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申请/专利权人:国网陕西省电力有限公司电力科学研究院;国网(西安)环保技术中心有限公司
摘要:本发明公开了基于拟合曲线二次项系数的配电网高阻故障检测方法,配置检测装置,对母线零序电压及各馈线零序电流采样;根据馈线相频特征,确定馈线首容性频带,确定切比雪夫带阻滤波器频率范围;对母线零序电压、每个馈线零序电流进行滤波处理,并构造母线零序电压标幺序列、每个馈线零序电流标幺序列;利用母线零序电压标幺序列、每个馈线零序电流标幺序列描述每个馈线伏安特性曲线,引入最小二乘法对伏安特性曲线进行二次多项式拟合;利用配电系统各馈线拟合曲线的二次项系数,构造高阻故障检测判据,实现高阻故障检测;本发明中提出利用切比雪夫带阻滤波器对零序电压、电流波形进行滤波,结合伏安特性拟合曲线,实现高阻故障准确检测。
主权项:1.基于拟合曲线二次项系数的配电网高阻故障检测方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:步骤1、配置检测装置,对母线零序电压及各馈线零序电流采样;步骤2、根据馈线相频特征,确定馈线首容性频带,根据馈线首容性频带确定切比雪夫带阻滤波器频率范围;步骤3、对母线零序电压、每个馈线零序电流进行滤波处理,并构造母线零序电压标幺序列、每个馈线零序电流标幺序列;步骤4、利用母线零序电压标幺序列、每个馈线零序电流标幺序列描述每个馈线伏安特性曲线,引入最小二乘法对伏安特性曲线进行二次多项式拟合;步骤5、利用配电系统各馈线拟合曲线的二次项系数,构造高阻故障检测判据,实现高阻故障检测;步骤2具体过程为:步骤2.1、构建配电网拓扑模型,利用配电网谐振接地系统发生单相接地故障时的零序等效网络,忽略馈线k电阻,确定馈线的零序阻抗;步骤2.2、根据馈线k首次发生串联谐振时的频率范围,确定馈线k首容性频带;步骤2.3、利用馈线k首容性频带设计切比雪夫带阻滤波器的频率范围;步骤2.1中所述馈线入端零序阻抗的计算公式为: 式中,表示馈线k的零序阻抗,为馈线k母线零序电压相量,为馈线k端口零序电流相量,L0k为馈线k的单位长度零序电感,C0k为馈线k的单位长度零序分布电容,lk为馈线k的长度,f表示馈线k首次发生串联谐振时的频率;步骤2.2具体过程为:采集馈线k首次发生串联谐振时的频率f,判断馈线k首次发生串联谐振时的频率f所属范围:当时,馈线k的零序阻抗为零;当时,馈线k首次发生串联谐振;馈线k首次发生串联谐振时,判断馈线k首次发生串联谐振时的频率范围:当频率为0ffh时,馈线k的零序阻抗呈电容特性,将频率范围定义为馈线k首容性频带;当频率为ffh时,零序阻抗将交替呈感性和容性;步骤2.3具体过程为:利用馈线k的等值导纳设计滤波器的截止频率,计算配电网系统中各馈线分布电容,将分布电容最小的馈线对应的配电网系统并联谐振频率fmin设置为切比雪夫带阻滤波器的频率下限;分布电容最大的馈线对应的配电网系统并联谐振频率fmax设置为阻带频率上限;具体表达式为: 切比雪夫带阻滤波器的阻带频率范围为;利用线路最小分布电容设计切比雪夫带阻滤波器通带频率范围,通带频率上限为fmax,选取所有馈线首次串联谐振频率的最小值fh为切比雪夫带阻滤波器通带频率下限,表达式为: ;其中,n表示总馈线数;步骤3具体过程为:根据切比雪夫带阻滤波器频率范围对每次采样得到的母线零序电压与各馈线零序电流进行滤波处理,并对滤波器处理后的母线零序电压与各馈线零序电流进行标幺计算,获得母线零序电压标幺序列u0M、第m个馈线零序电流序列i0m,其中,标幺序列的计算式如下: 式中,表示波形序列,即滤波器处理后的母线零序电压或各馈线零序电流,表示波形序列的最大值,表示标幺序列,即母线零序电压标幺序列u0M或馈线零序电流序列i0m;步骤4具体过程为:取母线零序电压标幺序列、第m个馈线零序电流标幺序列i0m,使用二次多项式对母线零序电压标幺序列、第m个馈线零序电流标幺序列i0m拟合,第m个馈线拟合公式为: ;其中,为第m个馈线对应拟合公式的二次项系数,为第m个馈线对应拟合公式的一次项系数,为第m个馈线对应拟合公式的常数项,m的取值为1,…,n,n表示总馈线数;步骤5具体过程为:步骤5.1、获取配电系统各馈线拟合曲线的二次项系数,构造矩阵向量,如下式: 其中,n表示总馈线数,pi表示对母线零序电压标幺序列、第i个馈线零序电流标幺序列拟合的二次项系数,pi为正数时开口向上,pi为负数时开口向下;步骤5.2、引入符号函数衡量配电网系统所有馈线拟合曲线开口方向,表达式为: ;式中,SΣ表示配电系统所有馈线拟合曲线开口方向,pi表示第i条馈线对应的二次项系数;步骤5.3、根据配电系统所有馈线拟合曲线开口方向、第i条馈线对应的二次项系数构建变量mi,判定配网系统是否发生高阻故障,变量mi表达式为: ;若存在mi0,则判断第i条馈线发生高阻故障,否则,第i条馈线未发生高阻故障。
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