高比例分布式电源接入的配电网短路故障检测方法及系统与流程

本发明属于电力系统安全运行，尤其涉及一种高比例分布式电源接入的配电网短路故障检测方法及系统。

背景技术：

1、随着高比例分布式电源系统的接入，传统配电网的运行方式发生了变化，对配电网的故障检测产生了重大影响。也使得针对传统配电网的故障检测方法不再适用于现有的网络。传统的故障识别多以稳态信号作为检测特征，一般故障，电压、电流等电气量在故障前后变化明显，故障检测可以通过识别这些稳态突变量来进行。

2、但是高阻故障的故障电气量变化微弱，传统的保护装置难以检测，容易被漏判、错判，无法保证可靠性。亟需充分发掘在新型配电网下的故障特征，尤其是针对故障信号微弱不易检测的高阻接地故障进行特征提取与分析。

技术实现思路

1、本发明提供一种高比例分布式电源接入的配电网短路故障检测方法及系统，用于解决无法在故障信号微弱不易检测的高阻接地故障中进行特征提取与分析的技术问题。

2、第一方面，本发明提供一种高比例分布式电源接入的配电网短路故障检测方法，包括：

3、采集分布式电源的接入点电压以及输出电流；

4、分别对所述接入点电压和所述输出电流进行快速傅里叶分解，得到所述接入点电压和所述输出电流在各个谐波频率处的谐波幅值，并通过欧姆定律计算各个谐波频率处的虚拟阻抗值；

5、选定存在虚拟阻抗的谐波频率，得到谐波频率集，其中，所述谐波频率集中各个谐波频率所需的谐波次数的集合为，到的数值依次增大；

6、在所述谐波频率集中筛选出最大虚拟阻抗值对应的目标谐波频率，通过对目标谐波频率在谐波频率集范围出现的偏移进行检测来对配电网短路故障进行识别，其中，所述对目标谐波频率在谐波频率集范围出现的偏移进行检测来对配电网短路故障进行识别包括：

7、分别获取目标谐波频率在前后两个周期内的第一检测值和第二检测值，并计算所述第一检测值和所述第二检测值之间的第一差值，其中，为当前信号监测周期中的第二检测值，为前一信号监测周期中的第一检测值；

8、判断所述第一差值是否大于预设阈值；

9、若所述第一差值大于预设阈值，则记录在初始偏移时刻前一个监测周期的目标谐波频率的检测值为a，并判断在初始偏移时刻后连续预设监测周期内目标谐波频率的检测值与a的第二差值是否大于预设阈值；

10、若在初始偏移时刻后连续预设监测周期内目标谐波频率的检测值与a的第二差值大于预设阈值，则识别出短路故障，并控制继电开关将分布式电源从配电网中切除。

11、第二方面，本发明提供一种高比例分布式电源接入的配电网短路故障检测系统，包括：

12、采集模块，配置为采集分布式电源的接入点电压以及输出电流；

13、计算模块，配置为分别对所述接入点电压和所述输出电流进行快速傅里叶分解，得到所述接入点电压和所述输出电流在各个谐波频率处的谐波幅值，并通过欧姆定律计算各个谐波频率处的虚拟阻抗值；

14、选定模块，配置为选定存在虚拟阻抗的谐波频率，得到谐波频率集，其中，所述谐波频率集中各个谐波频率所需的谐波次数的集合为，到的数值依次增大；

15、识别模块，配置为在所述谐波频率集中筛选出最大虚拟阻抗值对应的目标谐波频率，通过对目标谐波频率在谐波频率集范围出现的偏移进行检测来对配电网短路故障进行识别，其中，所述对目标谐波频率在谐波频率集范围出现的偏移进行检测来对配电网短路故障进行识别包括：

16、分别获取目标谐波频率在前后两个周期内的第一检测值和第二检测值，并计算所述第一检测值和所述第二检测值之间的第一差值，其中，为当前信号监测周期中的第二检测值，为前一信号监测周期中的第一检测值；

17、判断所述第一差值是否大于预设阈值；

18、若所述第一差值大于预设阈值，则记录在初始偏移时刻前一个监测周期的目标谐波频率的检测值为a，并判断在初始偏移时刻后连续预设监测周期内目标谐波频率的检测值与a的第二差值是否大于预设阈值；

19、若在初始偏移时刻后连续预设监测周期内目标谐波频率的检测值与a的第二差值大于预设阈值，则识别出短路故障，并控制继电开关将分布式电源从配电网中切除。

20、第三方面，提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本发明任一实施例的高比例分布式电源接入的配电网短路故障检测方法的步骤。

21、第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行本发明任一实施例的高比例分布式电源接入的配电网短路故障检测方法的步骤。

22、本申请的高比例分布式电源接入的配电网短路故障检测方法及系统，采集分布式电源的接入点电压，以及分布式电源的输出电流，分别对其进行快速傅里叶分解，得到电压与电流在各谐波频率处的幅值与相角等信息，并通过欧姆定律计算出各个谐波频率处的虚拟阻抗值；选定谐波频率集，记录虚拟阻抗在各选定谐波频率处的最大幅值所在的频率；通过检测虚拟阻抗最大值所在频率在选定谐波频率范围内的偏移来对短路故障进行有效的识别，能够提高配电网短路故障检测精度，可为配电网分布式电源电路故障保护提供一种新思路。

技术特征：

1.一种高比例分布式电源接入的配电网短路故障检测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种高比例分布式电源接入的配电网短路故障检测方法，其特征在于，所述分别对所述接入点电压和所述输出电流进行快速傅里叶分解，得到所述接入点电压和所述输出电流在各个谐波频率处的谐波幅值，并通过欧姆定律计算各个谐波频率处的虚拟阻抗值包括：

3.根据权利要求1所述的一种高比例分布式电源接入的配电网短路故障检测方法，其特征在于，所述分别对所述接入点电压和所述输出电流进行快速傅里叶分解，得到所述接入点电压和所述输出电流在各个谐波频率处的谐波幅值，并通过欧姆定律计算各个谐波频率处的虚拟阻抗值还包括：

4.根据权利要求1所述的一种高比例分布式电源接入的配电网短路故障检测方法，其特征在于，在判断所述第一差值是否大于预设阈值之后，所述方法还包括：

5.根据权利要求1所述的一种高比例分布式电源接入的配电网短路故障检测方法，其特征在于，在判断在初始偏移时刻后连续预设监测周期内目标谐波频率的检测值与a的第二差值是否大于预设阈值之后，所述方法还包括：

6.一种高比例分布式电源接入的配电网短路故障检测系统，其特征在于，包括：

7.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1至5任一项所述的方法。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现权利要求1至5任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种高比例分布式电源接入的配电网短路故障检测方法及系统，方法包括：分别对分布式电源的接入点电压以及输出电流，进行快速傅里叶分解，得到所述接入点电压和所述输出电流在各个谐波频率处的谐波幅值，并通过欧姆定律计算各个谐波频率处的虚拟阻抗值；选定存在虚拟阻抗的谐波频率，得到谐波频率集；在所述谐波频率集中筛选出最大虚拟阻抗值对应的目标谐波频率，通过对目标谐波频率在谐波频率集范围出现的偏移进行检测来对配电网短路故障进行识别。能够提高配电网短路故障检测精度。

技术研发人员：邓才波,袁乐,刘洋,熊永康,曹俊英,安义,熊华强
受保护的技术使用者：国网江西省电力有限公司电力科学研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10