一种配电网有源多分支节点故障分支的定位方法及装置制造方法
【专利摘要】本申请提供了一种配电网有源多分支节点故障分支的定位方法及装置，该方法首先获取母线节点的每个下游分支上的检测电流，将所有的检测电流进行两两分组，获得多个电流组，确定每个电流组中两个检测电流之间的相角差，当每个相角差的绝对值均未超过90度时，确定该母线节点的上游分支为故障分支，当存在相位角的绝对值超过90度的电流组时，确定该电流组中幅值较大值的检测电流所在的下游分支为故障分支，从而实现对故障分支的定位。现实中，普遍在配电网馈线上不装设电压互感器且仅在系统侧安装电流互感器，本申请仅仅利用了在下游分支上检测到的电流，且并不需要检测电压，可应用在该场景中。另外，本发明还能自适应分布式电源退出运行的情况。
【专利说明】一种配电网有源多分支节点故障分支的定位方法及装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及含分布式电源配电网系统检测【技术领域】，尤其是一种配电网有源多分 支节点故障分支的定位方法及装置。
【背景技术】
[0002] 在包含分布式电源（distributed generation,DG)配电网系统中，存在母线节点。 根据母线节点所连接分支数的不同，可以将母线节点分为二分支节点或多分支节点。另外， 根据连接分支上有无接入分布式电源DG的不同情况，可以将分支分为有源分支或无源分 支。
[0003] 在配电网中，若母线节点的分支为多分支，且各个分支均为有源分支，则该母线节 点被称为有源多分支节点。当发生配电网线路故障时，需要对配电网有源多分支节点的故 障分支进行准确定位，以处理该分支的故障情况。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明提供了一种配电网有源多分支节点故障分支的定位方法及装 置，用以实现对配电网中有源多分支母线节点的故障分支进行定位。为实现所述目的，本发 明提供的技术方案如下：
[0005] -种配电网有源多分支节点故障分支的定位方法，包括：
[0006] 获取母线节点的每个下游分支上的检测电流；
[0007] 将所有的所述检测电流进行两两分组，获得多个电流组；其中，每个所述电流组中 包括两个检测电流；
[0008] 针对每个所述电流组，确定该电流组中两个检测电流之间的相角差；
[0009] 当每个所述相角差的绝对值均未超过90度时，确定所述母线节点的上游分支为 故障分支；
[0010] 当存在相位角的绝对值超过90度的电流组时，确定该电流组中幅值较大值的检 测电流所在的下游分支为故障分支。
[0011] 优选地，所述将所有的所述检测电流进行两两分组，获得多个电流组包括：
[0012] 当所述检测电流的个数为偶数时，将所述多个检测电流中每两个检测电流进行分 组，获得多个电流组；
[0013] 当所述检测电流的个数为奇数时，依次将所述检测电流两两分组，并将剩余的一 个检测电流与所有检测电流中的任意一个检测电流进行分组，获得多个电流组。
[0014] 优选地，所述将所有的所述检测电流进行两两分组，获得多个电流组包括：
[0015] 判断各个所述检测电流是否均大于预设电流阈值；
[0016] 若是，将所有的所述检测电流进行两两分组，获得多个电流组；
[0017] 否则，将所述多个检测电流中未大于所述预设电流阈值的检测电流去除，并将剩 余的所有检测电流进行两两分组，获得多个电流组。
[0018] 优选地，所述将所述多个检测电流中未大于预设电流阈值的检测电流去除，并将 剩余的所有检测电流进行两两分组，获得多个电流组包括：
[0019] 当并非所有的检测电流均未大于所述预设电流阈值时，将所述多个检测电流中未 大于所述预设电流阈值的检测电流去除，并将剩余的所有检测电流进行两两分组，获得多 个电流组；
[0020] 当所有的检测电流均未大于所述预设电流阈值时，确定所述母线节点的上游分支 为故障分支。
[0021] 优选地，当所述配电网的故障类型为三相短路时，所述检测电流具体为检测电流 的正序分量；
[0022] 当所述配电网的故障类型为两相短路时，所述检测电流具体为检测电流的负序分 量。
[0023] 本申请还提供了一种配电网有源多分支节点故障分支的定位装置，包括：
[0024] 检测电流获取模块，用于获取母线节点的每个下游分支上的检测电流；
[0025] 检测电流分组模块，用于将所有的所述检测电流进行两两分组，获得多个电流组； 其中，每个所述电流组中包括两个检测电流；
[0026] 相角差确定模块，用于针对每个所述电流组，确定该电流组中两个检测电流之间 的相角差；
[0027] 上游分支确定模块，用于当每个所述相角差的绝对值均未超过90度时，确定所述 母线节点的上游分支为故障分支；
[0028] 下游分支确定模块，用于当存在相位角的绝对值超过90度的电流组时，确定该电 流组中幅值较大值的检测电流所在的下游分支为故障分支。
[0029] 优选地，所述检测电流分组模块包括：
[0030] 第一分组子模块，用于当所述检测电流的个数为偶数时，将所述多个检测电流中 每两个检测电流进行分组，获得多个电流组；
[0031] 第二分组子模块，用于当所述检测电流的个数为奇数时，依次将所述检测电流两 两分组，并将剩余的一个检测电流与所有检测电流中的任意一个检测电流进行分组，获得 多个电流组。
[0032] 优选地，所述检测电流分组模块包括：
[0033] 电流判断子模块，用于判断各个所述检测电流是否均大于预设电流阈值；若是，触 发第一电流分组子模块；否则，触发第二电流分组子模块；
[0034] 第一电流分组子模块，用于将所有的所述检测电流进行两两分组，获得多个电流 组；
[0035] 第二电流分组子模块，用于将所述多个检测电流中未大于所述预设电流阈值的检 测电流去除，并将剩余的所有检测电流进行两两分组，获得多个电流组。
[0036] 优选地，所述第二电流分组子模块包括：
[0037] 第一电流分组单元，用于当并非所有的检测电流均未大于所述预设电流阈值时， 将所述多个检测电流中未大于所述预设电流阈值的检测电流去除，并将剩余的所有检测电 流进行两两分组，获得多个电流组；
[0038] 第二电流分组单元，用于当所有的检测电流均未大于所述预设电流阈值时，确定 所述母线节点的上游分支为故障分支。
[0039] 优选地，当所述配电网的故障类型为三相短路时，所述检测电流获取模块获取的 检测电流具体为检测电流的正序分量；当所述配电网的故障类型为两相短路时，所述检测 电流获取模块获取的检测电流具体为检测电流的负序分量。本发明提供了一种配电网有源 多分支节点故障分支的定位方法及装置，该方法首先获取有源多分支母线节点的每个下游 分支上的检测电流，将所有的检测电流进行两两分组，获得多个电流组，确定每个电流组中 两个检测电流之间的相角差，当每个相角差的绝对值均未超过90度时，确定该母线节点的 上游分支为故障分支，当存在相位角的绝对值超过90度的电流组时，确定该电流组中幅值 较大值的检测电流所在的下游分支为故障分支，从而实现对故障分支的定位。需要说明，配 电系统的实际情况普遍是配电网馈线上不装设电压互感器且仅在系统侧安装电流互感器， 本发明仅仅利用了在下游分支上检测到的电流，且并不需要检测电压，因此可应用于上述 普遍场景中，实用性更好。
【专利附图】
【附图说明】
[0040] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 提供的附图获得其他的附图。
[0041] 图1为本发明实施例提供的配电网中一个母线节点的示意图；
[0042] 图2为本发明实施例提供的配电网有源多分支节点故障分支的定位方法的流程 图；
[0043] 图3为本发明实施例提供的配电网有源多分支节点故障分支的定位方法的另一 流程图；
[0044] 图4为本发明实施例提供的上游分支短路时的等效电路图；
[0045] 图5为本发明实施例提供的各个电流量的相量关系图；
[0046] 图6为本发明实施例提供的各个电流量变化时的相量关系图；
[0047] 图7为本发明实施例提供的配电网有源多分支节点故障分支的定位装置的结构 框图。
【具体实施方式】
[0048] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0049] 本发明以下各个实施例均应用在有源多分支配电网中，也就是说，配电网中的母 线节点均包括多个分支，其中，将系统侧的分支作为上游分支，将负荷侧的分支作为下游分 支，且每个下游分支上均接有分布式电源。如图1所示，母线节点A连接的分支线路分别为 分支AS、分支AB及分支AC。其中，分支AS为上游分支，分支AB及分支AC为下游分支，且 分支AB上的分布式电源为DGl，分支AC上的分布式电源为DG2。
[0050] 需要说明，配电网中包括多个母线节点，除了紧接系统侧及紧接负荷侧的两个母 线节点外，中间每个母线节点中的前一母线节点的下游分支还可以连接下一母线节点的上 游分支。因此，在检测整个配电网的故障分支时，可以从系统侧开始依次检测每个母线节 点，分别确定对于当前检测的母线节点来说，故障分支为上游分支还是下游分支，当故障分 支为某两个母线节点中间的分支时，便可将该分支确定为整个配电网的故障分支。具体来 讲：
[0051] 检测首个母线节点的故障分支为上游分支还是下游分支；
[0052] 若故障分支为首个母线节点的上游分支，便可直接确定故障分支为上游分支；
[0053] 若故障分支为首个母线节点的下游分支，则继续检测该下游分支连接的下一母线 节点的故障分支。
[0054] 若对于该下一母线节点来说，故障分支为上游分支，则说明该上游分支为整个配 电网的故障分支；
[0055] 若对于该下一母线节点来说，故障分支为下游分支，则继续检测该下游分支连接 的下一母线节点的故障分支，以此类推，直至检测到最后一个母线节点。
[0056] 从上述检测方法可以看出，对整个配电网故障分支的检测其实是对每个母线节点 故障分支的重复定位过程，也就是说，依次分别对母线节点的故障分支进行定位。因此，以 下各个发明实施例提供的是对配电网中任一母线节点的定位过程，通过重复该定位方法， 便可确定出整个配电网的故障分支。
[0057] 参照图2,其示出了本发明实施例提供的配电网有源多分支节点故障分支的定位 方法的流程，具体包括以下步骤：
[0058] 步骤SlOl :获取母线节点的每个下游分支上的检测电流。
[0059] 本实施例中，母线节点为有源多分支母线节点，并且只在配电网分支线路的系统 侧一端安装了电流互感器，因此，只能采集到母线节点下游分支的电流。如图1所示，采集 到的电流为分支AB上的电流"及分支AC上的电流/n
[0060] 步骤S102 :将所有的所述检测电流进行两两分组，获得多个电流组；其中，每个所 述电流组中包括两个检测电流。
[0061] 其中，将所有的检测电流两两分组，指的是每一个检测电流都有一个合为一组的 检测电流。因此，并不排除有些检测电流同时和其他多个检测电流组为一组。例如，电流 与电流合为一组，同时电流"也与电流合为一组。当然，每个检测电流不能与自身 组为一组。
[0062] 步骤S103 :针对每个所述电流组，确定该电流组中两个检测电流之间的相角差。
[0063] 本实施例中，需要计算每个电流组中两个检测电流的相角差。其中，确定两个电流 相角差的公式可以利用arg函数，arg函数指的是求解复数的幅角主值，在此处指的是求解
【权利要求】
1. 一种配电网有源多分支节点故障分支的定位方法，其特征在于，包括： 获取母线节点的每个下游分支上的检测电流； 将所有的所述检测电流进行两两分组，获得多个电流组；其中，每个所述电流组中包括 两个检测电流； 针对每个所述电流组，确定该电流组中两个检测电流之间的相角差； 当每个所述相角差的绝对值均未超过90度时，确定所述母线节点的上游分支为故障 分支； 当存在相位角的绝对值超过90度的电流组时，确定该电流组中幅值较大值的检测电 流所在的下游分支为故障分支。
2. 根据权利要求1所述的配电网有源多分支节点故障分支的定位方法，其特征在于， 所述将所有的所述检测电流进行两两分组，获得多个电流组包括： 当所述检测电流的个数为偶数时，将所述多个检测电流中每两个检测电流进行分组， 获得多个电流组； 当所述检测电流的个数为奇数时，依次将所述检测电流两两分组，并将剩余的一个检 测电流与所有检测电流中的任意一个检测电流进行分组，获得多个电流组。
3. 根据权利要求1所述的配电网有源多分支节点故障分支的定位方法，其特征在于， 所述将所有的所述检测电流进行两两分组，获得多个电流组包括： 判断各个所述检测电流是否均大于预设电流阈值； 若是，将所有的所述检测电流进行两两分组，获得多个电流组； 否则，将所述多个检测电流中未大于所述预设电流阈值的检测电流去除，并将剩余的 所有检测电流进行两两分组，获得多个电流组。
4. 根据权利要求3所述的配电网有源多分支节点故障分支的定位方法，其特征在于， 所述将所述多个检测电流中未大于预设电流阈值的检测电流去除，并将剩余的所有检测电 流进行两两分组，获得多个电流组包括： 当并非所有的检测电流均未大于所述预设电流阈值时，将所述多个检测电流中未大于 所述预设电流阈值的检测电流去除，并将剩余的所有检测电流进行两两分组，获得多个电 流组； 当所有的检测电流均未大于所述预设电流阈值时，确定所述母线节点的上游分支为故 障分支。
5. 根据权利要求1所述的配电网有源多分支节点故障分支的定位方法，其特征在于， 当所述配电网的故障类型为三相短路时，所述检测电流具体为检测电流的正序分量； 当所述配电网的故障类型为两相短路时，所述检测电流具体为检测电流的负序分量。
6. -种配电网有源多分支节点故障分支的定位装置，其特征在于，包括： 检测电流获取模块，用于获取母线节点的每个下游分支上的检测电流； 检测电流分组模块，用于将所有的所述检测电流进行两两分组，获得多个电流组；其 中，每个所述电流组中包括两个检测电流； 相角差确定模块，用于针对每个所述电流组，确定该电流组中两个检测电流之间的相 角差； 上游分支确定模块，用于当每个所述相角差的绝对值均未超过90度时，确定所述母线 节点的上游分支为故障分支； 下游分支确定模块，用于当存在相位角的绝对值超过90度的电流组时，确定该电流组 中幅值较大值的检测电流所在的下游分支为故障分支。
7. 根据权利要求6所述的配电网有源多分支节点故障分支的定位装置，其特征在于， 所述检测电流分组模块包括： 第一分组子模块，用于当所述检测电流的个数为偶数时，将所述多个检测电流中每两 个检测电流进行分组，获得多个电流组； 第二分组子模块，用于当所述检测电流的个数为奇数时，依次将所述检测电流两两分 组，并将剩余的一个检测电流与所有检测电流中的任意一个检测电流进行分组，获得多个 电流组。
8. 根据权利要求6所述的配电网有源多分支节点故障分支的定位装置，其特征在于， 所述检测电流分组模块包括： 电流判断子模块，用于判断各个所述检测电流是否均大于预设电流阈值；若是，触发第 一电流分组子模块；否则，触发第二电流分组子模块； 第一电流分组子模块，用于将所有的所述检测电流进行两两分组，获得多个电流组； 第二电流分组子模块，用于将所述多个检测电流中未大于所述预设电流阈值的检测电 流去除，并将剩余的所有检测电流进行两两分组，获得多个电流组。
9. 根据权利要求8所述的配电网有源多分支节点故障分支的定位装置，其特征在于， 所述第二电流分组子模块包括： 第一电流分组单元，用于当并非所有的检测电流均未大于所述预设电流阈值时，将所 述多个检测电流中未大于所述预设电流阈值的检测电流去除，并将剩余的所有检测电流进 行两两分组，获得多个电流组； 第二电流分组单元，用于当所有的检测电流均未大于所述预设电流阈值时，确定所述 母线节点的上游分支为故障分支。
10. 根据权利要求6所述的配电网有源多分支节点故障分支的定位装置，其特征在于， 当所述配电网的故障类型为三相短路时，所述检测电流获取模块获取的检测电流具体为检 测电流的正序分量；当所述配电网的故障类型为两相短路时，所述检测电流获取模块获取 的检测电流具体为检测电流的负序分量。
【文档编号】G01R31/02GK104360230SQ201410643059
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】孙景钌, 杨建华, 陈荣柱, 周宗庚, 杨振, 蔡轼, 李琦, 项烨鋆, 胡长洪, 赵碚, 赵深, 林群, 林世溪, 蔡电宝 申请人:国家电网公司, 国网浙江省电力公司, 国网浙江省电力公司温州供电公司