[发明专利]一种基于故障态的光伏微电网故障隔离方法

摘要

针对含有光伏微电网的配电网的中的单相接地故障和瞬时性故障，本发明公开了一种基于故障态的光伏微电网故障隔离方法，它包括以下步骤(1)对微电网进行分区；(2)对故障区段进行隔离；(3)将单相接地故障线进行切除；(4)对故障微电网分区恢复供电。本发明将微电网进行合理的分区，通过分界开关隔离故障区段，减少了停电的范围；通过充分利用光伏逆变器固有的反孤岛保护功能，将光伏电源与电网隔离后，通过S变换选取故障线路，提高了继电保护的可靠性和选线的准确率，解决了含有光伏电源的配电网由于功率的双向流动引起的继电保护不可靠的问题，本发明对配电网中的单相接地故障以及其他瞬时性故障具有较好的保护效果。

主权项

一种基于故障态的光伏微电网故障隔离方法，其特征是，包括以下步骤：（1）对微电网进行分区：按照与配电网主网的连接关系将配电网中含有光伏的微电网进行分区，分成多个微电网分区，在每个微电网分区与上级电网之间的公共耦合点（PCC0、PCC1）上装设分界开关， 在每一个微电网分区母线与上级电网母线之间装设有开口三角电压互感器，在配电网的每个负荷馈线和供电线路上分别装设三个相电流互感器和一个零序电流互感器；（2）对故障区段进行隔离：当开口三角电压互感器检测到单相接地故障或过电流保护动作时，通过线路上的零序电流互感器确定故障线路，根据故障线路确定发生故障的微电网分区及其下级分区，并将故障微电网分区进行隔离；（3）将单相接地故障线进行切除：获取故障微电网分区中各个负荷馈线和供电线路的三相电流采样信号，三相电流采样信号经过S变换获取零序电流的相角和幅值，选择零序电流幅值最大的三条线路进行比较，通过比较零序电流的相角选择故障相线，切除单相接地故障线；（4）对故障微电网分区恢复供电：通过故障微电网分区分界开关处的电压互感器、各个馈线和供电线路的电流互感器量测是否还存在故障，当该故障微电网分区仍然存在单相接地故障，重复步骤（3）将单相接地故障线进行切除；当该故障微电网分区存在其他永久性故障，断开其分界开关使下级分区孤岛运行，重新恢复供电；当该故障微电网分区内各个馈线和供电线路恢复正常，该故障微电网分区内光伏电源（DG）经过延时T1时间后重新接入微电网，并闭合该故障微电网分区的分界开关及其下级分区分界开关，配电系统重新恢复正常供电；所述通过线路上的零序电流互感器确定故障线路的过程包括以下步骤：建立变电站电缆出线故障仿真模型：根据变电站电缆出线及配网模型建立变电站电缆出线故障仿真模型，所述变电站电缆出线故障仿真模型包括变压器，在变压器的出线侧连接有三条出线线路，每条出线线路中均包含电缆线路和架空线路，所述电缆线路一端与变压器相连，另一端与架空线路一端相连，架空线路的另一端悬空，在每条出线线路中均设置有仿真线路故障；获取训练样本：分别对变电站电缆出线故障仿真模型中各条出线线路设置不同故障距离、不同过渡电阻以及不同故障初相角进行仿真，提取各条出线线路的电流初始行波和暂态信号；根据电流初始行波零模分量的幅值、极性以及暂态主频的幅值、相位，得到训练样本；BP神经网络训练：利用训练样本对BP 神经网络模型进行训练；获取电流初始行波零模分量的模极大值及极性：在变电站的每条出线线路中设置零序电流互感器，利用零序电流互感器获取各条线路的零模电流，通过小波分析方法提取初始行波波头的模极大值和极性；提取暂态主频幅值和相位：利用零序电流互感器获取零模电流暂态波形，通过FFT 算法得到各条线路暂态主频的幅值和相位；通过神经网络进行确定故障线路：将提取出的初始电流行波的模极大值、极性和暂态主频的幅值、极性输入训练好的BP 神经网络, 确定故障线路。