利用故障指示器和PMU装置信息的配电网故障定位技术应用研究

摘要

当发生接地故障时，配电网线路中性点非有效接地结构由于故障点位置处电流较小，可继续运行一段时间被我国配电网广泛采用。该结构虽然能够一定程度上保证供电可靠性，但同时给故障定位带来了一定困难。由于配网结构复杂、分支众多、分布式电源接入等问题，一直没有得到很好的解决，使得智能配电网发展受到阻碍。因此，研究实用可靠的适应现代配网的故障定位方案意义十分重大。 考虑到配电网中现有智能测量设备，如故障指示器、同步相量测量单元等，本文首先通过对配网故障发生后零序分量的稳态和暂态特性分析。研究了故障发生后零序电流的流向分布以及对应于故障指示器的动作状态。再将配电网划分区段，综合考虑配电网拓扑结构信息，提出了相应的故障区段定位判据。最后为了实现故障精确定位，依据戴维宁等效定理，利用配电网主站和各分布式电源出口母线电压、电流稳态同步相量，考虑集总参数模型与最小故障电抗理论，得出较为精确的故障定位方程。 论文利用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了IEEE-34节点配网标准测试仿真系统，该系统不仅验证了所提方法的可靠性，而且肯定了所提方法的实用性。考虑了不同故障状况、DG渗透率以及负荷变动的情况，采用了符合实际线路的依频特性模型进行了大量仿真获取相应的数据。利用MATLAB执行本文算法，结果表明该方法定位精确，不受上述因素影响。同时，基于Labview平台设计了基于论文方法的配电网故障定位平台的软件系统，并采用仿真试验数据进行验证，结果表明该软件平台具有良好的实用性和交互性。

目录

声明

致谢

1 绪论

1.1配电网及其故障定位方法研究现状

1.2配电网基于测量装置故障定位技术研究现状

1.2.1故障指示器技术及研究现状

1.2.2 广域测量系统PMU技术及研究现状

1.3论文的研究内容及章节安排

2 配电网故障分析与智能测量装置基本原理

2.1 配电网中性点接地方式及单相接地故障特征分析

2.1.1 中性点不同接地方式

2.1.2 单相接地故障稳态分析

2.1.3 单相接地故障暂态分析

2.2.1 故障指示器类型

2.2.2 故障指示器的故障检测判定方法

2.3同步相量测量装置与广域测量系统

2.3.1 同步相量测量装置(PMU)

2.3.2 广域测量系统

2.4 本章小结

3 基于故障指示器和PMU信息配电网故障定位技术

3.1 基于故障指示器信息的配电网故障线路区段定位

3.2基于PMU信息的配电网故障精确定位

3.2.1 NSRS故障精确定位方法

3.2.2 SRS故障精确定位方法

3.3本章小结

4 PSCAD仿真与验证

4.1 PSCAD和MATLAB简介

4.2配电网PSCAD仿真模型搭建

4.3故障定位方法仿真与验证

4.3.1 不同故障状况的影响

4.3.2 负载变动的影响

4.4本章小结

5 基于Labview平台的配电网故障定位系统软件设计

5.1Labview简介

5.2 基于 Labview 的配电网故障定位软件系统

5.2.1 信号采集与处理模块

5.2.2 数据通信模块

5.3软件系统实验验证

5.4本章小结

6 结论

参考文献

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