一种配电网相间故障方向判别方法及系统

本发明涉及新能源电力系统继电保护领域，具体涉及一种基于负序电流幅值的分布式光伏配电网相间故障方向判别方法及系统。

背景技术：

1、分布式光伏接入配电网后，配电网由单电源辐射状供电网络变为多端有源的复杂网络，可能导致无方向性的电流保护无选择性误动。方向判据可以解决这一问题，但传统负序故障分量方向保护受到光伏负序等效阻抗的影响存在适应性问题，目前缺乏针对含分布式光伏配电网相间短路故障方向的可靠判别方法。与传统单电源辐射状配电网不同的是，分布式光伏接入配电网的故障电流方向的改变导致原有电流保护会发生无选择性误动。因此，故障方向判据被应用在配电网中来解决这一问题。相关文献《故障分量方向元件在交直流多端馈入系统中的适应性分析》(发表于《电力系统自动化期刊》，第45卷第9期2021年5月10日)指出受逆变型电源控制策略的影响，其逆变器序阻抗与同步机电源有很大差异，导致传统故障分量方向元件在逆变型电源接入的系统中存在不适用的问题。尤其是逆变型电源的负序抑制控制策略导致负序分量方向元件无法正常工作，从而导致缺乏可靠判断相间短路故障方向的保护方法。

2、分布式光伏接入配电网后，故障电流的大小和方向均会发生变化，从而导致原有电流保护的无选择性误动。因此，方向判据被应用在配电网中来解决这一问题，但是传统负序故障分量方向判据受到分布式光伏负序抑制控制策略的影响不再适用。

技术实现思路

1、针对分布式光伏接入的配电网，本发明提出了一种配电网相间故障方向判别方法及系统，可靠判别相间短路故障方向，实现了线路发生两相短路时故障方向的正确可靠判别。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种配电网相间故障方向判别方法，包括：

4、在两相短路故障保护启动时间t0进行一个周波t时长采样，得到故障保护启动后一个周波内采样得到的三相电流；

5、将所述故障保护启动后一个周波内采样得到的三相电流分别进行傅里叶变换，得到傅里叶变换后的三相电流；

6、计算两相短路故障后流经保护的负序电流

7、根据两相短路故障后流经保护的负序电流判别两相短路的故障保护方向，当两相短路故障后流经保护的负序电流小于等于基于负序电流幅值的方向判据预设阈值iset时，判定为反方向故障，当两相短路故障后流经保护的负序电流大于基于负序电流幅值的方向判据预设阈值iset时，判定为正方向故障。

8、一种配电网相间故障方向判别系统，包括采样模块100、采样电流转换模块200、负序电流计算模块300以及故障保护方向判别模块400；

9、所述采样模块100用于在两相短路故障保护启动时间t0进行一个周波t时长采样；所述采样电流转换模块200用于将故障保护启动后一个周波内采样得到的三相电流分别进行傅里叶变换；所述负序电流计算模块300用于计算两相短路故障后流经保护的负序电流所述故障保护方向判别模块400用于根据两相短路故障后流经保护的负序电流判别两相短路的故障保护方向，当两相短路故障后流经保护的负序电流小于等于基于负序电流幅值的方向判据预设阈值iset时，判定为反方向故障，当两相短路故障后流经保护的负序电流大于基于负序电流幅值的方向判据预设阈值iset时，判定为正方向故障。

10、一种计算机可读性存储介质，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行上述任意一项所述的配电网相间故障方向判别方法。

11、一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行上述任意一项所述的配电网相间故障方向判别方法。

12、与现有技术相比，本发明提出的一种配电网相间故障方向判别方法能够达成以下有益技术效果：

13、基于负序电流幅值建立的判据，实现了含分布式光伏配电网相间故障方向判别，以确保分布式光伏接入的配电网中发生两相短路时故障方向的快速可靠判别。

技术特征：

1.一种配电网相间故障方向判别方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种配电网相间故障方向判别方法，其特征在于，所述故障保护启动后一个周波内采样得到的三相电流如下式所示：

3.根据权利要求1所述的一种配电网相间故障方向判别方法，其特征在于，所述两相短路故障后流经保护的负序电流如下所示：

4.根据权利要求1所述的一种配电网相间故障方向判别方法，其特征在于，所述基于负序电流幅值的方向判据预设阈值iset如下式所示：

5.实现根据权利要求1-4任一项所述的一种配电网相间故障方向判别方法的一种配电网相间故障方向判别系统，其特征在于，包括采样模块(100)、采样电流转换模块(200)、负序电流计算模块(300)以及故障保护方向判别模块(400)；

6.根据权利要求5所述的一种配电网相间故障方向判别系统，其特征在于，所述故障保护启动后一个周波内采样得到的三相电流如下式所示：

7.根据权利要求5所述的一种配电网相间故障方向判别系统，其特征在于，所述两相短路故障后流经保护的负序电流如下所示：

8.根据权利要求5所述的一种配电网相间故障方向判别系统，其特征在于，所述基于负序电流幅值的方向判据预设阈值iset如下式所示：

9.一种计算机可读性存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行权利要求1至4中任意一项所述的配电网相间故障方向判别方法。

10.一种处理器，其特征在于，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行权利要求1至4中任意一项所述的配电网相间故障方向判别方法。

技术总结
本发明公开了一种配电网相间故障方向判别方法及系统，包括采样模块(100)、采样电流转换模块(200)、负序电流计算模块(300)以及故障保护方向判别模块(400)；在两相短路故障保护启动时间t<subgt;0</subgt;进行一个周波T时长采样，得到故障保护启动后一个周波内的三相电流；将所述故障保护启动后一个周波内采样得到的三相电流分别进行傅里叶变换，得到傅里叶变换后的三相电流；计算两相短路故障后流经保护的负序电流；判别两相短路的故障保护方向。与现有技术相比，本发明能够确保分布式光伏接入的配电网中发生两相短路时故障方向的快速可靠判别。

技术研发人员：何佳伟,牟锐,李斌,么军,郝毅,张永伍,王洋,姚程,贺春,刘涛,袁仲琛,黄潇潇,杨畅
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19