随着全球能源互联网大概念的提出,确定了电网智能化、全球化的发展方向,对电网电能品质、可靠性、智能化提出了更高的要求。因此在现代智能电网的规划和建设中,要将系统可靠性和电能质量放到重要位置。智能电网其中主要的特征就是电能质量监测装置的广泛安装以及由该系统获得的大量实时现场数据。这使得电能质量监测系统(PowerQuality,PQ)成为与配电网数据采集与监控系统(Distribution Supervisory Control and Data Acquisition,DSCADA)、广域相量测量系统(Phasor Measurement Unit,PMU)、高级量测系统(Advanced Metering Infrastructure,AMI)并驾齐驱的电力系统监测网络。对这些数据所含信息进行分析研究并加以挖掘利用,是近年来电能质量领域发展的趋势。本文将电能质量参数应用到故障定位上来,解决供电可靠性的问题,是对电能质量监测系统数据新应用的一个大胆尝试。本文首先介绍了传统故障定位的方法,主要包括主动式故障定位法和被动式故障定位法,并对他们各自的优缺点进行了总结。从而对后文的故障定位的实现,提供了参考和理论支持。然后对电能质量各参数进行详细的介绍,同时推导出了电压暂降检测方法,并利用LabVIEW对电压暂降信号生成、检测分析。仿真结果证明了 dq分解法对电压暂降检测的有效性和准确性,为后文利用电能质量重要扰动信息—电压暂降幅值进行故障定位提供了可靠的依据。接着为了充分利用电能质量监测系统数据资源,提出了基于电压暂降幅值信息和故障距离分布函数的实用定位算法。首先通过线路参数构建节点阻抗矩阵,再建立监测点电压关于故障距离的分布函数数据库,并且配置电压暂降监测点位置。然后建立测量参数矩阵。当发生故障时,通过建立监测点状态向量,可同时确定故障线路和相应的故障距离,得出相应的故障位置。此方法原理简单实用,不需要迭代计算,计算量小,能够实现实时的故障检测与定位。最后通过MATLAB对一 10节点环状配网系统进行算例分析,最后验证了利用电压暂降幅值信息进行故障定位的有效性。最后本文通过LabVIEW平台开发了具有电压暂降检测和电压暂降源定位功能的电能质量监测系统及在线故障定位装置。本文先从原理上介绍了该装置的硬件构成、电能质量软件构成和故障定位的基本流程。最后通过LabVIEW实现了对各电能质量参数的监测,同时实现了电压暂降源的定位,为暂降责任量化提供了依据;另外该系统实现了故障定位功能,为及时排除故障提供依据。本文只利用了电压暂降的幅值信息,能实现故障点的定位,对于数据的同时性没有要求,并且能够有效利用已有装置,实现构建监测网络和故障定位系统的经济性。同时对电能质量监测系统其他数据资源的挖掘需要更加深入,对于故障定位的通信网络构建及数据传输格式还有待于进一步的探索与研究。
