分布式电源配电网的故障恢复方法、系统、装置及介质与流程

本发明涉及电力系统继电保护领域，更具体的，涉及一种分布式电源配电网的故障恢复方法、系统、装置及介质。

背景技术：

1、自愈是指在电力系统发生故障后，按照预定的策略，通过二次设备的相互配合自动操作，将电网故障部分隔离，并尽快恢复非故障区域供电。配电网故障处置通常包括以下步骤：首先是继电保护动作，当配电网发生故障时继电保护会检测到故障信号，并通过断路器跳闸将故障部分与运行中的电力系统隔离；接着进行自动重合闸，在故障隔离后，重合闸会自动合闸，将隔离部分重新连接到运行中的电力系统，恢复供电。重合闸需要满足一定的条件才能进行操作，其中包括“检无压”和“检同期”。当电网发生瞬时性故障时，重合闸会成功；当电网发生永久性故障时，重合闸会失败。随着配电自动化等技术发展，配电故障自愈技术出现，具体是当继电保护动作跳开开关后（如果投入重合闸则为继电保护跳开开关后重合闸动作失败，开关再跳开后），故障自愈系统（可由配电自动化系统实现）先判定故障区域，隔离故障区间，再通过联络开关合闸恢复非故障区域的供电，实现故障自愈。

2、然而，原有的故障自愈策略主要针对传统配电网，而随着光伏风电等逆变型分布式能源接入配电网的比例不断增高，配电网呈现多端电源特征，电力电子器件占比也随之激增，配电网的故障特性也发生了变化，原有的故障自愈策略将不再适用。

3、具体表现为：

4、1.隔离故障后，盲目合闸可能造成分布式电源非同期合闸，对分布式电源安全不利；

5、2.为防止分布式电源非同期自愈合闸，可以考虑引入无压或同期鉴定条件。当隔离故障后，系统容量与负荷可能不匹配，导致孤岛区域频率和电压将不断变化，此时采用传统的检同期方式或者准同期方式，可能无法满足上述条件，导致合闸失败，也会造成分布式电源大量脱网；

6、3.若闭锁故障自愈功能则将扩大配网故障后停电范围，不利于供电高可靠性的提升，并造成分布式电源大量脱网。

7、目前也提出了一些针对分布式电源配电网故障自愈的控制方法，比如自愈合闸前先联切小电源的方法，但存在一系列问题，具体包括：

8、1.预设的联切回路会大大增加现场复杂度，只适用于接入容量较大支路或光伏专线支路；

9、2.难以识别分布式电源位置、网架变化和分布式电源运行状态变化，在不分析配电网拓扑构造的前提下，仅根据回路接入情况进行联切，无法针对性切除，故障自愈失败概率上升；

10、3.若联切回路接入错误，将可能误切大量负荷，不利于区域可靠供电；

11、4、在分布式电源不断发展变化的情况下，无法实时更新分布式电源接入配电网的实际情况，这导致方法不能够根据实际配电网拓扑进行小电源联切。

12、针对上述问题，亟需一种分布式电源配电网的故障恢复方法、系统、装置及介质。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种分布式电源配电网的故障恢复方法、系统、装置及介质，通过第一cnn模型和第二cnn模型实现分布式电源与容量型发电机的区分，并据此执行不同情况下的合闸命令。

2、本发明采用如下的技术方案。

3、本发明第一方面，涉及一种分布式电源配电网的故障恢复方法，方法包括以下步骤：步骤1，采集故障前、后的系统侧电压 u s0、 u s1和系统侧频率 f s0、 f s1，若系统侧电压的单位时间变化量△ u s超出检无压阈值，则将系统侧电压和频率的单位时间变化量△ u s和△ f s输入第一cnn模型实现故障源的二分类；步骤2，若故障源的二分类结果为分布式电源，则进行幅值相位融合判定，并基于所述判定结果发出合闸命令；若故障源的二分类结果为容量型发电机，则在预设间隔后，重新执行系统侧电压的单位时间变化量△ u s是否超出检无压阈值的判定。

4、优选的，进行幅值相位融合判定，并基于所述判定结果发出合闸命令，还包括：若所述判定结果中的待合闸时间小于设定阈值，则基于待合闸时间发出合闸命令；若所述判定结果中的待合闸时间大于设定阈值，则启动联切小电源策略。

5、优选的，在故障时等待所述待合闸时间，所述故障源的线路侧电压的变化量应当满足：

6、，

7、式中，为故障后等待所述待合闸时间过程中经过k拍后的系统侧电压，为等待所述待合闸时间过程中经过k拍后的线路侧电压，

8、为与之间的相位差，

9、为合闸参数。

10、优选的，等待所述待合闸拍后的线路侧电压中包含所述线路侧电压以及线路侧电压的变化速度和线路侧变化的加速度所述与之间的相位差中包含所述系统侧与线路侧的相位差、系统侧与线路侧的频率差、系统侧与线路侧的频差加速度。

11、优选的，联切小电源策略，还包括：针对与故障前、后的系统侧母线连接的每一条支路，采集故障前、后的支路电流幅值 i b0、 i b1和支路电流谐波畸变率thd b0、thd b1，将支路电流幅值和支路电流谐波畸变率的单位时间变化量△ i b和△thd b输入第二cnn模型实现支路电源的二分类；若支路电源的二分类结果为分布式电源，则从所述系统侧母线切除当前支路。

12、优选的，步骤1中，若系统侧电压的单位时间变化量△ u s未超出检无压阈值，则立即发出合闸命令。

13、优选的，故障源的二分类和所述支路电源的二分类中，容量型发电机的频率和电压的单位时间变化量低于所述分布式电源的频率和电压的单位时间变化量；分布式电源为光伏逆变器型电源、风电逆变器型电源。

14、本发明第二方面，涉及一种分布式电源配电网的故障恢复系统，系统包括分类模块、判定模块和执行模块；其中，分类模块，用于采集故障前、后的系统侧电压 u s0、 u s1和系统侧频率 f s0、 f s1，若系统侧电压的单位时间变化量△ u s超出检无压阈值，则将系统侧电压和频率的单位时间变化量△ u s和△ f s输入第一cnn模型实现故障源的二分类；判定模块，用于在故障源的二分类结果为分布式电源时，进行幅值相位融合判定，并基于所述判定结果发出合闸命令；执行模块，用于在故障源的二分类结果为容量型发电机时，在预设间隔后，重新执行系统侧电压的单位时间变化量△ u s是否超出检无压阈值的判定。

15、本发明第三方面，涉及存储介质用于存储指令；处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据本发明第二方面中方法的步骤。

16、本发明第四方面，涉及计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明第一方面中方法的步骤。

17、本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本发明中的一种分布式电源配电网的故障恢复方法、系统、装置及介质，通过第一cnn模型和第二cnn模型实现分布式电源与容量型发电机的区分，并据此执行不同情况下的合闸命令。本发明对复电区域提出融合电压频率特征判据的综合自愈合闸策略，防止使用原有的配电网自愈合闸策略造成分布式电源大规模脱网，同时保证分布式光伏设备运行安全，提升配电网供电可靠性。

18、本发明的有益效果还包括：

19、1、提出的多元综合保护自愈控制方法解决了原有自愈方法可能造成分布式能源大规模脱网问题，更能适应分布式电源配电网的技术特点；

20、2、使用cnn算法分步判断故障隔离后造成待复电区域存在残余电压的来源，并优化合闸控制策略；

21、3、考虑断路器合闸延时的影响，确保在断路器合闸时刻满足电压幅值与相位条件；

22、4、对存在分布式电源的待复电区域进一步判断每条支路的电压来源以提供针对性措施，避免对整个区域统一采用联切小电源手段而造成大范围失电的情况。