本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)電力線路故障定位的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于電流極性比較的主動(dòng)配電網(wǎng)故障定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在電力系統(tǒng)中，故障的快速、準(zhǔn)確定位是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，以保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行進(jìn)而降低系統(tǒng)平均停電持續(xù)時(shí)間指標(biāo)。

隨著大量分布式電源(Distributed Generation，DG)接入配電網(wǎng)，配電網(wǎng)的規(guī)劃、運(yùn)行和控制等環(huán)節(jié)已成為智能配電網(wǎng)的熱點(diǎn)問題。能夠?qū)崿F(xiàn)主動(dòng)規(guī)劃、主動(dòng)管理和主動(dòng)控制等功能的主動(dòng)配電網(wǎng)技術(shù)無疑是解決這些問題的新思路。主動(dòng)配電網(wǎng)由原來的含單一電源的輻射狀網(wǎng)絡(luò)變成了一個(gè)正常運(yùn)行時(shí)功率與故障電流雙向流動(dòng)的有源網(wǎng)絡(luò)，致使傳統(tǒng)的保護(hù)和控制方法失效。主動(dòng)配電網(wǎng)在發(fā)生故障時(shí)要求迅速實(shí)現(xiàn)故障隔離和非故障區(qū)域的供電恢復(fù)，而實(shí)現(xiàn)故障隔離和供電恢復(fù)的前提是故障定位，因此，研究主動(dòng)配電網(wǎng)故障定位具有重要的意義。

傳統(tǒng)的故障定位方法主要有阻抗法、電流比幅法、電流比相法、行波法和智能化方法等。阻抗法由于配電網(wǎng)的阻抗受環(huán)境因素影響較大，故障定位精度受限。電流比幅法僅適用于不含分布式電源的傳統(tǒng)配電網(wǎng)，在主動(dòng)配電網(wǎng)中失效。電流比相法雖然適用于含分布式電源的配電網(wǎng)，但是需要有電壓互感器配合，而配電網(wǎng)饋電線路上一般不裝設(shè)電壓互感器，不能應(yīng)用于主動(dòng)配電網(wǎng)。行波法雖然不受分布式電源的影響，但是行波波頭識(shí)別較困難。智能化方法是采用遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等智能算法提高故障定位的搜索速度和容錯(cuò)能力，但是不適用于含分布式電源的主動(dòng)配電網(wǎng)。

傳統(tǒng)配電網(wǎng)中具有饋線終端單元(Feeder Terminal Unit，F(xiàn)TU)，但是FTU僅實(shí)現(xiàn)其數(shù)據(jù)采集的功能，F(xiàn)TU將采集到的數(shù)據(jù)上傳至控制中心，由控制中心進(jìn)行信息處理和智能決策，在控制中心中進(jìn)行分析判斷實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)中線路故障的識(shí)別與定位，F(xiàn)TU根據(jù)控制中心的指令進(jìn)行故障的隔離。在傳統(tǒng)配電網(wǎng)中FTU沒有主動(dòng)控制功能，然而包含分布式電源的主動(dòng)配電網(wǎng)要求配電終端和電力用戶主動(dòng)參與電網(wǎng)的管理和控制，要求FTU具有主動(dòng)控制功能，實(shí)現(xiàn)故障定位和故障隔離。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決上述問題，克服傳統(tǒng)的故障定位方法無法應(yīng)用于含有分布式電源的主動(dòng)配電網(wǎng)中，或傳統(tǒng)的故障定位方法在應(yīng)用于主動(dòng)配電網(wǎng)過程中故障定位精度低、識(shí)別困難、需要額外安裝設(shè)備的問題，提供一種基于電流極性比較的主動(dòng)配電網(wǎng)故障定位方法及系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于電流極性比較的主動(dòng)配電網(wǎng)故障定位方法，所述方法步驟包括：

(1)主動(dòng)配電網(wǎng)饋線各檢測點(diǎn)的FTU實(shí)時(shí)檢測饋線的相電流和零序電流，每個(gè)所述FTU依次根據(jù)其連續(xù)三個(gè)采樣的相電流值和零序電流的變化量判斷該檢測點(diǎn)是否發(fā)生故障；

如果是，啟動(dòng)故障定位，進(jìn)入步驟(2)；如果否，故障定位結(jié)果為無，進(jìn)入步驟(6)；

(2)故障起始點(diǎn)的FTU記錄自故障起始時(shí)刻開始的半個(gè)周波的電流信號(hào)，其他檢測點(diǎn)的FTU以故障起始點(diǎn)FTU的故障起始時(shí)刻作為數(shù)據(jù)起始點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，記錄半個(gè)周波的電流信號(hào)；

(3)各個(gè)檢測點(diǎn)的FTU分別根據(jù)其記錄的半個(gè)周波的電流信號(hào)計(jì)算電流極性值；

(4)從主動(dòng)配電網(wǎng)饋線起始點(diǎn)起，各檢測點(diǎn)FTU依次獲取與本檢測點(diǎn)相鄰的下游檢測點(diǎn)FTU計(jì)算的電流極性值，并且計(jì)算本檢測點(diǎn)的電流極性值與下游檢測點(diǎn)電流極性值的差值，并且根據(jù)該電流極性值的差值的絕對(duì)值判斷本檢測點(diǎn)與其下游檢測點(diǎn)之間是否為故障區(qū)段；

(5)計(jì)算步驟(4)中判斷出的故障區(qū)段中檢測點(diǎn)的可信度，當(dāng)可信度較低時(shí)進(jìn)行故障定位容錯(cuò)處理，得到故障定位結(jié)果；

(6)將故障定位結(jié)果發(fā)送至控制中心。

優(yōu)選的，所述步驟(1)的具體步驟為：

(1-1)：判斷主動(dòng)配電網(wǎng)的系統(tǒng)類型：若所述主動(dòng)配電網(wǎng)為小電流接地系統(tǒng)，進(jìn)入步驟(1-2)；若所述主動(dòng)配電網(wǎng)為大電流接地系統(tǒng)，進(jìn)入步驟(1-4)；

(1-2)：各檢測點(diǎn)的FTU實(shí)時(shí)檢測饋線的相電流和零序電流；

(1-3)：各檢測點(diǎn)的FTU根據(jù)相電流故障定位啟動(dòng)判據(jù)判斷是否發(fā)生短路故障；各檢測點(diǎn)的FTU根據(jù)零序電流故障定位啟動(dòng)判據(jù)判斷是否發(fā)生小電流接地故障；進(jìn)入步驟(1-6)；

(1-4)：各檢測點(diǎn)的FTU實(shí)時(shí)檢測饋線的相電流；

(1-5)：各檢測點(diǎn)的FTU根據(jù)相電流故障定位啟動(dòng)判據(jù)判斷是否發(fā)生短路故障；

(1-6)：如果是，啟動(dòng)故障定位，進(jìn)入步驟(2)；如果否，故障定位結(jié)果為無，進(jìn)入步驟(6)。

優(yōu)選的，所述小電流接地系統(tǒng)的判斷依據(jù)為所述主動(dòng)配電網(wǎng)為中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)，所述大電流接地系統(tǒng)的判斷依據(jù)為所述主動(dòng)配電網(wǎng)為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。

優(yōu)選的，為了避免干擾信號(hào)誤啟動(dòng)故障定位，所述步驟(1-6)中在啟動(dòng)故障定位之前對(duì)步驟(1-3)以及步驟(1-5)的結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)，若故障相電流有效值I_kp大于等于相電流故障可靠系數(shù)K_ekp與系統(tǒng)無故障時(shí)的相電流有效值I_p的乘積，則確定發(fā)生了短路故障；若故障零序電流有效值I_k0大于等于零序電流故障可靠系數(shù)K_ek0與系統(tǒng)無故障時(shí)的不平衡電流有效值I_un的乘積，則確定發(fā)生了小電流接地故障；

I_kp≥K_ekpI_p，其中，K_ekp＝2～3；

I_k0≥K_ek0I_un，其中，K_ek0＝2～3。

優(yōu)選的，所述故障相電流有效值I_kp的計(jì)算公式為：

其中，i_p(k)為故障相第k個(gè)檢測點(diǎn)的相電流瞬時(shí)值；N為半個(gè)周波的采樣點(diǎn)數(shù)；

所述故障零序電流有效值I_k0的計(jì)算公式為：

其中，i₀(k)為故障零序電流第k個(gè)檢測點(diǎn)的零序電流瞬時(shí)值；N為半個(gè)周波的采樣點(diǎn)數(shù)。

優(yōu)選的，所述步驟(3)中的電流極性值表示各檢測點(diǎn)電流的極性，極性值為半個(gè)周波故障電流信號(hào)中正采樣值或負(fù)采樣值的個(gè)數(shù)；

當(dāng)為正采樣值時(shí)，判斷為正極；

當(dāng)為負(fù)采樣值時(shí)，判斷為負(fù)極；

當(dāng)半個(gè)周波數(shù)據(jù)存在過零點(diǎn)時(shí)，即半個(gè)周波內(nèi)既有正采樣值又有負(fù)采樣值，若正采樣值個(gè)數(shù)和負(fù)采樣值個(gè)數(shù)比較接近，則無法判斷其極性；

因此，本發(fā)明只計(jì)算故障起始采樣點(diǎn)至過零采樣點(diǎn)之間的正采樣值或負(fù)采樣值個(gè)數(shù)，并將其作為該檢測點(diǎn)的極性值。在采集的半個(gè)周波故障電流數(shù)據(jù)中既存在正采樣值又存在負(fù)采樣值時(shí)，只將初始的正采樣值或初始的負(fù)采樣值作為其極性值，不存在半個(gè)周波內(nèi)正采樣值和負(fù)采樣值個(gè)數(shù)比較接近時(shí)無法判斷其極性問題。

電流極性值PO的具體計(jì)算公式：

其中，PO為檢測點(diǎn)極性值；sign(x)為符號(hào)函數(shù)；i(k)為故障電流的第k個(gè)采樣值；M為故障電流在半個(gè)周波內(nèi)穿越零點(diǎn)的起始采樣點(diǎn)序號(hào)；N為半個(gè)周波的采樣點(diǎn)數(shù)。

優(yōu)選的，所述步驟(4)中，所述電流極性值的差值DI為本檢測點(diǎn)的電流極性值PO_up減相鄰下游檢測點(diǎn)的電流極性值PO_do_wn；

DI＝PO_up-PO_do_wn；

所述判斷為故障區(qū)段的具體判據(jù)為：所述電流極性值的差值DI的絕對(duì)值大于等于可靠系數(shù)k_rel與閾值的乘積T_h；

|DI|≥k_relT_h；

其中，當(dāng)故障電流在半個(gè)周波內(nèi)不穿越零點(diǎn)時(shí)，T_h＝N；當(dāng)故障電流在半個(gè)周波內(nèi)穿越零點(diǎn)時(shí)，T_h＝M；k_rel取0.5～0.8。

優(yōu)選的，所述步驟(5)中，所述檢測點(diǎn)的可信度F為電流極性可信度函數(shù)F_A和極性比較可信度函數(shù)F_P之和。

當(dāng)所述檢測點(diǎn)的可信度F大于等于0.5時(shí)，則可信度較高，即所述檢測點(diǎn)與相鄰下游檢測點(diǎn)之間確定為故障區(qū)段，同時(shí)所述檢測點(diǎn)的FTU將其故障定位結(jié)果發(fā)送至與其相鄰的下游檢測點(diǎn)FTU；

當(dāng)所述檢測點(diǎn)的可信度F小于0.5時(shí)，則可信度較低，所述檢測點(diǎn)FTU向相鄰下游檢測點(diǎn)的相鄰下游檢測點(diǎn)發(fā)送召喚命令，獲取其電流極性值進(jìn)行故障區(qū)段判斷與容錯(cuò)處理直至確定故障區(qū)段。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于電流極性比較的主動(dòng)配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，

該系統(tǒng)為應(yīng)用一種基于電流極性比較的主動(dòng)配電網(wǎng)故障定位方法的主動(dòng)配電網(wǎng)，包括FTU和控制中心，各個(gè)所述FTU之間可通過所述FTU自帶的通訊模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交互，所述FTU通過自帶的通訊模塊與所述控制中心通信。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于電流極性比較的主動(dòng)配電網(wǎng)故障定位系統(tǒng)，

該系統(tǒng)為應(yīng)用一種基于電流極性比較的主動(dòng)配電網(wǎng)故障定位方法的含有高滲透率分布式電源的配電網(wǎng)，包括FTU和控制中心，各個(gè)所述FTU之間可通過所述FTU自帶的通訊模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交互，所述FTU通過自帶的通訊模塊與所述控制中心通信。

本發(fā)明的有益效果：

1、本發(fā)明利用配電網(wǎng)原有的FTU的各項(xiàng)硬件模塊進(jìn)行方法上的創(chuàng)新，適用于主動(dòng)配電網(wǎng)，在滿足含分布式電源配電網(wǎng)精確故障定位條件下，可實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)快速故障定位

2、本發(fā)明基于電流極性比較的故障定位方法對(duì)于三相短路故障、兩相短路故障、小電流接地故障和大電流接地故障均能實(shí)現(xiàn)正確的故障定位。由于故障定位算法是由饋線終端單元實(shí)現(xiàn)，且僅需要采集半個(gè)周波的信號(hào)，極性判斷方法又非常簡單，所以故障定位用時(shí)較短，適用于主動(dòng)配電網(wǎng)的快速故障定位。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的基于電流極性比較的故障定位方法的程序流程圖；

圖2為本發(fā)明的含分布式電源的饋電線路圖；

圖3為本發(fā)明的主動(dòng)配電網(wǎng)仿真模型。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

一種基于電流極性比較的主動(dòng)配電網(wǎng)故障定位方法，該方法通過饋線終端單元(FTU)實(shí)時(shí)檢測故障電流，將電流突變時(shí)刻作為故障起始點(diǎn)，記錄故障后半個(gè)周波故障電流信號(hào)，根據(jù)半個(gè)周波的數(shù)據(jù)計(jì)算其極性，通過比較相鄰檢測點(diǎn)故障電流的極性，實(shí)現(xiàn)故障定位。

一種基于電流極性比較的主動(dòng)配電網(wǎng)故障定位方法，所述方法步驟包括：

(1)主動(dòng)配電網(wǎng)饋線各檢測點(diǎn)的FTU實(shí)時(shí)檢測饋線的相電流和零序電流，每個(gè)所述FTU依次根據(jù)其連續(xù)三個(gè)采樣的相電流值和零序電流的變化量判斷該檢測點(diǎn)是否發(fā)生故障；

如果是，啟動(dòng)故障定位，進(jìn)入步驟(2)；如果否，故障定位結(jié)果為無，進(jìn)入步驟(6)；

(2)故障起始點(diǎn)的FTU記錄自故障起始時(shí)刻開始的半個(gè)周波的電流信號(hào)，其他檢測點(diǎn)的FTU以故障起始點(diǎn)FTU的故障起始時(shí)刻作為數(shù)據(jù)起始點(diǎn)，進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，記錄半個(gè)周波的電流信號(hào)；

(3)各個(gè)檢測點(diǎn)的FTU分別根據(jù)其記錄的半個(gè)周波的電流信號(hào)計(jì)算電流極性值；

(4)從主動(dòng)配電網(wǎng)饋線起始點(diǎn)起，各檢測點(diǎn)FTU依次獲取與本檢測點(diǎn)相鄰的下游檢測點(diǎn)FTU計(jì)算的電流極性值，并且計(jì)算本檢測點(diǎn)的電流極性值與下游檢測點(diǎn)電流極性值的差值，并且根據(jù)該電流極性值的差值的絕對(duì)值判斷本檢測點(diǎn)與其下游檢測點(diǎn)之間是否為故障區(qū)段；

(5)計(jì)算步驟(4)中判斷出的故障區(qū)段中檢測點(diǎn)的可信度，當(dāng)可信度較低時(shí)進(jìn)行故障定位容錯(cuò)處理，得到故障定位結(jié)果；

(6)將故障定位結(jié)果發(fā)送至控制中心。

所述步驟(1)中，電流突變量故障定位啟動(dòng)判據(jù)是通過實(shí)時(shí)檢測相電流和零序電流，比較連續(xù)三個(gè)采樣值的變化量來判斷配電網(wǎng)是否發(fā)生了故障。對(duì)于相電流的故障定位啟動(dòng)判據(jù)為：

式中，i_p(k)為第k個(gè)采樣點(diǎn)的相電流瞬時(shí)值；i_p(k-2N)第k個(gè)采樣點(diǎn)在一個(gè)周波前的相電流瞬時(shí)值，一個(gè)周波的采樣點(diǎn)數(shù)為2N；K_ep為相電流限制系數(shù)，取K_ep＝0.2～0.4；K_ip為相電流比例系數(shù)，取K_ip＝2～4；I_p為系統(tǒng)無故障時(shí)相電流的有效值。

對(duì)于零序電流的故障定位啟動(dòng)判據(jù)為：

式中，i₀(k)為第k個(gè)采樣點(diǎn)的零序電流瞬時(shí)值；i₀(k-2N)第k個(gè)采樣點(diǎn)在一周波前的零序電流瞬時(shí)值，一個(gè)周波的采樣點(diǎn)數(shù)為2N；K_e0為零序電流限制系數(shù)，取K_e0＝0.2～0.4；K_i0為零序電流比例系數(shù)，取K_i0＝2～4；I_un為系統(tǒng)無故障時(shí)不平衡電流的有效值。當(dāng)滿足上述啟動(dòng)判據(jù)時(shí)，F(xiàn)TU將第k個(gè)檢測點(diǎn)作為故障起始點(diǎn)，記錄故障后半個(gè)周波的故障電流信號(hào)。

為了避免干擾信號(hào)誤啟動(dòng)故障定位，對(duì)采集的半個(gè)周波故障電流信號(hào)進(jìn)行校驗(yàn)，如果滿足了以下條件，則確定發(fā)生了故障，進(jìn)行故障電流極性比較。

式中：I_kp為根據(jù)半個(gè)周波故障相電流計(jì)算的相電流有效值；I_p為系統(tǒng)無故障時(shí)的相電流有效值；K_ekp為相電流故障的可靠系數(shù)，取K_ekp＝2～3；i_p(k)為故障相第k個(gè)檢測點(diǎn)的相電流瞬時(shí)值；N為半個(gè)周波的采樣點(diǎn)數(shù)；

I_k0為根據(jù)半個(gè)周波故障零序電流計(jì)算的零序電流有效值；K_ek0為零序電流故障的可靠系數(shù)，取K_ekp＝2～3；I_un為系統(tǒng)無故障時(shí)不平衡電流的有效值；i₀(k)為故障零序電流的第k個(gè)檢測點(diǎn)的零序電流瞬時(shí)值。

所述步驟(3)中，故障電流極性計(jì)算是通過計(jì)算半個(gè)周波故障電流中正采樣值或負(fù)采樣值的個(gè)數(shù)來判斷的，當(dāng)為正采樣值時(shí)，判斷為正極；當(dāng)為負(fù)采樣值時(shí)，判斷為負(fù)極。但是，當(dāng)半個(gè)周波數(shù)據(jù)存在過零點(diǎn)時(shí)，即半個(gè)周波內(nèi)既有正采樣值又有負(fù)采樣值，若正采樣值個(gè)數(shù)和負(fù)采樣值個(gè)數(shù)比較接近，則無法判斷其極性。因此，只計(jì)算故障起始采樣點(diǎn)至過零采樣點(diǎn)之間的正采樣值或負(fù)采樣值個(gè)數(shù)，并將其作為該檢測點(diǎn)的極性。具體按如下公式計(jì)算：

式中，PO為檢測點(diǎn)極性值；sign(x)為符號(hào)函數(shù)；i(k)為故障電流的第k個(gè)采樣值；M為故障電流在半個(gè)周波內(nèi)穿越零點(diǎn)的起始采樣點(diǎn)序號(hào)；N為半個(gè)周波的采樣點(diǎn)數(shù)。

所述步驟(4)中，根據(jù)上下游檢測點(diǎn)故障電流的極性值差判斷該區(qū)段是否發(fā)生故障，其具體判據(jù)如下：

|DI|≥k_relT_h (7)

DI＝PO_up-PO_down (8)

式中，DI為上下游檢測點(diǎn)故障電流的極性值差；PO_up、PO_do_wn分別為上游檢測點(diǎn)極性值、下游檢測點(diǎn)極性值；T_h為閾值，當(dāng)故障電流在半個(gè)周波內(nèi)不穿越零點(diǎn)時(shí)，T_h＝N；當(dāng)故障電流在半個(gè)周波內(nèi)穿越零點(diǎn)時(shí)，T_h＝M；k_rel為可靠系數(shù)，取k_rel＝0.5～0.8。

所述步驟(5)中，由電流極性可信度函數(shù)和極性比較可信度函數(shù)組成的故障定位可信度函數(shù)F定義如下：

F＝F_A·down+F_P (9)

式中，F(xiàn)_A.dowm為下游檢測點(diǎn)的極性可信度函數(shù)，對(duì)于相電流F_A＝F_Ap，對(duì)于零序電流F_A＝F_A0；F_p為本檢測點(diǎn)的極性比較可信度函數(shù)；

當(dāng)可信度函數(shù)值大于0.5時(shí)，則可信度較高，利用故障電流極性比較方法所確定的故障區(qū)段非常可靠，不需要其他輔助方法。

實(shí)施例1：

一種基于電流極性比較的主動(dòng)配電網(wǎng)故障定位方法，

如圖1所示為本發(fā)明的基于電流極性比較的故障定位方法的程序流程圖。故障定位具體算法如下：

(1)首先判斷系統(tǒng)是小電流接地系統(tǒng)還是大電流接地系統(tǒng)，

如果是小電流接地系統(tǒng)，則執(zhí)行如下操作：

(a)實(shí)時(shí)檢測各相電流并計(jì)算零序電流；

(b)根據(jù)公式(1)判斷是否發(fā)生了相間短路故障，如果是，順序執(zhí)行如下操作；否則，轉(zhuǎn)至步驟(d)；

(c)根據(jù)公式(3)確定是否真的發(fā)生了相間短路故障，如果是，則轉(zhuǎn)至步驟(f)；否則，執(zhí)行如下操作；

(d)根據(jù)公式(2)判斷是否發(fā)生了小電流接地故障，如果是，順序執(zhí)行如下操作；否則，返回步驟(a)；

(e)根據(jù)公式(4)確定是否真的發(fā)生了小電流接地故障，如果是，順序執(zhí)行如下操作；否則，返回步驟(a)；

(f)采集半個(gè)周波的故障電流信號(hào)并計(jì)算其極性值；

(g)獲取下游檢測點(diǎn)的故障電流信號(hào)極性值，如果檢測點(diǎn)未檢測到故障電流，則其極性值為0；

(h)根據(jù)公式(7)判斷是否滿足故障定位條件，同時(shí)接收上游檢測點(diǎn)的故障定位結(jié)果，如果本檢測點(diǎn)滿足故障定位條件且上游檢測點(diǎn)不滿足故障定位條件，則故障點(diǎn)位于本檢測點(diǎn)與下游檢測點(diǎn)之間；如果本檢測點(diǎn)滿足故障定位條件且上游檢測點(diǎn)也滿足故障定位條件，則故障點(diǎn)不在本檢測點(diǎn)的下游；

(i)計(jì)算本檢測點(diǎn)故障定位可信度，若可信度較大，則順序執(zhí)行下一步操作；若可信度較小或下游檢測點(diǎn)未檢測到故障電流，則將其下游檢測點(diǎn)的下游檢測點(diǎn)作為本檢測點(diǎn)的下游檢測點(diǎn)，返回步驟(g)；

(j)將本檢測點(diǎn)故障定位結(jié)果上報(bào)控制中心并下傳至下游檢測點(diǎn)。

(2)如果系統(tǒng)是大電流接地系統(tǒng)，則執(zhí)行如下操作：

(a)實(shí)時(shí)檢測各相電流；

(b)根據(jù)公式(1)判斷是否發(fā)生了短路故障，如果是，順序執(zhí)行如下操作；否則，返回步驟(a)；

(c)根據(jù)公式(3)確定是否真的發(fā)生了短路故障，如果是，順序執(zhí)行如下操作；否則，返回步驟(a)；

(d)采集半個(gè)周波的故障電流信號(hào)并計(jì)算其極性值；

(e)獲取下游檢測點(diǎn)的故障電流信號(hào)極性值，如果檢測點(diǎn)未檢測到故障電流，則其極性值為0；

(f)根據(jù)公式(7)判斷是否滿足故障定位條件，同時(shí)接收上游檢測點(diǎn)的故障定位結(jié)果，如果本檢測點(diǎn)滿足故障定位條件且上游檢測點(diǎn)不滿足故障定位條件，則故障點(diǎn)位于本檢測點(diǎn)與下游檢測點(diǎn)之間；如果本檢測點(diǎn)滿足故障定位條件且上游檢測點(diǎn)也滿足故障定位條件，則故障點(diǎn)不在本檢測點(diǎn)的下游；

(g)計(jì)算本檢測點(diǎn)故障定位可信度，若可信度較大，則順序執(zhí)行下一步操作；若可信度較小或下游檢測點(diǎn)未檢測到故障電流，則將其下游檢測點(diǎn)的下游檢測點(diǎn)作為本檢測點(diǎn)的下游檢測點(diǎn)，返回步驟(e)；

(h)將本檢測點(diǎn)故障定位結(jié)果上報(bào)控制中心并下傳至下游檢測點(diǎn)。

圖2為本發(fā)明的含分布式電源的饋電線路圖。結(jié)合圖2對(duì)本發(fā)明的容錯(cuò)處理算法進(jìn)行說明。當(dāng)可信度函數(shù)值較小時(shí)，進(jìn)行如下故障定位容錯(cuò)處理：當(dāng)可信度函數(shù)值較小時(shí)將下游FTU忽略，重新進(jìn)行故障定位。下面以圖2為例對(duì)容錯(cuò)算法進(jìn)行說明。圖中，F(xiàn)TU₁、FTU₂、FTU₃分別是FTU₂、FTU₃、FTU₄的上游，F(xiàn)TU₂、FTU₃、FTU₄則分別是FTU₁、FTU₂、FTU₃的下游。假設(shè)故障位置在FTU₂和FTU₃之間，上游FTU₂計(jì)算的故障定位可信度函數(shù)值較小(小于0.5)，則FTU₂忽略FTU₃，向FTU₄發(fā)出召喚命令，接收FTU₄發(fā)送的極性值，并執(zhí)行故障電流極性比較故障定位算法，如果滿足故障定位的條件且可信度函數(shù)值較大(大于0.5)，則判定故障位置在FTU₂和FTU₄之間；如果不滿足故障定位的條件或滿足故障定位條件但可信度函數(shù)值較小(小于0.5)或FTU₄未檢測到故障電流，則判定故障位于FTU₂和FTU3之間。

圖3本為本發(fā)明的主動(dòng)配電網(wǎng)仿真模型。該模型是一個(gè)典型的帶有分布式電源和6條饋線的放射式10kV配電網(wǎng)。饋電線路的正序阻抗為Z₁＝(0.17+j0.38)Ω/km，正序?qū)Φ貙?dǎo)納為b1＝j(luò)3.045μs/km，零序阻抗為Z₀＝(0.23+j1.72)Ω/km，零序?qū)Φ貙?dǎo)納為b₀＝j(luò)1.884μs/km，線路長度為L₁＝3km，L₂＝6km，L₃＝9km，L₄＝12km，L₅＝15km，L₆＝20km。負(fù)載均為三角形聯(lián)接的負(fù)載，每相負(fù)載阻抗為Z_L＝(67+j50)Ω。

下面利用該模型對(duì)上述故障定位方法進(jìn)行仿真分析。針對(duì)k₁點(diǎn)發(fā)生的4類故障驗(yàn)證以上故障定位方法，四類故障分別是：三相短路故障、兩相短路故障(AB)、小電流接地故障(A相)和大電流接地故障(A相)。各檢測點(diǎn)計(jì)算的故障電流極性值差分別如表1所示，表中符號(hào)“—”表示該檢測點(diǎn)未檢測到故障電流不參與極性比較。

表1故障電流極性值差

對(duì)于k₁點(diǎn)發(fā)生的三相故障，由表1可知，F(xiàn)TU₆₁與其下游FTU₆₂的A相和B相故障電流極性值差均為0，取T_h＝N＝64，k_rel＝0.7，不滿足公式(7)，所以A相和B相在FTU₆₁與FTU₆₂之間不是故障區(qū)段；FTU₆₁與其下游FTU₆₂的C相故障電流極性值差為5，取T_h＝M＝37，k_rel＝0.7，不滿足公式(7)，所以C相在FTU₆₁與FTU₆₂之間也沒有故障，即在FTU₆₁與FTU₆₂之間沒有短路故障。FTU₆₂與其下游FTU₆₃的A相和B相故障電流極性值差分別為-128和128，取T_h＝N＝64，k_rel＝0.7，滿足公式(7)，所以A相和B相在FTU₆₂與FTU₆₃之間是故障區(qū)段；FTU₆₂與其下游FTU₆₃的C相故障電流極性差為-71，取T_h＝M＝42，k_rel＝0.7，滿足公式(7)，所以C相在FTU₆₂與FTU₆₃之間也是故障區(qū)段，即在FTU₆₂與FTU₆₃之間存在三相短路故障。由于FTU₆₄沒有檢測到故障電流，所以其故障電流極性值為0。雖然FTU₆₃的A、B、C三相的故障電流也分別滿足公式(7)，但是，由于其上游FTU₆₂已經(jīng)判斷出FTU₆₃上游存在故障，所以FTU₆₃判定其下游不存在故障，故障定位結(jié)果正確。

對(duì)于k₁點(diǎn)發(fā)生的AB兩相短路故障，根據(jù)公式(7)，利用類似上述故障定位判定方法，F(xiàn)TU₆₂判斷出在其下游FTU₆₂與FTU₆₃之間存在AB兩相故障，F(xiàn)TU₆₂將其故障定位結(jié)果發(fā)生給FTU₆₃，將FTU₆₃的故障定位結(jié)果取消。最終判斷故障區(qū)段位于FTU₆₂與FTU₆₃之間，發(fā)生了兩相短路故障，故障定位結(jié)果正確。

對(duì)于k₁點(diǎn)發(fā)生的A相小電流接地故障，根據(jù)公式(7)，利用類似上述故障定位判定方法，F(xiàn)TU₆₂判斷出在其下游FTU₆₂與FTU₆₃之間存在小電流接地故障，F(xiàn)TU₆₂將其故障定位結(jié)果發(fā)生給FTU₆₃，將FTU₆₃的故障定位結(jié)果取消。最終判斷故障區(qū)段位于FTU₆₂與FTU₆₃之間，發(fā)生了單相接地故障，故障定位結(jié)果正確。

對(duì)于k₁點(diǎn)發(fā)生的A相單相接地短路故障，根據(jù)公式(7)，利用類似上述故障定位判定方法，F(xiàn)TU₆₂判斷出在其下游FTU₆₂與FTU₆₃之間存在A相單相接地短路故障，F(xiàn)TU₆₂將其故障定位結(jié)果發(fā)生給FTU₆₃，將FTU₆₃的故障定位結(jié)果取消。最終判斷故障區(qū)段位于FTU₆₂與FTU₆₃之間，發(fā)生了單相接地短路故障，故障定位結(jié)果正確。

由以上仿真結(jié)果可知，基于電流極性比較的故障定位方法對(duì)于三相短路故障、兩相短路故障、小電流接地故障和大電流接地故障均能實(shí)現(xiàn)正確的故障定位。由于故障定位算法是由饋線終端單元實(shí)現(xiàn)，且僅需要采集半個(gè)周波的信號(hào)，極性判斷方法又非常簡單，所以故障定位用時(shí)較短，適用于主動(dòng)配電網(wǎng)的快速故障定位。

上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。