本發明涉及配電網故障定位，具體涉及一種基于負序參數分布特征的配電網故障定位方法。

背景技術：

1、配電網故障定位技術有助于快速檢修、消除故障，防止故障擴大，并能有助于快速恢復供電，其經歷了故障選線、故障區段定位和故障測距三個發展階段，對于提高供電可靠性、提高運維檢修效率具有重要意義。

2、近年來，隨著配電網故障定位技術的深入發展，故障選線和故障區段定位技術的發展逐漸趨于成熟，目前故障選線和故障區段定位方法眾多，如幅值比較法等穩態法和首半波法等暫態法，但故障測距方法較少，且與故障選線和故障區段定位方法割裂，如行波法、阻抗法，其只針對故障測距有效，而故障選線和區段定位則需要依靠其他方法實現，沒有形成配合。此外，目前的故障測距方法存在成本太高的問題，如行波法需要高精度的檢測設備，或存在測距效果不穩定的問題，如阻抗法受線路參數影響較大。

3、因此，現需要一種方法既能解決故障選線、區段定位方法與故障測距方法的配合問題，又能解決故障測距方法的實用性與穩定性問題。

技術實現思路

1、本發明的主要目的在于提供一種基于負序參數分布特征的配電網故障定位方法，以解決現有技術中不能在故障準確選線、準確區段定位的基礎上，進一步實現故障測距，實現故障精確定位問題。

2、為實現上述目的，本發明提供了一種基于負序參數分布特征的配電網故障定位方法，具體包括如下步驟：

3、s1，識別配電線路故障是否發生。

4、s2，如果已經發生故障，則采集故障電壓、電流信息，提取電壓、電流基頻分量。

5、s3，轉換得到電壓、電流負序分量。

6、s4，將出口處負序電流最大饋線識別為故障線路。

7、s5，將故障線路首個相位相反的兩終端之間定義為故障區間。

8、s6，建立上、下游負序電壓分布函數，聯立方程組求解。

9、s7，輸出測距結果。

10、進一步地，步驟s1具體包括如下步驟：

11、s1.1，在配電網同一母線下的各饋線上安裝具備三相電壓、電流檢測能力的配電終端，其中各饋線出口處及線路末端應配置終端，每條饋線的終端數量不少于3個。

12、s1.2，當配電線路發生故障時，各終端檢測到突變量，此時采集a、b、c三相電壓、電流。

13、進一步地，步驟s3具體包括如下步驟：

14、s3.1，對采集到的三相電壓、電流進行濾波和基頻提取。

15、s3.2，將三相電壓、電流的基頻相量，通過相模變換得到電壓、電流的負序分量。

16、進一步地，步驟s3.1中的基頻提取計算公式為：

17、

18、

19、

20、

21、其中，x(k)為某一相的瞬時電流或電壓值經過模數轉換后的離散值，k為該采樣點序號；n為一個周期內對離散值的采樣點數，a1為基頻相量的實部，b1為基頻相量的實部，a為基頻相量的幅值，θ為基頻相量的相角。

22、進一步地，步驟s3.2中由三相電壓和電流的基頻相量，經過相模變換解耦為電流和電壓的正、負、零序分量的公式為：

23、

24、

25、其中，a＝ej120°，a2＝ej240°，且滿足1+a+a2＝0，a3＝1；分別為a、b、c三相的電流相量：分別為a、b、c三相的電壓相量；分別為正、負、零三序的電流相量；分別為正、負、零三序的電壓相量。

26、進一步地，步驟s4具體為：提取各饋線出口處電流負序分量的幅值并進行比較，將饋線出口處電流負序分量幅值最大的饋線判定為故障線路。

27、進一步地，步驟s5具體包括如下步驟：

28、s5.1，將故障饋線上的各終端按照與饋線出口相距由近及遠的順序編號為1,2,…,n。

29、s5.2，計算各終端處負序電壓與負序電流的相位差δ1,δ2,…,δn，其中相位差δn≤±180°。

30、s5.3，從δ1開始逐一比較相鄰兩相位差之間的差值，即δ1-δ2,δ2-δ3,…,δn-1-δn。

31、s5.4，當|δk-δk+1|＞90°時，判定故障點位于終端k和終端k+1之間。

32、進一步地，步驟s6具體包括如下步驟：

33、s6.1，根據步驟s5所判定故障區間，將終端1-k分組為故障點上游終端，將終端k+1-n分組為故障點下游終端。

34、s6.2，當k＝1時，故障定位結束，否則轉入步驟s6.3。

35、s6.3，當k≥2時，根據故障點上游終端與距離信息求取故障點上游線路負序電壓分布函數。

36、s6.4，根據故障點下游終端與距離信息求取故障點下游線路負序電壓分布函數。

37、s6.5，聯立方程組求解。

38、進一步地，步驟s6.3具體包括如下步驟：

39、s6.3.1，設故障點上游線路負序電壓分布函數為一次函數，表達式如式(4)所示：

40、u2(x)＝a1x+b1?????(7)。

41、s6.3.2，當k＝2時，設兩終端到饋線出口距離和負序電壓幅值分別為(x1,u2(x1))，(x2,u2(x2))，將兩數據代入式(7)中，得到式(8)所示方程組：

42、

43、求解式(8)所示方程組可求得參數a1、b1的值。否則轉入步驟s6.3.3。

44、s6.3.3，當k＞2時，設k個終端到饋線出口的距離和負序電壓幅值分別為(x1,u2(x1)),(x2,u2(x2)),…,(xk,u2(xk))，則利用最小二乘法求解參數a1、b1，最小二乘法求解參數a1、b1的公式如式(9)所示；

45、

46、進一步地，步驟s6.4具體包括如下步驟：

47、s6.4.1，設故障點下游線路負序電壓分布函數為一次函數，表達式如式(10)所示：

48、u2(x)＝a2x+b2?????(10)。

49、s6.4.2，當故障點下游終端數量n-(k+1)＝1時，設該終端到饋線出口距離和負序電壓幅值分別為(x1′,u2(x1′))，其中，n代表故障線路終端總數量，n-(k+1)代表下游終端總數量；此時利用該終端數據(x1′,u2(x1′))將式(10)擬合為常數，即a2＝0，b2＝u2(x1′)，繼續進行步驟s6.4.3。

50、s6.4.3，當故障點下游終端數量[n-(k+1)]≥2時，式(10)中參數a2、b2的求解方法與步驟s6.3一致。

51、進一步地，步驟s6.5具體包括如下步驟：將已求得參數a1、b1和參數a2、b2的式(7)和式(10)聯立方程組，如式(11)所示：

52、

53、求解式(11)所示方程組，可求得即故障點到故障饋線出口處的距離。

54、本發明具有如下有益效果：

55、1、本發明所提供的方法融合了配電網故障選線、故障區段定位、故障測距功能，無需借助其他方法實現故障選線和故障區段定位，實現了完整的配電網故障定位功能，具有良好的配電網現場應用性能。

56、2、本發明所提供的方法僅需要配電網故障時的穩態負序電流、穩態負序電壓信息實現故障定位，所需故障信息少、原理簡潔，因此該故障定位方法具有良好的穩定性和可靠性。

57、3、本發明所提供的方法最終實現了配電網故障測距，彌補了配電網故障測距方法不足的現狀，且該測距方法僅需故障穩態負序電壓、測距原理簡單，因此可以借助現有的配網自動化系統實現，成本低、測距效果穩定。