1.一种计及修正系数的有源配电网纵联保护方法,其特征在于,具体包括如下步骤:S1、采集线路mn的母线m侧的电流,当电流突变量超过启动阈值时,启动保护,计算得到m侧的正序故障分量电流 同理,采集线路mn的母线n侧电流,计算得到n侧的正序故障分量电流 并进入下一个步骤;
S2、利用S1中所得的线路mn两侧正序故障分量电流,分别计算线路mn的修正制动电流修正差动电流式中,N表示修正系数,N为常数,N>1;
S3、计算S2中所得的故障发生后每个采样时刻前一个时间窗内线路的修正制动电流与修正差动电流 数组之间的余弦相似度S:S的取值范围为[‑1,1];
S4、基于S3中所得的余弦相似度S,构造线路故障度d:d的取值范围为[0,1];
S5、针对线路故障度d,建立有源配电网线路故障保护判据:d>Dset (4)式中,Dset是保护阈值;
S6、依据S5所得的有源配电网线路故障保护判据,当连续3个时刻的线路保护发生动作,则确定线路发生区内短路故障,否则,为正常线路;
S3及S4中所述相似度S、故障度d的特性分析如下:假设A、B分别为两个长度相同的数组:A=[a1,a2,…,ak],B=[b1,b2,…,bk],k为A、B数组的长度;
数组A、数组B之间的内积公式表示为:
A·B=A||Bcos0(9)
根据式(9),代入数组A、B,将两个数组之间的余弦相似度S表示为cosθ:式(10)中余弦相似度的范围在[‑1,1]之间,其值越靠近1,说明两个数组之间余弦相似度越高;反之越靠近‑1,说明两个数组之间余弦相似度越低;
将线路每个采样时刻前一个时间窗内的修正制动电流 与修正差动电流 之间的余弦相似度cosθrd从[‑1,1]变换到[0,1],由此构造配电网线路故障度d为:由式(11)看出,线路正常运行或发生区外故障时,θrd为0°,cosθrd为1,线路的故障度d为0;发生区内故障时,θrd为钝角,cosθrd接近于‑1,线路的故障度d接近于1,依此来区分出线路区内外故障。
2.根据权利要求1所述一种计及修正系数的有源配电网纵联保护方法,其特征在于,S2中线路的修正制动电流 与修正差动电流 的相位特性分析如下:根据线路两侧正序电流故障分量幅值大小的不同,构造出相应的修正制动电流 与修正差动电流 分析 与 之间的相角差;
当系统正常运行或发生区外故障时, 根据式(1)得:因为N>1,此时 与 相位相同,它们之间的夹角θrd为0;
对于式(1),当 时, 表示为:
与 之间的夹角θrd表示为:
式中,F表示线路两侧正序故障分量电流的幅值比, θmn表示线路两侧正序电流故障分量之间的夹角;
由于式(6)中等号右边是关于θmn的偶函数,θrd的大小与θmn的正负无关,故将θmn定义为夹角;
当 时, 表示为:
与 之间的夹角θrd表示为:
当线路下游接逆变型分布式电源且发生区内故障时,当修正系数N为不同常数时,根据式(6),通过计算获得在变量F、θmn的变化范围内不同数值下夹角θrd的数值,获得夹角θrd均为钝角;随着修正系数N的增大,夹角θrd的最小值随之变小;F小时,θrd值小;
当线路下游接电机型分布式电源且发生区内故障时,当修正系数N为不同常数时,根据式(8),通过计算获得在变量F、θmn的变化范围内不同数值下夹角θrd的数值,获得夹角θrd均为钝角;随着修正系数N的增大,夹角θrd的最小值随之变大;F为1时,θrd值小;
综上分析,随着修正系数N的增大,下游接逆变型分布式电源时θrd逐渐变小,下游接电机型分布式电源时θrd逐渐变大。
3.根据权利要求1所述一种计及修正系数的有源配电网纵联保护方法,其特征在于,S5中所述源配电网线路故障保护判据具体包括如下内容:
1)利用线路两侧的正序电流故障分量 与 根据式(1)计算得到故障发生后每个采样时刻的修正电流 与 瞬时值;针对每个时刻t,取线路两侧该时刻前一个时间窗内的修正电流 与 瞬时值,形成该时刻的修正制动电流数组、修正差动电流数组;再利用式(10),计算得到修正制动电流与修正差动电流数组之间的余弦相似值cosθrd;
2)将余弦相似值cosθrd代入式(11)得到线路故障度d;
3)当故障度d满足式(4),判断线路存在故障,线路保护动作一次,并进入S6。