CN111948491B

CN111948491B - 基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别方法及***

Info

Publication number: CN111948491B
Application number: CN202010806360.6A
Authority: CN
Inventors: 孙良志; 郭学林; 邹贵彬; 贾玭; 王文东; 苑源; 任鹏飞; 蒋立潇; 郭久红; 洪亚; 李敬东
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; Liaocheng Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Liaocheng Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2022-03-18
Anticipated expiration: 2040-08-12
Also published as: CN111948491A

Abstract

本公开提出了基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别方法及***，首先采用暂态电压构造保护启动判据；再比较保护时间窗内零模电压的积分平均值与零模整定门槛值的大小，判断是否发生接地故障，并比较保护时间窗内各相暂态电压滤除零模分量后的积分平均值与设定门槛值，识别故障相；然后根据故障相与故障类型，选择相应的暂态信号进行加窗傅里叶变换，提取对应特征频段的电压和电流，计算出所需特征频段下的暂态阻抗，并通过比较暂态阻抗均方根值与保护整定阻抗值的大小判断故障方向；最后通过多端故障方向信息判断故障位置。本公开的方法基本不受过渡电阻、DG渗透率、网络运行状态等因素影响，且对通信条件要求较低，可实现有源配电网的故障识别和全面保护。

Description

基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别方法及***

技术领域

本公开涉及有源配电网故障识别相关技术领域，具体的说，是涉及基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别方法及***。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，并不必然构成在先技术。

随着越来越多的分布式电源(DG)直接接入配电网，2008年国际大电网会议(CIGRE)中提出了有源配电网的概念，有源配电网具有可充分消纳可再生能源、线路损耗较低、供电灵活可靠等优点，被认为是智能配电网发展的方向。然而，DG的接入对配电网继电保护提出了新的挑战。由于传统配电网往往是单电源辐射状拓扑，简单易行的三段式过流保护得到了广泛的应用。但是DG的接入增加了配电网中的电源，对故障电流的大小和方向产生影响，所以有源配电网在故障时潮流不再单向流动，其故障特性与传统配网差异显著。因此，有源配电网若仍采用原有的继电保护理论，可能会导致保护的误动或拒动现象。

为满足有源配电网的保护需求，近年来，国内外学者在该领域进行了大量研究，提出的解决方法主要可以分为三类：一是在发生故障时使DG退出运行，然后利用传统的保护方法确定故障位置；二是基于本地信息，利用改进的单端量保护识别故障区段；三是利用多端信息进行故障识别与定位。

发明人发现，现有的方法存在各种各样的问题：

对于第一类方法，DG被切除后有源配电网的拓扑结构就变成了传统的单电源辐射状结构，保护装置再根据切除DG后的故障特性判断故障位置，从而切除故障线路，待故障消除后，再控制DG并网。这种方案不需要改变原有的保护方法，但供电可靠性较低，DG的频繁投切还会影响到电力***的稳定性。另外，也有的通过限制DG接入的位置和容量也可以保证原有保护方法的适用性，使得传统的配网保护方法能够在不切除DG的情况下正确动作，但这类方法严重限制了DG并网的灵活性和经济性。对于第二类方法，在电流保护的基础上，根据配电网拓扑结构和运行方式自适应的调整电流保护的定值，只能适用于特定运行条件下的有源配电网中。随着配电网中DG渗透率的逐步提高，单端量保护方案的局限性将越来越大。对于第三类方法，电流差动保护受到数据或者设备同步的影响，目前的配电网不具备额外的同步数据通道或GPS设备；如基于正序电流突变量相位的纵联保护方法，该方法首先利用正序电流突变量的相位特征判断故障方向，然后两侧保护装置相互发送故障方向信息，当某区段两侧装置均判断发生正向故障时，则认为该区段为故障区段。该方法无需严格的时间同步，但是在故障电阻和负荷较大的情况下，故障线路可能存在穿越性电流，从而影响故障方向判断的准确性。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别方法及***，利用测量点的暂态信号对故障方向进行识别，然后通过多端故障方向的比较确定故障区段，用于实现故障判断过程中减少过渡电阻、DG渗透率、网络运行状态等因素影响，且对通信条件要求较低，可实现对有源配电网馈线、母线和分支线的故障识别。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

一个或多个实施例提供了基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别方法，包括如下步骤：

获取各测量点的母线暂态电压及母线各进出线的三相电流；

针对每个测量点，根据母线暂态电压识别故障相及故障类型；

基于各测量点的暂态电压和电流信号，计算暂态阻抗并判断，获得每个测量点的故障方向；

融合各测量点的故障方向确定故障区段。

一个或多个实施例提供了基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别***，包括设置在母线各进出线口处的保护装置，所述保护装置执行上述的基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别方法。

一个或多个实施例提供了基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别***，包括：

获取模块：被配置为用于获取各测量点的母线暂态电压及母线各进出线的三相电流；

故障相及故障类型判断模块：被配置为用于针对每个测量点，根据母线暂态电压识别故障相及故障类型；

故障方向识别模块：被配置为用于基于各测量点的暂态电压和电流信号，计算暂态阻抗并判断，获得每个测量点的故障方向；

比较识别模块：被配置为用于融合各测量点的故障方向确定故障区段。

一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述方法所述的步骤。

一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述方法所述的步骤。

与现有技术相比，本公开的有益效果为：

(1)本公开通过各测量点的暂态信号判断基于每个测量点的故障方向，各测量点的故障方向判断仅需要当地测量点的故障信息，对设置在各测量点的保护装置的通信要求较低，不要求数据严格同步。同时，基于保护背侧的高频阻抗判断故障方向，物理意义明确，提高了故障判断的准确性。

(2)本公开利用暂态信号构造保护判据，具有较高的灵敏度与抗过渡电阻能力。

(3)利用暂态故障方向信号可实现有源配电网中馈线、母线和分支线的全面保护。

(4)本公开的保护装置间仅需传送表示故障方向的逻辑信号，且不需要严格的时间同步，减少了保护装置的成本，具有较好的经济性。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的限定。

图1是本公开实施例1的方法的流程图；

图2是本公开实施例1的有源配电网模型示意图；

图3是本公开实施例1的有源配电网故障附加网络示意图；

图4是本公开实施例1的逆变型分布式电源结构示意图；

图5是本公开实施例1的仿真示例各保护装置正反向故障时所测暂态阻抗的幅频特性示意图；

图6是本公开实施例1的仿真示例在不同类型故障下的暂态电压选相结果图。

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的各个实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。

实施例1

在一个或多个实施方式中公开的技术方案中，如图1所示，基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别方法，包括如下步骤：

步骤1、获取各测量点的母线暂态电压及母线各进出线的三相电流；

步骤2、针对每个测量点，根据母线暂态电压识别故障相及故障类型；

步骤3、基于各测量点的暂态电压和电流信号，计算暂态阻抗并判断，获得每个测量点的故障方向；

步骤4、融合各测量点的故障方向确定故障区段。

本实施例中通过各测量点的暂态信号判断基于每个测量点的故障方向，各测量点的故障方向判断仅需要当地测量点的故障信息，对设置在各测量点的保护装置的通信要求较低，不要求数据严格同步。同时，基于保护背侧的高频阻抗判断故障方向，物理意义明确，提高了故障判断的准确性。

步骤1、获取各测量点的母线暂态电压及母线各进出线的三相电流，可以在母线各进出线上安装保护装置，实时采集母线电压及各进出线的三相电流，每个保护装置的设置位置为一个测量点。

本实施例利用暂态信号构造保护判据，具有较高的灵敏度与抗过渡电阻能力。

步骤2中，针对每个测量点，根据母线暂态电压识别故障相及故障类型的方法包括如下步骤：

步骤21、基于暂态电压构造启动判据，当母线暂态电压高于门槛值并达到设定次数时，启动故障识别；

启动判据，可以具体为：

|Δu_k(t)|＝|u_k(t)-u(t-T)|>U_set

其中，u_k(t)为t时刻保护装置所测得的k相(A、B和C相)电压采样值；T表示交流电压基频周期，为20ms；Δu_k(t)表示k相暂态电压，为t时刻电压与一周期前电压的差值；U_set为一设定门槛值，用来防止保护因干扰频繁启动。

可选的，可以设置任意一相连续三个电压信号采样点满足启动判据，则启动故障识别保护算法。

本实施例以暂态电压信号构造启动判据，能够提高启动时机控制的准确性具体说明如下：

当故障发生时，故障点电压由正常运行水平跌落至较低水平，根据故障叠加原理，故障位置接有一故障附加电压源U_f，这是一个阶跃信号，其表达式如下所示：

式中，U₀表示该故障点在故障前的初始电压，ε(t)为单位阶跃信号。

当有源配电网发生故障时，保护装置能够检测到暂态电压，各保护检测到的暂态电压大小与U_f存在正相关的关系。

由于故障附加电压为阶跃信号，是一种全频段信号，所以在保护检测到的信号中含有丰富的高频成分，突变量较大。因此通过比较暂态电压信号大小就能够判断是否发生了故障。

步骤22、记录故障时刻，选取故障前、后设定大小数据窗的数据并提取零模电压和各相暂态电压；设定数据窗的窗口大小可以为10ms。

步骤23、识别故障类型：计算选取的数据窗内零模电压的积分平均值，将该平均值与零模电压整定门槛值比较，判断是否是接地故障，获得故障类型。

本实施例的故障类型包括接地故障和非接地故障，即三相故障、单相故障、相间故障等，具体的，判断方法可以如下：

其中，S₀为零模电压分量在选取的数据窗内的积分平均值；l_w为数据窗长度；S_0,set为零模电压整定门槛值；u_f0(t)为t时刻的零模电压值。三相故障、单相故障和相间故障可以根据单相的故障进行组合判断，此处不再赘述。

其中，零模电压分量u_f0的计算公式可以如下：

其中，△u_a(t)、△u_b(t)、△u_c(t)分别为t时刻A、B和C相的暂态电压。

在保护时间窗内对零模电压分量u_f0求积分平均值得S₀，若故障为接地故障，则S₀的值较大，否则S₀接近于0。

步骤24、识别故障相：将选取的数据窗内的各相暂态电压滤除零模分量，计算滤除零模分量后的各相暂态电压积分平均值，并与设定的相电压门槛值比较，确定故障相。

通过比较设定时间数据窗内各相暂态电压滤除零模分量后的积分平均值与设定门槛值，识别故障相，具体为：

其中，Δu_k'(t)为滤除零模分量后的各相暂态电压；S_k为修正后的k相暂态电压在保护时间窗内的积分平均值；S_max＝max{S_a,S_b,S_c}，为三相暂态电压中最大的积分平均值；为排除暂态量较小的单相接地故障影响，设定门槛值S_set。

故障发生时，故障相和非故障相的暂态电压信号具有显著的幅值差异，可由此识别故障相别。本实施例对各相暂态电压信号进行修正，减去接地故障时三相线路都存在的零模分量，如下所示：

Δu_k'(t)＝Δu_k(t)-u_f0(t)

本实施例通过修正各相暂态电压信号后再进行判断，可以提高在发生接地故障时故障相识别的灵敏度。

步骤3中，基于测量点的暂态电压和电流信号，计算暂态阻抗判断各测量点的故障方向的方法，包括如下步骤：

步骤31、根据故障相与故障类型，选择相应时间段的暂态电压和电流信号进行加窗傅里叶变换，提设定特征频段的电压和电流；

步骤32、根据电压、电流和阻抗的关系，计算设定特征频段的暂态阻抗；

步骤33、选取设定特征频段的频域测量阻抗，计算得到暂态阻抗的均方根值；

可选的，上述步骤中的设定特征频段可以为2-4kHz频率范围。

步骤34、比较暂态阻抗均方根值与保护整定阻抗值的大小，当暂态阻抗均方根值的大小位于保护整定值上下限之间时，为正向故障，否则为反向故障。

具体的，故障方向判断可以如下：

其中，Z_i,set为保护整定门槛值；k₁和k₂为可靠系数，分别取0.7和1.3。当保护装置判定发生正方向故障时，方向判据D_i取1；判定发生反方向故障时D_i取0。

门槛值Z_i,set应根据故障类型的不同采用不同定值，当故障类型为三相故障时，由于测量阻抗为单相频域阻抗，应采用单相阻抗整定值；当故障类型为两相故障时，测量阻抗为相间频域阻抗，应采用相间阻抗整定值，理论上为单相阻抗的2倍。

下面以具体的示例说明利用多个特征频率下频域测量阻抗的均方根值判断故障方向的方法，如下：

以图2所示的有源配电网模型进行分析，该配网接有两个逆变型DG(inverter-based DG,IBDG)，在主馈线两端和分支线出口处都装有保护装置和断路器。分别在馈线L₁₂、L₂₃，母线B₂，分支线l₂上设置故障f₁-f₄。根据叠加原理，故障附加网络如图3所示。图3中，Z_s1代表配网主电源的等效阻抗，Z_s2和Z_s3分别代表保护装置A₆和A₃之后的***等效阻抗；Z_L12为主馈线L₁₂的阻抗，Z_l2为分支线l₂的阻抗；Z_eq,IBDG为IBDG的等效阻抗，Z_T表示与IBDG相连变压器的阻抗。

IBDG是有源配电网中最为常见的DG类型，其模型结构图如图4所示，该IBDG由电源、直流侧并联电容、逆变器和滤波器组成。为了使用暂态阻抗方法来识别故障方向，需要对有源配电网内IBDG的暂态阻抗进行分析。

当配网发生短路故障时，IBDG的故障回路包括滤波器和直流侧并联电容。故障电流的具体流通路径会根据逆变器开关的状态不同而有一定差异，但在高频暂态领域，由于滤波器的并联电容值较小，IBDG所表现的阻抗值会比较接近该滤波器电容的阻抗。因此，可以给出IBDG在高频段时的等效阻抗模型，如下式所示。

随着电压暂态信号的产生，配网中也会出现相应频率的电流暂态信号。在故障附加电路中，保护A_i检测到的电压暂态信号ΔU_i(jω)和电流暂态信号ΔI_i(jω)存在如下关系：

ΔU_i(jω)＝ΔI_i(jω)Z_eq,i(jω)

式中，Z_eq,i(jω)表示保护装置i背后的***等效阻抗。

保护装置所测暂态阻抗为频域内暂态电压和电流信号之比。另外，保护装置应根据故障类型选取相应故障相的暂态电压和电流计算暂态阻抗。如果发生了两相短路或两相短路接地，保护装置应选取两故障相的暂态电压和任一故障相的暂态电流进行计算，以故障相为B相和C相为例，暂态阻抗的计算表达式如下所示：

若发生了三相短路故障，保护可选取任一相的暂态电压和电流进行计算，如下所示：

研究不同类型故障下保护装置所测暂态阻抗和各测量阻抗间的关系，可以为故障方向的判别提供依据。

当保护装置的正方向发生故障时，如图3所示，故障点f₁为保护A₂的正方向故障，此时保护A₂所测暂态阻抗如下所示：

Z₂＝|Z_s3//(Z_l2+Z_T+Z_eq,IBDG)|

故障点f₂为保护A₃的正方向故障，此时保护A₃所测暂态阻抗如下所示：

Z₃＝|(Z_L12+Z_s1//Z_s2)//(Z_l2+Z_T+Z_eq,IBDG)|

故障点f₄为保护A₇的正方向故障，此时保护A₇所测暂态阻抗如下所示：

Z₇＝|(Z_L12+Z_s1//Z_s2)//Z_s3|

当保护装置的反方向发生故障时，如故障点f₂、f₃和f₄均为保护A₂的反方向故障，此时保护A₂所测暂态阻抗如下所示：

Z₂＝|Z_L12+Z_s1//Z_s2|

故障点f₁、f₃和f₄均为保护A₃的反方向故障，此时保护A₃所测暂态阻抗如下所示：

Z₃＝|Z_s3|

故障点f₁、f₂和f₃均为保护A₇的反方向故障，此时保护A₇所测暂态阻抗如下所示：

Z₇＝|Z_l2+Z_T+Z_eq,IBDG|

分别将有源配电网模型的具体参数代入上述公式，保护装置在正反向故障时所测暂态阻抗的差异如图5所示。由图5可看出，保护所测暂态阻抗在故障方向不同时具有显著的幅值差异，特别是在高频段。因此，可以根据暂态阻抗的高频段幅值作为区分正反向故障的判据。

步骤4、融合多端多个测量点的故障方向确定故障区段的方法为：比较各测量点的故障方向，判断母线、馈线和分支线故障。

可以实现的，可以获取各个测量点的故障方向，对各测量点的故障方向进行比较判断，进而实现对母线、馈线和分支线的故障识别。

本实施例的保护装置间仅需传送表示故障方向的逻辑信号，不需要严格的时间同步，减少了保护装置的成本，具有较好的经济性；

具体的对母线、馈线和分支线的进行故障判断方法如下：

对于分支线的故障判断，该分支线处测量点的故障方向为正时，则该分支线发生区内故障，具体为：

其中，M_l为分支线故障识别判据，D_l是该进出线出口处故障方向的识别结果。

对于母线的故障判断，若母线中各进出线处的测量点的保护装置均测得反向故障，视为该母线发生区内故障，否则为区外故障，具体为：

其中，M_B为母线故障识别判据，D₁，…，D_n是与母线相连各进出线出口保护的方向识别结果。

对于单个馈线，若馈线两侧的保护均测得正向故障，则该馈线发生区内故障，否则为区外故障，具体为：

其中，M_L为馈线故障识别判据，D_x和D_y为馈线两端保护的故障方向识别结果。

以两端的故障方向判断馈线是否发生故障的原理为：以图2所示的有源配电网模型进行分析，当f₁点发生故障时，保护A₁、A₂均判断发生正方向故障，因此二者之间的馈线发生区内故障；当f₂点发生故障时，保护A₁判断发生正方向故障，保护A₂判断发生方向故障，因此二者之间的馈线未发生区内故障。

本实施例利用暂态故障方向信号可对有源配电网中馈线、母线和分支线进行故障识别，能够准确识别故障区段，实现有源配电网的全面保护。

为说明效果，本实施例通过PSCAD/EMTDC软件搭建10kV有源配电网模型，对本实施例提出的一种基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别方法进行仿真验证：

仿真模型的拓扑结构如图2所示。其中，***基准电压为10.5kV，变压器容量为100MVA；两处IBDG均为容量2MW的光伏电源；各馈线的长度如图中所示，单位长度馈线的阻抗为Z＝(0.l7+j0.34)Ω/km；仿真采样频率设置为20kHz，保护方案中故障方向识别判据采用2-4kHz作为特征频率。

为了验证所提出的故障识别方法，在仿真模型中设置了各类典型故障，在图2中标注了相应故障位置，各故障的发生时刻设置在1s。根据上述分析，并考虑到相关影响因素取一定阈值，保护装置A₁、A₂、A₃及A₇的故障方向判据门槛值Z_i,set(Ω)的整定值如下所示：

式中给出的均为三相对称故障时的单相阻抗整定值，相间阻抗整定值则为其2倍。

2)仿真分析

a)故障选相判据的仿真。

在故障点f₁设置不同类型的金属性故障，图6给出了保护装置A₂检测到的零模电压和各相暂态电压(滤除零模分量)信号。表1给出了各类故障下保护装置A₂的故障选相结果。

表1不同故障类型下A₂的故障选相结果

故障类型	S<sub>0</sub>	S<sub>a</sub>	S<sub>b</sub>	S<sub>c</sub>	故障选相判别结果
						BCG	2.73	0.07	4.63	4.58	BCG
BC	0	0.07	4.63	4.59	BC
						ABC	0	5.29	5.34	5.32	ABC

由图和表可知，发生接地故障时存在零模电压分量，未发生接地故障时不存在零模电压分量；故障相暂态电压幅值较高，非故障相暂态电压幅值较低。综上所述，本实施例所采用故障选相方法的依据准确，该故障选相方法能够正确判别故障类型。

b)馈线、母线和分支线保护判据的仿真。

在故障点f₁和f₂设置不同初始条件的馈线故障，表2给出了主馈线L₁₂两端保护装置A₁和A₂的保护判据仿真结果；在故障点f₃设置不同初始条件的母线故障，表3给出了母线B₂各进出线出口处保护装置A₂、A₃和A₇的仿真运行结果；在故障点f₄设置不同初始条件的分支线故障，表4给出了分支线l₂出口保护装置A₇的仿真运行结果。R_f表示故障过渡电阻。表中过渡电阻和暂态阻抗的单位均为Ω。

表2馈线故障时保护装置A₁和A₂仿真结果

表3母线故障时保护装置A₂、A₃和A₇仿真结果

表4分支线故障时保护装置A₇仿真结果

由表2-表4可知，本实施例中故障方向识别判据的整定门槛值合理有效，针对不同位置、不同类型的故障，保护均可以准确识别故障方向，且具有较强的抗过渡电阻能力。对于分支线故障，本实施例的故障识别方法中保护装置仅需采集当地的电压电流信号即可识别故障分支线；对于发生在馈线或母线的故障，根据相应保护装置获得的故障方向信息，能够正确识别故障馈线或母线。

本实施例基于有源配电网故障暂态特征，提出了一种基于暂态信号的有源配电网故障识别及多端量保护方法。首先采用暂态电压构造保护启动判据；再比较保护时间窗内零模电压的积分平均值与零模整定门槛值的大小，判断是否发生接地故障，并比较保护时间窗内各相暂态电压滤除零模分量后的积分平均值与设定门槛值，识别故障相；然后根据故障相与故障类型，选择相应的暂态信号进行加窗傅里叶变换，提取对应特征频段的电压和电流，计算出所需特征频段下的暂态阻抗，并通过比较暂态阻抗均方根值与保护整定阻抗值的大小判断故障方向；最后通过多端故障方向信息判断故障位置。PSCAD仿真结果表明，在有源配电网发生各种条件的故障时，本实施例所提保护方案均能可靠动作，相比基于稳态量的保护，具有更高的灵敏度与抗过渡电阻能力。另外，在进行馈线纵联保护时不需要严格的时间同步，具有良好的经济性。

实施例2

本实施例提供的基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别***，包括：包括设置在母线各进出线口处的保护装置，所述保护装置执行实施例1所述的基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别方法，识别出该保护装置处的故障方向，获取相邻保护装置的故障信号，比较相关测量点的故障方向确定该保护装置相连接的区段是否有故障。

实施例3

本实施例提供基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别***，包括：

实施例4

本实施例提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成执行实施例1的方法所述的步骤。

实施例5

本实施例提供一种计算机可读存储介质，其特征是，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成执行实施例1的方法所述的步骤。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims

1.基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别方法，其特征是，包括如下步骤：

获取各测量点的母线暂态电压及母线各进出线的三相电流；

针对每个测量点，根据母线暂态电压识别故障相及故障类型；具体包括如下步骤：

基于暂态电压构造启动判据，当母线暂态电压高于门槛值并达到设定次数时，启动故障识别；记录故障时刻，选取故障前、后设定大小数据窗的数据并提取零模电压和各相暂态电压；

识别故障类型：计算选取的数据窗内零模电压的积分平均值，将该平均值与零模电压整定门槛值比较，判断是否是接地故障，获得故障类型；

识别故障相：将选取的数据窗内的各相暂态电压滤除零模分量，计算滤除零模分量后的各相暂态电压积分平均值，并与设定的相电压门槛值比较，确定故障相；

基于各测量点的暂态电压和电流信号，计算暂态阻抗并判断，获得每个测量点的故障方向，具体包括如下步骤：

根据故障相与故障类型，选择相应时间段的暂态电压和电流信号进行加窗傅里叶变换，提取设定特征频段的电压和电流；

根据电压、电流和阻抗的关系，计算设定特征频段下的暂态阻抗；

选取设定特征频段下的频域测量阻抗，计算得到暂态阻抗的均方根值；

比较暂态阻抗均方根值与保护整定阻抗值的大小，当暂态阻抗均方根值的大小位于保护整定值上下限之间时，为正向故障，否则为反向故障；

融合各测量点的故障方向确定故障区段。

2.如权利要求1所述的基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别方法，其特征是：融合各测量点的故障方向确定故障区段的方法为：对各测量点的故障方向进行比较判断，分别针对分支线、母线以及馈线的故障识别。

3.如权利要求2所述的基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别方法，其特征是：分别针对分支线、母线以及馈线的故障识别的方法，具体为：

对于分支线的故障判断，该测量点的故障方向为正时，则该分支线发生故障；

对于母线的故障判断，若母线中各进出线处的测量点的保护装置均测得反向故障，视为该母线发生区内故障，否则为区外故障；

对于单个馈线，若馈线两侧的保护均测得正向故障，则该馈线发生区内故障，否则为区外故障。

4.基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别***，其特征是：包括设置在母线各进出线口处的保护装置，所述保护装置执行权利要求1-3任一项所述的基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别方法。

5.基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别***，其特征是，包括：

故障相及故障类型判断模块：被配置为用于针对每个测量点，根据母线暂态电压识别故障相及故障类型；具体包括如下步骤：

故障方向识别模块：被配置为用于基于各测量点的暂态电压和电流信号，计算暂态阻抗并判断，获得每个测量点的故障方向，具体包括如下步骤：

6.一种电子设备，其特征是，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-3任一项方法所述的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其特征是，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-3任一项方法所述的步骤。