基于同步量测数据的智能配电网短路故障区间定位研究

发布时间：2023-09-17 13:23

　　配电网在接纳可再生能源、保障电网安全高效运行中发挥着重要作用。配电网发生短路故障时,快速并精确地完成故障区段定位是保证配电网稳定性和安全性的前提。配电网拓扑结构复杂,开关动作频繁,潮流双向多变,区段分布具有随机性和时变性的特点;同时,分布式电源(Distributed Generator,DG)的大规模接入,DG侧短路电流幅值变化不明显,且配电网短路电流易受负荷影响的问题,使得传统方案难以准确定位故障区段;此外,在孤岛运行情况下,配电网DG因容量受限,传统过流保护方案极易发生漏判或误判现象。广域、同步的相量数据是解决上述问题的关键,而目前基于数据采集与监视控制系统的故障诊断仅能提供非同步电压/电流幅值信息。高精度同步相量测量单元(Phasor Measurement Units,PMU)可以实现相量信息的快速提取和同步传输,在配电网中得到越来越多的关注。PMU将各测点电压/电流的幅值、相位等信息传入主站,利用全局同步电压/电流相量,对电网运行特征进行实时计算和监测,为DG高渗透率下的故障特征辨识和故障定位提供了新的思路。本文针对上述短路故障诊断问题及DG接入造成的影响进行了深入研究,提...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 课题研究现状
        1.2.1 含DG配电网短路故障定位现状
        1.2.2 孤岛运行状态下配电网故障诊断研究现状
        1.2.3 基于PMU的短路故障区段定位研究现状
    1.3 本文主要工作
第2章 考虑PMU配置的配电网区段辨识方法
    2.1 考虑PMU配置的配电网络拓扑建模
        2.1.1 配电网网络节点的表达
        2.1.2 考虑PMU配置的网络拓扑处理
    2.2 基于邻接子阵法的配电网区段辨识方法
        2.2.1 邻接子阵法辨识原理
        2.2.2 基于Dijkstra算法的节点位置关系辨识
        2.2.3 算法流程
    2.3 算例分析
        2.3.1 基于邻接子阵法的算法有效性验证
        2.3.2 开关变位情况下的算法有效性验证
        2.3.3 PMU通信异常情况下的算法有效性验证
    2.4 本章小结
第3章 基于时空特征矩阵F-范数的自适应短路故障区段定位算法
    3.1 含DG配电网短路故障特性分析
        3.1.1 传统基于相序电流幅值差动保护的特征分析
        3.1.2 传统基于相序电流相位差保护的特征分析
        3.1.3 考虑区段负荷的故障电流变化特性分析
    3.2 基于时空特征矩阵F-范数的区段定位算法
        3.2.1 多端区段的特征值构造
        3.2.2 算法判据阈值的构造
        3.2.3 算法执行流程
    3.3 算例分析
        3.3.1 不同DG渗透率下算法有效性分析
        3.3.2 不同过渡电阻下算法有效性验证
        3.3.3 多故障场景下算法有效性验证
        3.3.4 基于配电网动模数据的算法有效性验证
    3.4 本章小结
第4章 基于多端量测数据的孤岛配电网故障定位算法
    4.1 考虑DG控制策略影响的孤岛运行特性分析
        4.1.1 风机系统控制策略分析
        4.1.2 光伏系统控制策略分析
    4.2 基于正序电压相量的孤岛运行故障定位算法
        4.2.1 综合特征值的构造
        4.2.2 算法判据阈值的构造
        4.2.3 算法流程
    4.3 算例分析
        4.3.1 不同故障类型场景下算法有效性验证
        4.3.2 多故障场景下算法有效性验证
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间取得的成果
学位论文评阅及答辩情况表



本文编号：3847509