有源配电网故障定位技术研究

发布时间：2017-11-12 08:38

  本文关键词：有源配电网故障定位技术研究

  更多相关文章： 分布式电源 有源配电网 FTU优化布置 遗传算法 故障定位 故障测距

【摘要】：清洁能源技术的大力发展,使得越来越多的分布式电源(Distributed Generation,DG)接入配电网运行,传统的单电源配电网系统正在逐渐转变为多电源供电的有源配电网。相比于传统配电网,有源配电网的运行管理方式和故障分析会变得更为复杂。故障定位技术作为配电自动化系统的重要功能,是保证有源配电网可靠稳定运行的关键。本文以有源配电网为主要研究对象,分别从有源配电网馈线终端单元装置(Feeder Terminal Unit,FTU)优化布置研究、故障区域定位算法以及故障测距算法等方面展开有源配电网故障定位技术研究。本文的主要研究内容如下：首先,从有源配电网的故障定位技术角度,提出了一种适应DG接入的有源配电网FTU优化布置算法。结合有源配电网的网络特征,通过在有源配电网内优化布置FTU可以保证有源配电网的状态估计精度要求。通过FTU实现对故障区域的有效隔离,分析了FTU的布置情况对故障发生后有源配电网的网络故障停电损失影响。在此基础上以有源配电网中FTU布置数量最少为目标函数,以满足有源配电网的状态估计精度要求和故障停电损失要求为约束条件,建立了FTU优化布置数学模型,并且采用遗传算法进行求解。仿真算例验证了优化布置算法的正确性和有效性。其次,针对有源配电网系统中发生短路故障的情况,提出了一种适用于含多电源的有源配电网故障区域定位算法。分析了有源配电网的故障特性,根据有源配电网内FTU的布置情况对网络进行了不同区域的划分。以划分后的网络子区域为分析对象,通过分析区域中所有FTU端口的类型及FTU检测到的故障电流,在此基础上根据故障定位判据即可实现对系统内故障所在区域的准确定位。仿真算例验证了在有源配电网的不同区域内发生故障时,算法均能实现对系统内故障区域的准确定位,且算法不受DG输出容量变化的影响。最后,为了实现对故障区域内故障点位置的精确测距,提出了一种有源配电网的故障测距新算法。算法将故障区域视为多端口故障网络模型,根据故障区域的所有FTU端口的故障信息建立FTU测量点电压方程组,通过严格的数学推导得到非线性故障测距方程组。采用牛顿-拉夫逊法对此方程组进行求解,确定故障点所在故障区域中的具体位置。对于故障区域中包含多条支路的情况,通过多次故障测距过程最终确定故障点位置。仿真算例分析表明,故障测距算法可以实现对故障点的精确定位,且算法不受过渡电阻的影响,算法的故障测距精度较高,适用范围广。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM732

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本文编号：1175168