【摘要】：為提高供電可靠性,我國(guó)中低壓配電網(wǎng)普遍采用中性點(diǎn)小電流接地系統(tǒng),出現(xiàn)單相接地故障時(shí),存在故障特征不明顯、故障差異微弱等問(wèn)題,故障的診斷和區(qū)段定位難以達(dá)到較高的準(zhǔn)確度。在主動(dòng)配電系統(tǒng)中,分布式電源的接入使得故障電流來(lái)源呈現(xiàn)多樣化,給配電網(wǎng)故障診斷與定位帶來(lái)了更大的挑戰(zhàn)。同時(shí),大量分布式電源接入也給配電網(wǎng)故障診斷與定位提出了更高的要求,在最新的規(guī)定中,國(guó)家電網(wǎng)公司將傳統(tǒng)永久性單相接地故障發(fā)生后的“帶電運(yùn)行2小時(shí)”改為了“選段跳閘”。目前,傳統(tǒng)量測(cè)裝置普遍存在精度差、采樣率低的問(wèn)題,極大的限制了配電網(wǎng)保護(hù)的發(fā)展,微型同步相量量測(cè)裝置(μPMU)因其可提供高精度、高采樣率、帶同步時(shí)標(biāo)的電壓、電流及頻率信號(hào),給該問(wèn)題的解決提供了新的契機(jī),為利用多點(diǎn)信息協(xié)同處理配電網(wǎng)問(wèn)題提供了可能。在此背景下,本文對(duì)基于多端μPMU同步量測(cè)數(shù)據(jù)的故障診斷和區(qū)段定位算法開(kāi)展研究,具體內(nèi)容如下:(1)對(duì)傳統(tǒng)小電流接地配電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)的電壓電流幅值相位、電流分布、零序電流幅值以及分布式電源接入后所提供的短路電流特征進(jìn)行了詳細(xì)分析,表明主動(dòng)配電系統(tǒng)中的利用單一穩(wěn)態(tài)特征量難以進(jìn)行有效故障判別;對(duì)μPMU裝置的結(jié)構(gòu)和提供的數(shù)據(jù)精度進(jìn)行了分析,依據(jù)所提供的同步量測(cè)信息和就地處理能力,在計(jì)及通信壓力的基礎(chǔ)上,提出了本地-主站分層協(xié)同的配電網(wǎng)故障診斷與區(qū)段定位架構(gòu)。(2)在本地-主站的分層架構(gòu)下,提出了基于多端同步量測(cè)數(shù)據(jù)的故障診斷方法。在本地側(cè),對(duì)一定數(shù)據(jù)窗下的輔助特征量(信息熵和小波模極大值)進(jìn)行提取,與其他量測(cè)數(shù)據(jù)一并以較低頻率上傳。在主站側(cè),利用主成分分析算法對(duì)每個(gè)時(shí)刻的同步數(shù)據(jù)斷面進(jìn)行降維形成低維特征量;繼而,依靠多場(chǎng)景情況下的特征量對(duì)支持向量機(jī)進(jìn)行訓(xùn)練,通過(guò)訓(xùn)練后的模型進(jìn)行故障診斷;最后,對(duì)判別為故障情況下的高頻數(shù)據(jù)進(jìn)行召回和二次判別,并利用連續(xù)斷面合理性分析和輔助特征量對(duì)判別結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)和修正。(3)針對(duì)單相接地故障發(fā)生后需要快速確定故障區(qū)段位置的需求,提出了基于區(qū)段雙端信息差值的故障區(qū)段定位方法。首先,基于故障時(shí)的高頻召回?cái)?shù)據(jù)對(duì)區(qū)段雙端信息差值斷面進(jìn)行聚類(lèi)計(jì)算,得出不同區(qū)段故障下的聚類(lèi)中心位置;進(jìn)而通過(guò)貝葉斯判別算法,判別故障場(chǎng)景下召回?cái)嗝鏆w屬于各個(gè)區(qū)段的比例以實(shí)現(xiàn)快速故障區(qū)段定位。在PSCAD/EMTDC中對(duì)34節(jié)點(diǎn)主動(dòng)配電系統(tǒng)模型進(jìn)行了搭建,并對(duì)本文所提故障診斷及區(qū)段定位方案進(jìn)行了驗(yàn)證,多場(chǎng)景下的仿真結(jié)果驗(yàn)證了故障診斷及區(qū)段定位的可行性、準(zhǔn)確性和可靠性。
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TM862
【圖文】：

Ｃ邋Ｂ逡逑／Ｊ！邋＾邋＾邋＾逡逑圖２－２中性點(diǎn)不接地配電網(wǎng)中單相接地時(shí)電流分布逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｃｕｒｒｅｎｔ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｗｈｅｎ邋ｓｉｎｇｔｅ邋ｐｈａｓｅ邋ｔｏ邋ｅａｒｔｈ邋ｆａｕｌｔ邋ｏｃｃｕｒｓ邋ｏｎ邋ｎｅｕｔｒａｌ邋ｎｏｎ－ｄｉｒｅｃｔ逡逑ｇｒｏｕｎｄｅｄ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑１０逡逑

￣邐Ｃｏｉｆ邋＝ｉ逡逑ｉｔ邋Ａ邋Ｉ逡逑圖２－５諧振接地配電網(wǎng)中發(fā)生單相接地故障零序等效網(wǎng)絡(luò)圖逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－５邋Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ邋ｎｅｔｗｏｒｋ邋ｏｆ邋ｚｅｒｏ邋ｓｅｑｕｅｎｃｅ邋ｃｕｒｒｅｎｔ邋ｗｈｅｎ邋ｓｉｎｇｌｅ邋ｐｈａｓｅ邋ｔｏ邋ｅａｒｔｈ邋ｆａｕｌｔ邋ｏｃｃｕｒｓ邋ｏｎ逡逑ｒｅｓｏｎａｎｃｅ邋ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｎｅｔｗｏｒｋ逡逑在消弧線圈補(bǔ)償方式為過(guò)補(bǔ)償情況時(shí)，故障點(diǎn)上流經(jīng)的電感電流大于系統(tǒng)總逡逑對(duì)地電容電流，殘余電流呈感性，此時(shí)，故障線路上的零序電流為該線路對(duì)地電逡逑１２逡逑

了邐Ｌ＼＼邐ＴＴ＾Ｔ＾逡逑ｃ邋ｂ邋ａ邋４｝ｊ邋ＩＩＩ逡逑圖２－４諧振接地配電網(wǎng)中單相接地時(shí)電流分布逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－４邋Ｃｕｒｒｅｎｔ邋ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｗｈｅｎ邋ｓｉｎｇｌｅ邋ｐｈａｓｅ邋ｔｏ邋ｅａｒｔｈ邋ｆａｕｌｔ邋ｏｃｃｕｒｓ邋ｏｎ邋ｒｅｓｏｎａｎｃｅ邋ｇｒｏｕｎｄｉｎｇ逡逑ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ邋ｎｅｔｗｏｒｋ逡逑忽略消弧線圈電阻，在零序電壓作用下產(chǎn)生的電感電流為：逡逑ｉＬ＝＝￡±邋＝邋Ｊ＾±邐（２－５）逡逑Ｌ邋Ｘ邋Ｌ邋Ｊ邋ｃｏＬ邐Ｋ邋ｆ逡逑式中，Ｚ、五分別是消弧線圈的電感和感抗。消弧線圈上的電流經(jīng)故障點(diǎn)沿故障相逡逑返回，因此，故障電流上應(yīng)增加一個(gè)電感上的電流分量，總接地故障電流為：逡逑Ａ邋＝４＋４邐（２－６）逡逑人與系統(tǒng)對(duì)地電容電流之和／（，相位相反，因此，消弧線圈會(huì)降低故障電流。如果逡逑幾與／ｃｋ相等，則配電網(wǎng)處于完全補(bǔ)償狀態(tài)；當(dāng)幾小于／Ｃｋ時(shí)則屬于欠補(bǔ)償；當(dāng)幾逡逑大于／Ｃｋ為過(guò)補(bǔ)償。為了防止線路發(fā)生串聯(lián)諧振，一般采用的方式為過(guò)補(bǔ)償方式［５火逡逑此時(shí)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2749691