配电网线路故障方向识别方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种线路故障方向识别方法、装置、设备及存储介质，本发明专利技术首先提取线路的电流信号中的细节系数，并根据细节系数判断线路是否发生故障；若发生故障，则获取故障时间窗内的电流信号，其中，所述故障时间窗为从判定发生故障的时刻向后延时预设第一时间段再开始的持续时间为预设第二时间段的时间窗；其次，提取故障分析时间窗内的电流信号的细节系数，保留细节系数表征低次谐波频段的电流信号；最后计算保留的电流信号的能量值，并根据电流信号能量值识别故障方向。本发明专利技术无需两端通信传输数据，仅利用电流信号就可以进行识别，方法简单。方法简单。方法简单。

【技术实现步骤摘要】
配电网线路故障方向识别方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及故障检测技术，尤其涉及一种面向含光伏的配电网线路故障方向识别方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]近年来，配电网大力促进分布式光伏等新能源接入。大量分布式光伏接入导致原有配电网从单一源网络转变为多源网络，故障期间潮流混乱，原有三段式过流保护无法解决光伏侧故障电流馈入导致的线路保护方向性误动问题，因此亟需研究故障方向原件辅以过流保护以保障新型配电系统安全可靠运行。
[0003]光伏故障电流输出特性明显区别于传统同步机电源特性，分布式光伏电源一般为逆变型电源，因此带有明显的电力电子设备特性及较强的控制特征。同步机电源的故障电流仅含有标准工频量及一个迅速衰减的直流分量，而光伏侧由于其调制及控制环节，其故障电流往往含有明显的二次或三次谐波特征，基于该谐波特征，理论可实现故障方向及故障判别。传统基于傅里叶变换的保护方向识别方法在频率分解中会将直流分量误分解至相邻频段，可能会影响保护判别结果，造成保护不正确动作。
[0004]对于长度较短、分界不明显的配电网馈线，其分段长度一般小于5～10km，且工程采样率普遍较低，行波、暂态量等高频量保护方法需要高采样率方法通常不适用于配电线路保护，也无法区分光伏配网故障电流方向。而差动保护则需线路两端通信传输数据，对配网的通信可靠程度要求较高；距离保护则要求配网保护端口采集电压量，而现运行配网中配备的PT较少，不具备距离保护适用条件。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术针对现有技术存在的问题，提供一种无需两端通信传输数据,仅利用电流信号就可以进行识别的配电网的线路故障方向识别方法、装置、设备及存储介质。
[0006]技术方案：第一方面，本专利技术提供了一种面向含光伏配电网的线路故障方向识别方法，包括：
[0007]提取线路的电流信号中的细节系数，并根据细节系数判断线路是否发生故障；
[0008]若发生故障，则获取故障时间窗内的电流信号，其中，所述故障时间窗为从判定发生故障的时刻向后延时预设第一时间段再开始的持续时间为预设第二时间段的时间窗；
[0009]提取故障分析时间窗内的电流信号的细节系数，保留细节系数表征低次谐波频段的电流信号；
[0010]计算保留的电流信号的能量值，并根据电流信号能量值识别故障方向。
[0011]进一步的，所述提取线路的电流信号中的细节系数，具体包括：采用离散小波变换分解电流信号，得到电流信号若干细节系数。
[0012]进一步的，所述根据细节系数判断线路是否发生故障，具体包括：
[0013]获取细节系数的极大值点；
[0014]判断极大值点是否大于预设启动阈值；
[0015]若判断结果为是，则判定发生故障，并将极大值点对应时刻作为发生故障的时刻；
[0016]若判断结果为否，则判定未发生故障。
[0017]进一步的，所述低次谐波频段具体为二三次谐波频段。
[0018]进一步的，所述根据电流信号能量值识别故障方向，具体包括：
[0019]判断电流信号能量值是否大于预设保护阈值；
[0020]若判断结果为是，则判定线路故障方向为光伏侧；
[0021]若判断结果为否，则判定线路故障方向为配电网侧。
[0022]第二方面，本专利技术提供了一种面向含光伏配电网的线路故障方向识别装置，包括：
[0023]故障判断模块，用于提取线路的电流信号中的细节系数，并根据细节系数判断线路是否发生故障；
[0024]故障信号提取模块，用于在发生故障时，获取故障时间窗内的电流信号，其中，所述故障时间窗为从判定发生故障的时刻向后延时预设第一时间段再开始的持续时间为预设第二时间段的时间窗；
[0025]电流信号提取模块，用于提取故障分析时间窗内的电流信号的细节系数，保留细节系数表征低次谐波频段的电流信号；
[0026]故障识别模块，用于计算保留电流信号的能量值，并根据电流信号能量值识别故障方向。
[0027]进一步的，所述故障判断模块包括：
[0028]细节系数提取单元，用于提取线路的电流信号中的细节系数；
[0029]极大值点获取单元，用于获取细节系数的极大值点；
[0030]第一判断单元，用于判断极大值点是否大于预设启动阈值；
[0031]第一判定单元，用于在第一判断单元判断结果为是时，判定发生故障，并将极大值点对应时刻作为发生故障的时刻；
[0032]第二判定单元，用于在第一判断单元判断结果为否时，判定未发生故障。
[0033]进一步的，所述故障识别模块具体包括：
[0034]能量计算单元，用于计算保留电流信号的能量值；
[0035]第二判断单元，用于判断电流信号能量值是否大于预设保护阈值；
[0036]第三判定单元，用于在第二判断单元判断结果为是时，判定线路故障方向为光伏侧；
[0037]第四判定单元，用于在第二判断单元判断结果为否时，判定线路故障方向为配电网侧。
[0038]第三方面，本专利技术提供了一种面向含光伏配电网的线路故障方向识别设备，包括处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的可执行程序，所述处理器执行所述可执行程序时实现上述方法。
[0039]第四方面，本专利技术提供了一种包含计算机可执行程序的存储介质，所述计算机可执行程序在由计算机处理器执行时，用于执行上述方法。
[0040]有益效果：本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：利用光伏电源与传统电源故障输出中谐波成分差异的本质区别，无需行波、暂态量等方法的高采样率，也无需两端通信传
输数据和电压传感器，就可以进行识别配电网的线路故障方向，成本低、方法简单。
附图说明
[0041]图1是本专利技术提供的面向含光伏配电网的线路故障方向识别方法的流程示意图；
[0042]图2是本专利技术中预设启动阈值判据图；
[0043]图3是含光伏配电网馈电线路的结构示意图；
[0044]图4是在不同故障方向时采用本专利技术得到的电流信号离散小波时频图；
[0045]图5是本专利技术提供的面向含光伏配电网的线路故障方向识别装置的模块示意图；
[0046]图6是本专利技术提供的面向含光伏配电网的线路故障方向识别设备的结构示意图。
具体实施方式
[0047]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0048]本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本专利技术的至少一个实施例中。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向含光伏配电网的线路故障方向识别方法，其特征在于，包括：提取线路的电流信号中的细节系数，并根据细节系数判断线路是否发生故障；若发生故障，则获取故障时间窗内的电流信号，其中，所述故障时间窗为从判定发生故障的时刻向后延时预设第一时间段再开始的持续时间为预设第二时间段的时间窗；提取故障分析时间窗内的电流信号的细节系数，保留细节系数表征低次谐波频段的电流信号；计算保留的电流信号的能量值，并根据电流信号能量值识别故障方向。2.根据权利要求1所述的面向含光伏配电网的线路故障方向识别方法，其特征在于：所述提取线路的电流信号中的细节系数，具体包括：采用离散小波变换分解电流信号，得到电流信号若干细节系数。3.根据权利要求1所述的面向含光伏配电网的线路故障方向识别方法，其特征在于：所述根据细节系数判断线路是否发生故障，具体包括：获取细节系数的极大值点；判断极大值点是否大于预设启动阈值；若判断结果为是，则判定发生故障，并将极大值点对应时刻作为发生故障的时刻；若判断结果为否，则判定未发生故障。4.根据权利要求1所述的面向含光伏配电网的线路故障方向识别方法，其特征在于：所述低次谐波频段具体为二三次谐波频段。5.根据权利要求1所述的面向含光伏配电网的线路故障方向识别方法，其特征在于：所述根据电流信号能量值识别故障方向，具体包括：判断电流信号能量值是否大于预设保护阈值；若判断结果为是，则判定线路故障方向为光伏侧；若判断结果为否，则判定线路故障方向为配电网侧。6.一种面向含光伏配电网的线路故障方向识别装置，其特征在于，包括：故障判断模块，用于提取线路的电流信号中的细节系数，并根据细节系数判断线路是否发生故障；故障信号提取模块，用于在发生故障时，获取故障时间窗内的电流信号，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵景涛，黄堃，郑舒，张晓燕，和敬涵，李猛，张颖媛，王辉，付明，石春虎，杜晓通，谢文强，刘瑞煌，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院有限公司北京交通大学国网江苏省电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：