一种有源配电网中压配电线路故障定位方法及系统与流程

本发明涉及一种有源配电网中压配电线路故障定位方法及系统，属于中压配电网的线路故障定位方法及系统。

背景技术：

1、配电网直接面向用户，其故障会直接导致用户停电，影响供电可靠性。为保证系统安全运行，需要为了减少线路发生短路故障后的停电时间，以达到安全稳定运行的要求，需要及时准确地对故障位置进行定位。

2、对于配电线路，由于其多分段的拓扑结构，依据监控线路分段开关的配电自动化设备的信息可以区分故障区段，但区段内的故障点位置还需进一步确定。

3、对于电力线路的永久性故障定位，现有的方法主要是阻抗法和行波法。阻抗法通过测量故障后的电压、电流，计算其测量阻抗与线路单位阻抗之间的比值获得故障距离，该方法需要较准确的线路参数，对于配电线路，线路参数的准确获取较困难。行波法包括离线方法和在线方法。离线行波测距方法在配电线路故障后将线路从配电系统中断开，通过一侧注入行波信号进行测距。在线行波测距方法则在配电线路上安装多个在线行波采集设备，采集故障后的行波信号测距。行波方法可以对故障故障定位，但在配电线路上应用需要安装设备多，运行维护量大，使用较少。

4、综上所述，对于配电中压线路永久性故障，需要一种基于现有配电自动化装置或仅需要增加少量设备的故障定位方法。随着分布式电源的接入，配电网由单向受电网络发展为有源配电网络，需要故障定位方法可以适应。现有的配电线路一般会安装配电自动化终端，基于现有设备研究故障定位方法意义重大。

技术实现思路

1、本发明目的是提供一种有源配电网中压配电线路故障定位方法及系统，利用现有的配电自动化系统在分段开关和分支线开关、线路末端的分界开关上安装的配电自动化终端采集故障后电压和开关状态信息，在故障区段定位基础上进行故障点位置的估算；不需要增加其他二次设备，实施较容易，性价比更高；可以指导抢修工作，减少故障后的修复时间，减少故障停电时间，提高供电可靠性，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。

2、本发明的技术方案是：一种有源配电网中压配电线路故障定位方法，包含以下步骤：

3、(1)对于监控中压配电线路的配电终端，安装时配置其监控线路区段的静态拓扑及其相邻终端和主控终端的通信参数，使用变电站配置语言配置描述；

4、(2)选择变电站配电线路首端配电终端作为该线路的主控终端，上电后，主控终端发送广播命令请求各配电终端，获取其监控区域静态拓扑及其监控开关的开合状态，然后根据局部静态拓扑集合和各开关状态进行实时拓扑识别，形成拓扑关系矩阵；

5、(3)线路故障后，配电终端将测量的各量测点带时标电压、电流、分段开关状态及分布式电源并网开关状态数据集发送给主控终端；

6、(4)主控终端依据已有的馈线自动化故障区段定位方法确定故障区段和故障类型；

7、(5)主控终端根据时标形成各量测点时间断面数据集；

8、(6)主控终端判断数据集中开关状态是否有变化，有变化则再进行一次线路实时拓扑识别；

9、(7)检查故障区段两侧的系统电源和线路侧电源是否都存在，用相应公式进行计算，获得测距结果。

10、进一步地，所述步骤(7)中，检查故障区段两侧的系统电源和线路侧电源都存在，故障电流由系统侧等效电源和线路侧等效电源提供，此时故障点两侧的电压都是向故障点递减的曲线，两曲线的交点仍为故障点，电压梯度的表达式为：

11、

12、由式(4)可计算得，故障距离为：

13、

14、进一步地，所述步骤(7)中，故障区段仅有一侧电源存在，单电源系统故障点上下游电压梯度曲线的表达式为：

15、

16、由式(2)可计算得，故障距离为：

17、

18、上式中的电压计算公式为

19、

20、一种有源配电网中压配电线路故障定位方法系统，包含主控终端和配电终端，所述配电终端为安装在分段开关、分界开关和分布式电源并网开关处的配电终端设备，配电终端之间通信连接；主控终端为变电站配电线路首端配电终端，主控终端与配电终端之间配置监控线路区段的静态拓扑及其相邻终端和主控终端的通信参数，使用变电站配置语言配置描述。

21、进一步地，所述配电终端通过光纤通信连接。

22、进一步地，所述故障区段存在两侧系统电源和线路侧电源。

23、进一步地，所述故障区段仅存在一侧电源。

24、本发明的有益效果是：利用现有的配电自动化系统在分段开关和分支线开关、线路末端的分界开关上安装的配电自动化终端采集故障后电压和开关状态信息，在故障区段定位基础上进行故障点位置的估算；不需要增加其他二次设备，实施较容易，性价比更高；可以指导抢修工作，减少故障后的修复时间，减少故障停电时间，提高供电可靠性。

技术特征：

1.一种有源配电网中压配电线路故障定位方法，其特征在于包含以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种有源配电网中压配电线路故障定位方法，其特征在于：所述步骤(7)中，检查故障区段两侧的系统电源和线路侧电源都存在，故障电流由系统侧等效电源和线路侧等效电源提供，此时故障点两侧的电压都是向故障点递减的曲线，两曲线的交点仍为故障点，电压梯度的表达式为：

3.根据权利要求1所述的一种有源配电网中压配电线路故障定位方法，其特征在于：所述步骤(7)中，故障区段仅有一侧电源存在，单电源系统故障点上下游电压梯度曲线的表达式为：

4.一种有源配电网中压配电线路故障定位方法系统，其特征在于：包含主控终端和配电终端，所述配电终端为安装在分段开关、分界开关和分布式电源并网开关处的配电终端设备，配电终端之间通信连接；主控终端为变电站配电线路首端配电终端，主控终端与配电终端之间配置监控线路区段的静态拓扑及其相邻终端和主控终端的通信参数，使用变电站配置语言配置描述。

5.根据权利要求4所述的一种瞬时性单相接地故障检测定位方法，其特征在于：所述配电终端通过光纤通信连接。

6.根据权利要求4所述的一种瞬时性单相接地故障检测定位方法，其特征在于：所述故障区段存在两侧系统电源和线路侧电源。

7.根据权利要求4所述的一种瞬时性单相接地故障检测定位方法，其特征在于：所述故障区段仅存在一侧电源。

技术总结
本发明涉及一种有源配电网中压配电线路故障定位方法及系统，属于中压配电网的线路故障定位方法及系统技术领域。本发明的技术方案是：利用现有的配电自动化系统在分段开关和分支线开关以及线路末端的分界开关上安装的配电自动化终端采集故障后电压和开关状态信息，在故障区段定位基础上进行故障点位置的估算。本发明的有益效果是：不需要增加其他二次设备，实施较容易，性价比更高；可以指导抢修工作，减少故障后的修复时间，减少故障停电时间，提高供电可靠性。

技术研发人员：刘勇,徐丙垠,刘大鹏,穆勇,王超,李振成,王顺,杨建平,李爱民,赵丹阳,云飞,王涛,王丽丽,徐怀铎
受保护的技术使用者：国网冀北电力有限公司唐山供电公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12