1.一种基于电压分布原理的配电网故障测距方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、在配电网中的变压器出口侧和馈线末端配置PMU;步骤2、当配电网线路发生故障时,装设PMU的监测点能够检测到突变量,此时采集各PMU的A、B、C三相电压、电流;步骤3、对采集到的A、B、C三相电压、电流进行滤波和基频提取;步骤4、将三相电压和电流的基频相量,通过相模变换解耦为电压和电流的正、负、零序分量;步骤5、利用线路末端电压和电流的正序分量计算各线路的首端电压,根据不同线路求解得到首端电压的差异判断出故障线路,其中故障线路首端电压、电流通过与其相邻的正常线路利用电路定理计算求得;其中,利用线路末端电压和电流的正序分量计算各线路的首端电压的公式如下:其中, 为要计算的馈线首端正序电压相量值; 为馈线末端正序电压相量值; 为馈线末端正序电流相量值;l为馈线线路长度;Z 0 为线路单位长度阻抗值;同一分支点下的馈线首端电压相等,即分支点处电压值是唯一确定的,若馈线发生故障,故障线路首端电压 计算公式如下:其中, 为故障线路首端正序电压相量值; 为故障线路末端正序电压相量值; 为故障线路末端正序电流相量值; 为正序故障电流相量值;l为馈线线路长度;x为故障点距首端处的距离;在故障线路未知的情况下,计算同一分支点下馈线首端电压时,利用末端电压、电流计算首端电压公式得到故障线路首端电压 公式如下:其中, 为计算得到的线路首端正序电压相量值;因为没有考虑线路存在的故障分支,故障线路首端电压计算值 和真实值 之间的误差公式为:其中, 为电压误差相量值;步骤6、构建分别由故障线路两端电压、电流信息表示的故障点电压相量的方程,通过求解该方程实现故障测距;所述方程如下:其中:Y为线路单位长度导纳; 为线路正序波阻抗; 为线路正序传播系数,Z 0 为线路单位长度阻抗; 为线路首端电压; 为线路首端电流; 为距首端l MN 处的电压; 为距首端l MN 处的电流;故障线路首端标记为O,末端标记为F,线路长度为L,故障点f发生在距O端x处,将故障点处的电压相量用两端电压、电流分别表示,公式如下:其中, 为用O端电压、电流表示的故障点处的电压相量值; 为用F端电压、电流表示的故障点处的电压相量值; 为故障线路首端O正序电压相量值; 为故障线路首端O正序电流相量值; 为故障线路末端F正序电压相量值; 为故障线路末端F正序电流相量值;代入双曲函数: 和 得到关于故障距离x的方程,公式如下:将上述公式的实部和虚部分开,构建A+jB的格式,得到公式如下:将γ表示为γ=α+jβ,α为γ的实部,β为γ的虚部,代入上述公式,对等式的两边实部和虚部做等式化处理得到故障距离x的解,公式如下:进一步化简得到故障测距的结果,公式如下:代入参数即实现对故障距离x的求解。
2.根据权利要求1所述的一种基于电压分布原理的配电网故障测距方法,其特征在于,步骤3中基频提取计算公式如下:其中,x(k)为某一相的瞬时电流或电流值经过模数转换后的离散值,k为该采样点序号;N为一个周期内对离散值的采样点数,a 1 为基频相量的实部,b 1 为基频相量的实部,A为基频相量的幅值,θ为基频相量的相角。
3.根据权利要求1所述的一种基于电压分布原理的配电网故障测距方法,其特征在于,步骤4中由三相电压和电流的基频相量,经过相模变换解耦为电流和电压的正、负、零序分量的公式如下:其中,a=e j120° ,a 2 =e j240° ,且满足1+a+a 2 =0,a 3 =1; 分别为A、B、C三相的电流相量; 分别为A、B、C三相的电压相量; 分别为正、负、零三序的电流相量; 分别为正、负、零三序的电压相量。
4.根据权利要求1所述的一种基于电压分布原理的配电网故障测距方法,其特征在于,步骤5中故障线路首端电压取该分支点下正常线路首端电压均值,障线路首端电流通过KCL计算求得,其中KCL:即电路中任意节点在任一时刻,流入节点的电流之和等于流出节点的的电流之和。