含逆变型分布式电源配电网故障选线与测距方法研究.pdfVIP

摘 要 摘 要 随着能源紧缺和环境污染问题日趋严重，新能源电能在电力系统中得到迅速发展 和应用。由于多数新能源电能需通过逆变装置接入配电系统，所以此类新能源电能称 为逆变型分布式电源。随着分布式电源的接入，配电系统由单一电源变成多电源系统， 系统结构发生改变，这对继电保护以及配电网故障选线和测距带来极大的挑战。所以， 本文针对含逆变型分布式电源配电网单相接地故障选线和测距问题，主要工作如下： 第一部分，通过单台分布式电源配电系统，分析系统正常运行和单相接地短路故 障两种情况下，各节点电压和支路电流的关系。并搭建单机分布式电源并网仿真模型， 在单相接地短路故障情况下，对分布式电源输出的故障电流特性进行了仿真分析。仿 真结果表明，分布式电源在恒功率控制策略下，输出的故障电流包含正序电流、负序 电流和零序电流，具有多样性，同时序电流分量随着故障距离的增加而减小。 第二部分，故障选线方法研究。根据第一部分的结论，结合传统故障选线方法， 采用零序电流信号作为故障选线特征。建立含逆变型分布式电源仿真模型，仿真分析 不同线路和不同位置单相接地故障时，各线路零序电流信号变化规律。应用 EEMD 算法对故障零序电流进行分解，获取第三阶本征模态函数分量，并对第三阶本征模态 函数分量进行一阶差分。最后，通过比较本征模态函数分量一阶差分的模最大值，选 出故障线路。与小波分析相比，EEMD 算法避免了筛选基函数的问题。仿真实验表明， 利用 EEMD 进行故障选线，选线结果正确，同时比小波分析方法更简单，并且选线 结果不受故障接地电阻和电压初始角的影响。 第三部分，故障测距方法研究。在故障选线的基础上，从故障线路的监测点提取 故障反向行波，利用db3 小波对故障反向行波进行5 层分解，同时重构第5 层分解系 数。通过第5 层分解系数的模极值点确定突变数据点，测出初始行波与其反射波的时 间差，再结合行波传播速度，计算出监测点与故障点的距离。在仿真实验中，分别设 置不同的故障位置、电压初始角和故障接地电阻故障条件，并对不同故障条件下进行 算例分析。仿真结果表明，小波分析表征信号局部特征精度比 EEMD 算法的更高， 并且能够保证在不同单相接地故障条件下，测距绝对误差不超过200m 。 关键词：配电网；逆变型；分布式电源；故障选线；故障测距 I 万方数据 Abstract Abstract Due to energy crisis and environment pollution issues, renewable energy sources get rapid development and application in power system. At present, most of renewable energy sources connected to the power distribution system by inverter device, this renewable energy sources referred to as inverter interfaced distributed generations. The distributed generations accessed change system structure, power distribution system become more po