一种基于方波控制的间歇性故障模拟试验方法技术

本发明专利技术涉及配电网故障检测技术领域，公开了一种基于方波控制的间歇性故障模拟试验方法，包括：S1、依托电力系统数字化仿真平台构建用于检测配电终端设备的配电网单相接地故障模型；S2、基于“故障持续时间

【技术实现步骤摘要】
一种基于方波控制的间歇性故障模拟试验方法


[0001]本专利技术涉及配电网故障检测
，具体涉及一种基于方波控制的间歇性故障模拟试验方法。

技术介绍

[0002]电力故障引发的山火事件，大多为单相接地故障所致，因此提高该类故障处置能力，在故障发展早期识别故障，能从根本上防范电力线路引发山火。但一直以来接地故障处置的产品质量、选线性能和真实效果长期存疑，相关产品的技术门槛普遍较低。经分析调研，问题主要归结为三点：1)检测项目缺乏科学设置依据：在全国各研究机构通过检测的接地保护设备，多年来在四川电网中实际准确率只有20％～40％，远不能满足实际需要；2)检测模式缺乏科学检测方法：采用继电保护测试仪检测，精度不够、效率太低，以及依赖现场真型试验的方式，成本太高、完全无法满足大面积推广应用接地保护的功能应用需求。3)基层人员对于故障分析缺乏专业工具的支撑，难以对接地故障进行快速、有效的梳理、分析和甄别：早期单相接地故障的快速处置，对于故障引发的级联灾害事故防范具有重要的直接影响，而入网的配电终端设备(如一二次融合成套开关)，如何辨识其对于故障处置的性能，则是当前关注的重点问题。故障处置领域中，严重的后期稳定性接地故障前期都伴随着一定的间歇性，因此，为了检测配电终端设备是否具有辨识早期的这类故障，当前迫切需要构建一种可模拟间歇性故障的检测方法。

技术实现思路

[0003]基于当前检测体系中缺乏对故障选线设备识别间歇性故障的考虑，本专利技术提供一种基于方波控制的间歇性故障模拟试验方法，根据单次故障的持续时间，控制方波频率和持续时间，并结合其上升沿出现次数来实现故障的触发，从而实现间歇性故障的模拟；同时，本专利技术考虑实际中故障间歇性缺乏难以对其时间作固化要求，即故障发生后消失的周期化特征会体现故障的恢复特点，因此，在构建故障间歇性模拟模型中，本专利技术考虑了间歇性故障间隔期间的恢复周期，以期契合工程实际。
[0004]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0005]一种基于方波控制的间歇性故障模拟试验方法，包括：
[0006]S1、依托电力系统数字化仿真平台(记作RTDS)构建用于检测配电终端设备的配电网单相接地故障模型；
[0007]S2、基于“故障持续时间
‑
方波频率”关联模式，构建并输出方波控制信号，以实现对所述配电网单相接地故障模型地间歇性控制，输出间歇性故障信号，实现间歇性故障的模拟，以检测配电终端设备是否能够识别该间歇性故障。
[0008]作为优化，S1的具体过程为：
[0009]在所述电力系统数字化仿真平台上设置间歇性故障要素的大小，所述间歇性故障要素要包括但不限于间歇故障重复次数、故障线路、故障相序、故障初相角、故障持续时间、
故障电阻和故障距离。
[0010]作为优化，通过所述故障初相角可以得到故障触发时间，具体公式为：
[0011][0012]式中：t
fault
为故障初相角转换为时序下的故障触发时间；d
set
为故障初相角；T
period
为工频周波时间。
[0013]作为优化，所述“故障持续时间
‑
方波频率”关联模式包括不考虑恢复过程的单次故障模拟序列模式、不考虑恢复过程的多次间歇性故障模拟序列模式、考虑恢复过程的单次故障模拟序列模式和考虑恢复过程的多次间歇性故障模拟序列模式。
[0014]作为优化，不考虑恢复过程的单次故障模拟序列模式下构建并输出方波控制信号对所述配电网单相接地故障模型地间歇性控制的具体过程为：
[0015]S2A1、根据所述故障持续时间设定方波控制信号的周期和方波控制信号的持续时间，所述故障持续时间t
fault
分别等于所述方波控制信号的周期t
s
和方波控制信号的持续时间t
duration
，即t
fault
＝t
s
＝t
duration
；
[0016]S2A2、构建并输出对应的方波控制信号，并通过RTDS平台上自带的辨识模块检测所述方波控制信号的正半波的正上升沿，并通过该正上升沿触发所述配电网单相接地故障模型输出故障状态曲线；
[0017]S2A3、观测所述故障状态曲线，在该不考虑恢复过程的单次故障模拟序列模式下，理论上只有一种故障状态，设定为A，即为故障持续状态，没有故障消失后的动态恢复过程状态。
[0018]作为优化，不考虑恢复过程的多次间歇性故障模拟序列模式下构建并输出方波控制信号对所述配电网单相接地故障模型地间歇性控制的具体过程为：
[0019]S2B1、结合故障持续时间、间歇故障重复次数设定方波控制信号的周期和方波控制信号的持续时间；
[0020]S2B2、构建并输出对应的方波控制信号，在所述方波控制信号持续的整个时间内，监测所述方波控制信号变化的持续过程，并通过RTDS平台上自带的辨识模块检测所述方波控制信号的上升沿，并通过该正上升沿触发所述配电网单相接地故障模型输出故障状态曲线；
[0021]S2B3、观测所述故障状态曲线，该曲线理论上只会有一种故障故障态，设定为A，且故障状态会重复m次，而状态间隔中间会有非常短暂的暂态恢复过程。
[0022]作为优化，S2B1的具体步骤为：
[0023]S2B1.1、设定间歇故障重复次数m和故障持续时间t
fault
；
[0024]S2B1.2、根据间歇故障重复次数m和故障持续时间t
fault
设定所述方波控制信号的持续时间t
duration
：
[0025]t
duration
＝m*t
fault
；
[0026]S2B1.3、结合故障间歇重复次数，设定所述方波控制信号的周期t
s
：
[0027]t
s
＝t
duration
/m。
[0028]作为优化，考虑恢复过程的单次故障模拟序列模式下构建并输出方波控制信号对所述配电网单相接地故障模型地间歇性控制的具体过程为：
[0029]S2C1、结合故障持续时间设定方波控制信号的周期t
s
大于该故障持续时间t
fault
，同时，设定方波控制信号的持续时间t
duration
与方波控制信号周期t
s
相同；
[0030]S2C2、构建并输出对应的方波控制信号，根据所述方波控制信号的正半波，监测所述方波控制信号变化的持续过程并通过RTDS平台上自带的辨识模块检测方波的正上升沿，并通过该正上升沿触发所述配电网单相接地故障模型输出故障状态曲线；
[0031]S2C3、观测故障状态曲线，该曲线理论上将有两种状态，记作状态A和状态B，状态A对应故障的持续状态，状态B为故障消失后逐步恢复到正常工作状态的动态过程状态。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于方波控制的间歇性故障模拟试验方法，其特征在于，包括：S1、依托电力系统数字化仿真平台构建用于检测配电终端设备的配电网单相接地故障模型；S2、基于“故障持续时间
‑
方波频率”关联模式，构建并输出方波控制信号，以实现对所述配电网单相接地故障模型地间歇性控制，输出间歇性故障信号，实现间歇性故障的模拟，以检测配电终端设备是否能够识别该间歇性故障。2.根据权利要求1所述的一种基于方波控制的间歇性故障模拟试验方法，其特征在于，S1的具体过程为：在所述电力系统数字化仿真平台上设置间歇性故障要素的大小，所述间歇性故障要素要包括间歇故障重复次数、故障线路、故障相序、故障初相角、故障持续时间、故障电阻和故障距离。3.根据权利要求1所述的一种基于方波控制的间歇性故障模拟试验方法，其特征在于，通过所述故障初相角可以得到故障触发时间，具体公式为：式中：t
fault
为故障初相角转换为时序下的故障触发时间；d
set
为故障初相角；T
period
为工频周波时间。4.根据权利要求1所述的一种基于方波控制的间歇性故障模拟试验方法，其特征在于，所述“故障持续时间
‑
方波频率”关联模式包括不考虑恢复过程的单次故障模拟序列模式、不考虑恢复过程的多次间歇性故障模拟序列模式、考虑恢复过程的单次故障模拟序列模式和考虑恢复过程的多次间歇性故障模拟序列模式。5.根据权利要求4所述的一种基于方波控制的间歇性故障模拟试验方法，其特征在于，不考虑恢复过程的单次故障模拟序列模式下构建并输出方波控制信号对所述配电网单相接地故障模型地间歇性控制的具体过程为：S2A1、根据所述故障持续时间设定方波控制信号的周期和方波控制信号的持续时间，所述故障持续时间t
fault
分别等于所述方波控制信号的周期t
s
和方波控制信号的持续时间t
duration
，即t
fault
＝t
s
＝t
duration
；S2A2、构建并输出对应的方波控制信号，检测所述方波控制信号的正半波的正上升沿，并通过该正上升沿触发所述配电网单相接地故障模型输出故障状态曲线；S2A3、观测所述故障状态曲线。6.根据权利要求4所述的一种基于方波控制的间歇性故障模拟试验方法，其特征在于，不考虑恢复过程的多次间歇性故障模拟序列模式下构建并输出方波控制信号对所述配电网单相接地故障模型地间歇性控制的具体过程为：S2B1、结合故障持续时间、间歇故障重复次数设定方波控制信号的周期和方波控制信号的持续时间；S2B2、构建并输出对应的方波控制信号，在所述方波控制信号持续的整个时间内，监测所述方波控制信号变化的持续过程，并检测所述方波控制信号的上升沿，并通过该正上升沿触发所述配电网单相接地故障模型输出故障状态曲线；S2B3...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏学能，张华，高艺文，龙呈，李世龙，杨勇波，郑宇翔，徐直睿，于太浩，于杰，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：