多维信息协同的配电网故障定位方法、装置、设备及介质与流程

本发明属于电力系统继电保护，具体涉及一种多维信息协同的配电网故障定位方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、双馈风机短路电流幅值受限、相角受控，在机端电压跳变后，短路电流解析受锁相环动态特性影响，其暂态特性与同步电机短路电流具有明显区别。连接于同一集电线路上的风电机群暂态特性受机间交互作用影响，传统单机聚合的风电场群暂态模型解析精度不够准确。双馈风场拓扑结构为串联链式供电，该拓扑结构比传统交流输电线路更为复杂，保护配置需考虑上下级范围配合问题；双馈风场集电线路保护配置位置在线路近汇集母线端口，风机箱变低压侧配置熔断器保护装置；相比于传统配电网保护，双馈风场集电线路保护难以通过上下级配合实现保护的选择性。

2、近年来，国内外学者对风场集电线路保护进行了大量的研究。现有集电线路一般配置过流保护识别与切除相间短路、配置零序电流保护识别与切除接地短路。过流保护的整定方式有三种，第一种为躲首个风机箱变低压侧故障时最大短路电流；该整定方式从阈值上满足了集电线路保护和箱变保护之间的选择性，但是灵敏性较差，切除保护速度过慢容易导致风机脱网数量增加，影响风场稳定。第二种为躲集电线末端故障最大短路电流，该方式选择性较好，但是不能保护线路全长，灵敏性较差，使故障无法快速切除，扩大故障范围。第三种为对集电线路末端最小运行方式故障有一定灵敏度，该整定方式能够覆盖集电线路全长，但是由于保护范围过长，风机箱变低压侧发生故障时，容易出现无选择性误动情况。由于风场变压器绕组接线方式设置，零序电流保护具有较高的灵敏性以及保护范围，但是无法识别相间故障。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多维信息协同的配电网故障定位方法、装置、设备及介质，以至少解决上述技术问题之一。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明第一方面，提供了一种多维信息协同的配电网故障定位方法，包括：

4、获取目标配电网中汇集母线上的实时电压数据、电流数据；

5、根据采所述汇集母线上电压数据、电流数据，计算线路1模电流、2模电流；

6、根据线路1模电流、2模电流，计算复合模电流差异因子em；

7、根据复合模电流差异因子em与预设值eset之间的关系，确定配电网故障。

8、进一步的，根据采所述汇集母线上电压数据、电流数据，计算线路1模电流、2模电流，具体如下：

9、

10、

11、其中，im1、im2分别表示线路1模电流、2模电流；um1、um2分别表示双馈风机馈入集电线路的1模、2模电压；lt表示变压器的等效电抗，k表示变压器的变比，uv10表示箱变集电线侧的1模电压，g表示与转速相关的函数，c1、c2表示常数，uv20表示箱变集电线侧的2模电压，分别为与转速相关的函数。

12、进一步的，根据线路1模电流、2模电流，计算复合模电流差异因子em，具体如下：

13、

14、其中，n为采样点数，im1(i)、im2(i)分别是利用第i个采样点的实际故障数据计算得到的线路1模电流、2模电流，im1’(i)、im2’(i)为线路两端线路1模电流、2模电流的实际值。

15、进一步的，根据复合模电流差异因子em与预设值eset之间的关系，确定配电网故障，包括：

16、若复合模电流差异因子em大于预设值eset，则配电网故障为区内故障；

17、若复合模电流差异因子em小于预设值eset，则配电网故障为区外故障。

18、本发明第二方面，提供了一种多维信息协同的配电网故障定位装置，包括：

19、获取模块，用于获取目标配电网中汇集母线上的实时电压数据、电流数据；

20、第一计算模块，用于根据采所述汇集母线上电压数据、电流数据，计算线路1模电流、2模电流；

21、第二计算模块，用于根据线路1模电流、2模电流，计算复合模电流差异因子em；

22、故障确定模块，用于根据复合模电流差异因子em与预设值eset之间的关系，确定配电网故障。

23、进一步的，第一计算模块中，计算线路1模电流、2模电流的方法具体如下：

24、

25、

26、其中，im1、im2分别表示线路1模电流、2模电流；um1、um2分别表示双馈风机馈入集电线路的1模、2模电压；lt表示变压器的等效电抗，k表示变压器的变比，uv10表示箱变集电线侧的1模电压，g表示与转速相关的函数，c1、c2表示常数，uv20表示箱变集电线侧的2模电压，分别为与转速相关的函数。

27、进一步的，第二计算模块中，计算复合模电流差异因子em的方法具体如下：

28、

29、其中，n为采样点数，im1(i)、im2(i)分别是利用第i个采样点的实际故障数据计算得到的线路1模电流、2模电流，im1’(i)、im2’(i)为线路两端线路1模电流、2模电流的实际值。

30、进一步的，故障确定模块，具体用于，确定配电网故障，包括：

31、若复合模电流差异因子em大于预设值eset，则配电网故障为区内故障；

32、若复合模电流差异因子em小于预设值eset，则配电网故障为区外故障。

33、本发明第三方面，提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现如上述的多维信息协同的配电网故障定位方法。

34、本发明第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现如上述的多维信息协同的配电网故障定位方法。

35、与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：

36、本发明实施例提供的配电网故障定位方法，推导了计及箱变相位变换影响的集电线路机群馈入汇集母线的1模、2模电流表达式，通过对比集电线路区外系统故障与区内故障两种情境下流入集电线路端口的复合模电流差异特征，判别故障方向。可以实现集电线路保护与箱变熔断器之间的保护配合，具有不扩大故障切除范围、不受新能源特性与高阻接地影响的特点。

37、本申请的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。

技术特征：

1.一种多维信息协同的配电网故障定位方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的多维信息协同的配电网故障定位方法，其特征在于，根据采所述汇集母线上电压数据、电流数据，计算线路1模电流、2模电流，具体如下：

3.根据权利要求1所述的多维信息协同的配电网故障定位方法，其特征在于，根据线路1模电流、2模电流，计算复合模电流差异因子em，具体如下：

4.根据权利要求1所述的多维信息协同的配电网故障定位方法，其特征在于，根据复合模电流差异因子em与预设值eset之间的关系，确定配电网故障，包括：

5.一种多维信息协同的配电网故障定位装置，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的多维信息协同的配电网故障定位装置，其特征在于，第一计算模块中，计算线路1模电流、2模电流的方法具体如下：

7.根据权利要求5所述的多维信息协同的配电网故障定位装置，其特征在于，第二计算模块中，计算复合模电流差异因子em的方法具体如下：

8.根据权利要求5所述的多维信息协同的配电网故障定位装置，其特征在于，故障确定模块，具体用于，确定配电网故障，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序以实现如权利要求1至4中任意一项所述的多维信息协同的配电网故障定位方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有至少一个指令，所述至少一个指令被处理器执行时实现如权利要求1至4中任意一项所述的多维信息协同的配电网故障定位方法。

技术总结
本申请公开了一种多维信息协同的配电网故障定位方法、装置、设备及介质，本发明实施例提供的配电网故障定位方法，根据采所述汇集母线上电压数据、电流数据，计算线路1模电流、2模电流；根据线路1模电流、2模电流，计算复合模电流差异因子E<subgt;m</subgt;；根据复合模电流差异因子E<subgt;m</subgt;与预设值E<subgt;set</subgt;之间的关系，确定配电网故障。通过对比集电线路区外系统故障与区内故障两种情境下流入集电线路端口的复合模电流差异特征，判别故障方向。可以实现集电线路保护与箱变熔断器之间的保护配合，具有不扩大故障切除范围、不受新能源特性与高阻接地影响的特点。

技术研发人员：李熙钦,赵虎,赵俊颖,张茂群,张志远,安荣起,马静,聂珍存,吴珂,梁晨,侯宗祥,张茁
受保护的技术使用者：国网北京市电力公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16