量数组中能量值信息未缺失，将零序电流能量数组中的最大值所对应的线路及故障潜伏节点所相连的线路，标记为故障线路，若零序电流能量数组中能量值信息缺失，将零序电流能量数组中的最大值所对应的线路、缺失信息所述对应的线路及故障潜伏节点所相连的线路，标记为故障潜伏线路。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设判据，对确定存在的所述故障潜伏线路或故障线路，执行保护动作，包括：若不存在故障潜伏线路，仅有故障线路，则断开故障线路的断路器；
若存在多条故障潜伏线路，不存在故障线路，则闭锁有源配电网中除故障潜伏线路外的线路的保护，开放故障潜伏线路的保护，对故障潜伏线路开放保护后，闭锁未断开断路器的故障潜伏线路的保护。7.一种用于有源配电网的接地故障保护系统，其特征在于，所述系统包括：采集单元，用于以预设的采样时长和采样频率，采集有源配电网电源侧母线处的三相电压瞬时值，将所述三相电压合成为有源配电网节点的零序电压，并确定所述零序电压的标幺值...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈蕾，蒋帅，李仲青，余越，王聪博，窦雪薇，徐重酉，宋晓阳，干梦双，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司宁波供电公司，
类型：发明
国别省市：