一種有源配電網故障定位方法及系統的製作方法
2023-06-09 05:13:01
一種有源配電網故障定位方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種有源配電網故障定位方法及系統，該方法包括以下步驟：1、將各饋線終端故障電流檢測定值設定為高於最大負荷電流；2、當有源配電網發生故障時，有故障電流流過的饋線終端啟動故障檢測並向配電網系統主站報送短路電流測量值；3、配電網系統主站根據線路出口開關饋線終端上報的流過出口斷路器的短路電流，重新設定故障電流檢測定值，然後判斷某一線路上的開關是否有故障電流流過，然後，採用常規的故障定位方法識別故障區段。該系統包括配電網系統主站、饋線終端和通訊系統，所述配電網系統主站通過通訊系統與各饋線終端相連接，以進行信息交換。該方法及系統可以簡單、快速地進行故障定位，且易於實施，使用效果好。
【專利說明】一種有源配電網故障定位方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力自動化【技術領域】，特別涉及一種有源配電網故障定位方法及系統，適用於中壓配電線路(饋線)發生故障後，實現故障的自動定位。
【背景技術】
[0002]目前，有源配電網發生短路故障時，分布式電源向故障點注入短路電流，使故障點下遊開關也有短路電流流過。如果分布式電源提供短路電流超過電流檢測整定值，故障點下遊開關的FTU也將向主站報送有故障電流流過的信息，致使傳統電流故障定位方法失效。
[0003]有源配電網故障點下遊開關流過的短路電流與接入的分布式電源的類型與數量有關。在實施饋線自動化時，需要計算有源配電網發生短路故障時線路上分布式電源提供的短路電流，如果小於額定電流，則對常規的電流比較式故障定位方法沒有影響；如果大於額定電流，但小於2倍的額定電流，通過提高過電流檢測定值可以克服其影響並且對故障檢測的靈敏度基本沒有影響；如果大於2倍的額定電流，則需要採用其他故障定位方法。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於提供一種有源配電網故障定位方法及系統，該方法及系統可以簡單、快速地進行故障定位，且易於實施，使用效果好。
[0005]為實現上述目的，本發明的技術方案是:一種有源配電網故障定位方法，包括以下步驟:
步驟S1:將各饋線終端故障電流檢測定值設定為高於最大負荷電流；
步驟S2:當有源配電網發生故障時，流過電流大於故障電流檢測定值的饋線終端啟動故障檢測並向配電網系統主站報送短路電流測量值；
步驟S3:配電網系統主站根據出口斷路器饋線終端上報的流過出口斷路器的短路電流，重新設定故障電流檢測定值，然後根據故障電流檢測定值判斷上報故障信息的線路上的開關是否有故障電流流過，然後，採用常規的故障定位方法識別故障區段。
[0006]進一步的，配電網系統主站根據饋線終端上報的流過出口斷路器的短路電流，重新設定故障電流檢測定值為所述流過出口斷路器的短路電流的二分之一。
[0007]本發明還提供了一種有源配電網故障定位系統，包括配電網系統主站、饋線終端和通訊系統，所述配電網系統主站通過通訊系統與各饋線終端相連接，以進行信息交換；
所述配電網系統主站用於收集線路上各饋線終端的故障信息，根據所收集到的故障信息重新設定故障電流檢測定值，並對各饋線終端上傳信息進行分析，確定故障區段；
所述饋線終端包括線路出口開關饋線終端及線路上開關饋線終端，用於採集各開關的故障信息並上報配電網系統主站；
所述通訊系統為配電網系統主站與各饋線終端進行通訊提供通道。
[0008]本發明的有益效果是提出了一種有源配電網故障定位方法及系統，其根據出口斷路器的短路電流動態調整FTU故障電流檢測定值，克服了有源配電網中分布式電源對故障定位的幹擾，從而實現了簡單、快速的故障定位，且該方法及系統易於實施，具有很強的實用性和廣闊的應用前景。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是本發明方法的實現流程圖。
[0010]圖2是本發明系統的結構示意圖。
[0011]圖3是本發明一實施例中有源配電網的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]本發明有源配電網故障定位方法，如圖1所示，包括以下步驟:
步驟S1:將各饋線終端(FTU)故障電流檢測定值設定為高於最大負荷電流。配電網發生故障時，其故障電流遠大於正常工作電流，將故障電流檢測定值設定為高於最大負荷電流，可以讓終端在饋線正常工作時不必檢查故障，處於比較空閒的狀態。
[0013]步驟S2:當有源配電網發生故障時，流過電流大於故障電流檢測定值的饋線終端啟動故障檢測並向配電網系統主站報送短路電流測量值。
[0014]步驟S3:配電網系統主站根據出口斷路器饋線終端上報的流過出口斷路器的短路電流，重新設定故障電流檢測定值，然後根據故障電流檢測定值判斷上報故障信息的線路上的開關是否有故障電流流過，然後，採用常規的故障定位方法識別故障區段。
[0015]在本實施例中，重新設定故障電流檢測定值為所述流過出口斷路器的短路電流的二分之一。
[0016]本發明還提供了與上述方法相應的有源配電網故障定位系統，如圖2所示，包括配電網系統主站(或配電子站)、饋線終端(FTU)和通訊系統，所述配電網系統主站通過通訊系統與各饋線終端相連接，以進行信息交換；
所述配電網系統主站用於收集線路上各饋線終端的故障信息，根據所收集到的故障信息重新設定故障電流檢測定值，並對各饋線終端上傳信息進行分析，確定故障區段；
所述饋線終端包括線路出口開關饋線終端及線路上開關饋線終端，用於採集各開關的故障信息並上報配電網系統主站；
所述通訊系統為配電網系統主站與各饋線終端進行通訊提供通道。
[0017]分布式電源短路電流對故障定位有影響的主要原因是導致故障點下遊的開關也有故障電流流過。FTU採用固定的過電流定值，難以兼顧故障檢測的可靠性與靈敏性。例如，如果把過電流整定值設定為5倍的線路額定電流，可以基本上克服掉分布式電源短路電流的影響，但當故障電阻較大、短路電流較小時，將會造成漏報故障。
[0018]事實上，分布式電源提供的短路電流與系統提供的短路電流總是成比例變化的；當因故障電阻大系統短路電流減少，分布式電源短路電流也相應地減少。因此，如果根據出口斷路器檢測到的短路電流動態調整FTU過電流定值，便能夠在保證故障檢測的靈敏度的前提下，防止故障點下遊FTU誤報故障。在有源配電網發生短路故障時，即便是考慮最不利的情況，分布式電源提供的短路電流也不到系統短路電流的一半，因此，可將FTU過電流檢測的整定值設定為出口斷路器處測量到的短路電流的一半。
[0019]下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。
[0020]圖3是本發明一實施例中有源配電網的結構示意圖。出口斷路器QF與分支開關Ql和分段開關Q3之間線路是一個區段(I號)；分支開關Ql與Q2之間線路是一個區段(2號)；分段開關Q3、Q4、Q5、Q6之間的部分線路構成一個區段(4號)，其中包括一段T接的分支線路，還有分段開關Q2下遊的3號區段，分段開關Q5下遊的5號區段與分段開關Q6下遊的6號區段，開關Q5、Q6下遊都接有分布式電源。圖3中所有開關都是可遙控開關，且除聯絡開關Q4外，都處於合位。配電網系統還包括配電網系統主站(或配電子站)、饋線終端(FTU)和通訊系統，配電網系統主站通過通訊系統與饋線終端相連接，以進行信息交換，饋線終端(FTU)負責監控配電線路上各開關的信息並控制開關動作。
[0021]以上所述圖3配電網結構示意圖中，區段，是指配電線路中不可由開關(斷路器、分段開關、分支線開關)再分割的或者不含線路開關的一段線路或若干段連通的線路。與區段相鄰的開關稱為邊界開關。在輻射型線路中，邊界開關中最靠近變電站的開關，稱為上遊邊界開關。如圖3所示線路中的4號區段的邊界開關是Q3、Q4、Q5、Q6，其中是Q3上遊邊界開關，Q4、Q5、Q6則屬於下遊邊界開關。
[0022]電流比較故障定位算法的原理是:首先根據FTU報送的故障電流檢測結果，檢查區段的上遊邊界開關是否有故障電流流過，如果區段的上遊邊界開關有故障電流流過，區段中其他任何一個邊界開關有故障電流流過，說明故障電流是穿越性的，該區段屬於非故障區段；如果區段的上遊邊界開關有故障電流流過，區段中其他任何一個邊界開關都沒有故障電流流過，說明故障電流是注入性，該區段就是故障區段。對於末端開關(下遊沒有其他開關)來說，如果有故障電流流過，則判斷為故障在其下遊線路上。
[0023]故障定位步驟:
步驟1:根據配電線路實時網絡拓撲連接關係，從出口斷路器開始沿線路搜索能夠被遙控的線路開關，據此劃分出區段並編號。圖3所示實施例中分別編號為區段I (出口斷路器QF與分支開關Ql和分段開關Q3之間線路)、區段2 (分支開關Ql與Q2之間線路)、區段3 (分段開關Q2下遊的線路)、區段4 (分段開關03、04、05、06之間的線路)、區段5 (分段開關Q5下遊的線路)、區段6 (分段開關Q6下遊的線路)
步驟2:圖3中假設Fl點發生短路故障，FTU啟動故障檢測並向主站報送短路電流測量值。斷路器QF與分段開關Q3均有故障電流流向故障點，對於I號區段來說，故障電流是穿越性的，該區段屬於非故障區段；開關Q5、Q6下遊都接有分布式電源，當Fl點發生短路故障時，分布式電源提供的短路電流流過開關Q5、Q6，開關Q5、Q6中也有故障電流流過，當分布式電源提供的短路電流超過整定值時，Q5、Q6的FTU將向主站報送有故障電流流過的信息。對於第4號區段，若按常規電流比較的故障定位算法，Q5、Q6是其下遊邊界開關，主站對該區段上故障電流性質的判斷結果是穿越性的，因此被誤判為非故障區段。
[0024]步驟3:主站根據FTU報上來的流過出口斷路器的短路電流，重新設定故障電流檢測定值為出口斷路器短路電流的二分之一，並重新判斷線路上的各開關是否有故障電流流過。斷路器QF與分段開關Q3均有故障電流流向故障點，對於I號區段來說，故障電流是穿越性的，該區段屬於非故障區段；開關Q5、Q6下遊都接有分布式電源，當Fl點發生短路故障時，分布式電源提供的短路電流流過開關Q5、Q6，但分布式電源提供的短路電流沒有超過故障電流檢測定值，Q5、Q6的FTU不向主站報送有故障電流流過的信息。對於第4號區段來說，Q5、Q6是其下遊邊界開關，沒有故障電流流過，主站對該區段上故障電流性質的判斷結果是注入性的，因此判為故障區段。
[0025]以上是本發明的較佳實施例，凡依本發明技術方案所作的改變，所產生的功能作用未超出本發明技術方案的範圍時，均屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種有源配電網故障定位方法，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟S1:將各饋線終端故障電流檢測定值設定為高於最大負荷電流； 步驟S2:當有源配電網發生故障時，流過電流大於故障電流檢測定值的饋線終端啟動故障檢測並向配電網系統主站報送短路電流測量值； 步驟S3:配電網系統主站根據出口斷路器饋線終端上報的流過出口斷路器的短路電流，重新設定故障電流檢測定值，然後根據故障電流檢測定值判斷上報故障信息的線路上的開關是否有故障電流流過，然後，採用常規的故障定位方法識別故障區段。
2.根據權利要求1所述的一種有源配電網故障定位方法，其特徵在於，配電網系統主站根據饋線終端上報的流過出口斷路器的短路電流，重新設定故障電流檢測定值為所述流過出口斷路器的短路電流的二分之一。
3.一種有源配電網故障定位系統，其特徵在於，包括配電網系統主站、饋線終端和通訊系統，所述配電網系統主站通過通訊系統與各饋線終端相連接，以進行信息交換； 所述配電網系統主站用於收集線路上各饋線終端的故障信息，根據所收集到的故障信息重新設定故障電流檢測定值，並對各饋線終端上傳信息進行分析，確定故障區段； 所述饋線終端包括線路出口開關饋線終端及線路上開關饋線終端，用於採集各開關的故障信息並上報配電網系統主站； 所述通訊系統為配電網系統主站與各饋線終端進行通訊提供通道。
【文檔編號】G01R31/08GK104049178SQ201410297200
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月28日 優先權日:2014年6月28日
【發明者】李天友, 黃建業, 陳彬, 徐丙垠, 王敬華 申請人:國家電網公司, 國網福建省電力有限公司, 國網福建省電力有限公司電力科學研究院, 山東理工大學