本公開涉及并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別，具體涉及可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

2、由于一些地區(qū)能源分布呈現(xiàn)出的資源與需求逆向分布特點，一些大型可再生能源基地經(jīng)柔直并網(wǎng)的輸電系統(tǒng)成為了新型電力系統(tǒng)中的典型形態(tài)之一。可再生能源孤島經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和運行特性上與傳統(tǒng)以同步發(fā)電機為主體的電力系統(tǒng)存在顯著差異。其不存在任何傳統(tǒng)電源的支撐，是對各種可再生能源全面融合的高度動態(tài)且復(fù)雜的電力網(wǎng)絡(luò)。與此同時，與高滲透率可再生能源系統(tǒng)相比，可再生能源孤島經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的可再生能源滲透率達(dá)100%，其對運行穩(wěn)定性的要求更加嚴(yán)格。因此，開展針對可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的運行特性，尤其是故障后孤島電網(wǎng)的電氣量響應(yīng)特性的相關(guān)研究，對優(yōu)化系統(tǒng)控制，保證可再生能源送出水平具有重要意義。

3、目前孤島電網(wǎng)系統(tǒng)的判別與研究方法主要是針對發(fā)生在電網(wǎng)側(cè)的故障，對于孤島電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部故障的判別與研究方法較少。而且現(xiàn)有故障后孤島電網(wǎng)系統(tǒng)的判別與研究方法判別依據(jù)較為單一，沒有針對于故障發(fā)生后故障由可再生能源系統(tǒng)經(jīng)柔直系統(tǒng)后的傳播機理與傳播路徑進(jìn)行詳細(xì)分析，并根據(jù)可再生能源孤島系統(tǒng)內(nèi)部不同故障位置及故障類型形成一套完整的故障判別體系；另外，現(xiàn)有的故障后孤島電網(wǎng)系統(tǒng)的判別方法與研究方法，在不進(jìn)行通訊的情況下無法實現(xiàn)孤島電網(wǎng)系統(tǒng)故障類型和故障位置的判斷。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本公開為了解決上述問題，提出了可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別方法及系統(tǒng)，基于各種工況下系統(tǒng)不同故障條件下量測到的電氣量數(shù)據(jù)構(gòu)建故障數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)兩種判別指標(biāo)，構(gòu)建故障類型與故障位置的判別指標(biāo)體系，對故障類型與故障位置進(jìn)行判別，可指導(dǎo)可再生能源場站與柔直換流站及時調(diào)整控制策略，優(yōu)化控制參數(shù)。

2、根據(jù)一些實施例，本公開采用如下技術(shù)方案：

3、可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別方法，包括：

4、獲取并網(wǎng)系統(tǒng)故障信號下的各量測點的電壓數(shù)據(jù)；

5、將所述各量測點的電壓數(shù)據(jù)代入可再生能源孤島經(jīng)柔直送出系統(tǒng)的故障判別指標(biāo)體系，判別出故障類型與故障位置；

6、其中，所述可再生能源孤島經(jīng)柔直送出系統(tǒng)的故障判別指標(biāo)體系構(gòu)建過程為：獲取歷史不同工況不同故障下電氣量數(shù)據(jù)，構(gòu)建故障數(shù)據(jù)庫，基于故障數(shù)據(jù)庫，對不同故障位置和故障類型下各個量測點電壓跌落最低點數(shù)據(jù)與跌落斜率最大值數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析，基于各個量測點電壓跌落最低點數(shù)據(jù)與跌落斜率最大值數(shù)據(jù)所表現(xiàn)的規(guī)律，構(gòu)建故障類型判別指標(biāo)與故障位置判別指標(biāo)，完成可再生能源孤島經(jīng)柔直送出系統(tǒng)的故障判別指標(biāo)體系的構(gòu)建。

7、根據(jù)一些實施例，本公開采用如下技術(shù)方案：

8、可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別系統(tǒng)，包括：

9、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取并網(wǎng)系統(tǒng)故障信號下的各量測點的電壓數(shù)據(jù)；

10、判別模塊，用于將所述各量測點的電壓數(shù)據(jù)代入可再生能源孤島經(jīng)柔直送出系統(tǒng)的故障判別指標(biāo)體系，判別出故障類型與故障位置；

11、其中，所述可再生能源孤島經(jīng)柔直送出系統(tǒng)的故障判別指標(biāo)體系構(gòu)建過程為：獲取歷史不同工況不同故障下電氣量數(shù)據(jù)，構(gòu)建故障數(shù)據(jù)庫，基于故障數(shù)據(jù)庫，對不同故障位置和故障類型下各個量測點電壓跌落最低點數(shù)據(jù)與跌落斜率最大值數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析，基于各個量測點電壓跌落最低點數(shù)據(jù)與跌落斜率最大值數(shù)據(jù)所表現(xiàn)的規(guī)律，構(gòu)建故障類型判別指標(biāo)與故障位置判別指標(biāo)，完成可再生能源孤島經(jīng)柔直送出系統(tǒng)的故障判別指標(biāo)體系的構(gòu)建。

12、根據(jù)一些實施例，本公開采用如下技術(shù)方案：

13、一種非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，所述非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)用于存儲計算機指令，所述計算機指令被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)所述的可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別方法。

14、根據(jù)一些實施例，本公開采用如下技術(shù)方案：

15、一種電子設(shè)備，包括：處理器、存儲器以及計算機程序；其中，處理器與存儲器連接，計算機程序被存儲在存儲器中，當(dāng)電子設(shè)備運行時，所述處理器執(zhí)行所述存儲器存儲的計算機程序，以使電子設(shè)備執(zhí)行實現(xiàn)所述的可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別方法。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本公開的有益效果為：

17、本公開的可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別方法，建立可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的故障庫，包含了不同工況下不同故障位置、不同故障類型、不同量測點的各種電氣量數(shù)據(jù)。基于故障庫數(shù)據(jù)，對故障位置與故障類型對各量測點電壓跌落程度與跌落速度的影響進(jìn)行了量化分析?；诎l(fā)生不同類型的故障或故障發(fā)生在不同的位置時，各個量測點量測到的電壓響應(yīng)特性各不相同的分析結(jié)果，提取電壓數(shù)據(jù)特征，構(gòu)建了故障判別指標(biāo)體系并驗證了故障判別指標(biāo)在判別故障類型與故障位置方面的有效性。當(dāng)檢測到可再生能源孤島電網(wǎng)發(fā)生故障時，各可再生能源場站及柔直換流站控制層可通過故障判別指標(biāo)快速確定故障類型及故障位置，為故障期間控制策略的選擇與控制參數(shù)的優(yōu)化提供指導(dǎo)。

18、本公開的可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別方法，通過提取電壓跌落最低點及跌落過程中斜率最大值作為判別指標(biāo)，是因為電壓跌落最低點及跌落過程中斜率最大值是系統(tǒng)故障期間描述電壓變化的最明顯特征，通過不同位置的電壓跌落最低點就可以看出系統(tǒng)中發(fā)生故障的嚴(yán)重程度和類型、而跌落斜率最大值就可以判斷出故障的傳播路徑從而判斷出故障的位置；兩者結(jié)合即可為故障的判別提供有效參考，可以實現(xiàn)在可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，可基于判別指標(biāo)迅速確定故障位置及發(fā)生的故障類型。

技術(shù)特征：

1.可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別方法，其特征在于，基于風(fēng)電及光伏場站不同的接入比例，獲取多種運行工況，對運行工況下的多種故障類型進(jìn)行仿真測試，獲取柔直送端換流站交流側(cè)及各可再生能源場站的35kv并網(wǎng)點多處電氣量測點的電氣量數(shù)據(jù)，形成可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)庫。

3.如權(quán)利要求1所述可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別方法，其特征在于，基于故障數(shù)據(jù)庫，針對同一位置發(fā)生不同類型故障及同一類型故障發(fā)生在不同故障位置的情況開展電壓波形數(shù)據(jù)的量化分析，當(dāng)對比同一位置發(fā)生不同類型故障時，孤島電網(wǎng)各并網(wǎng)點的電壓跌落程度，提取各種故障情況下電壓跌落最低點數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，故障點分別發(fā)生單相接地故障、兩相接地故障及三相接地故障時，各個量測點測量到的電壓跌落最低點數(shù)據(jù)呈現(xiàn)單相接地故障下電壓跌落最低點最高，兩相接地故障次之，而發(fā)生三相接地故障時電壓跌落最低點為最低的規(guī)律。

4.如權(quán)利要求3所述可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別方法，其特征在于，當(dāng)分別發(fā)生單相接地故障、兩相接地故障及三相接地故障時，提取各種故障情況下電壓跌落斜率最大值數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，其中三相接地故障下的多個量測點檢測到的電壓跌落速度大于單相接地故障和兩相接地故障發(fā)生時電壓跌落速度。

5.如權(quán)利要求1所述可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別方法，其特征在于，將故障時電壓跌落最低點及跌落斜率最大值作為反應(yīng)故障類型及故障位置的有效數(shù)據(jù)指標(biāo)，基于故障時電壓跌落最低點及跌落斜率最大值構(gòu)建可再生能源孤島經(jīng)柔直送出系統(tǒng)的故障判別指標(biāo)體系。

6.如權(quán)利要求5所述可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別方法，其特征在于，根據(jù)各個量測點檢測到的電壓跌落最低點數(shù)據(jù)與跌落斜率最大值數(shù)據(jù)構(gòu)建各個量測點的故障判別指標(biāo)如下：

7.如權(quán)利要求1所述可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別方法，其特征在于，發(fā)生不同類型的故障時，無論故障位置如何，各個量測點測量到的電壓跌落最低點與電壓跌落斜率最大值均表現(xiàn)出相同的規(guī)律，即各量測點的故障判別指標(biāo)同樣表現(xiàn)出相同的規(guī)律，則構(gòu)建故障類型判別指標(biāo)如下：

8.可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述非暫態(tài)計算機可讀存儲介質(zhì)用于存儲計算機指令，所述計算機指令被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項所述的可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別方法。

10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：處理器、存儲器以及計算機程序；其中，處理器與存儲器連接，計算機程序被存儲在存儲器中，當(dāng)電子設(shè)備運行時，所述處理器執(zhí)行所述存儲器存儲的計算機程序，以使電子設(shè)備執(zhí)行實現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項所述的可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別方法。

技術(shù)總結(jié)
本公開提供了可再生能源孤島電網(wǎng)經(jīng)柔直并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別方法及系統(tǒng)，涉及并網(wǎng)系統(tǒng)故障判別技術(shù)領(lǐng)域，獲取并網(wǎng)系統(tǒng)故障信號下的各量測點的電壓數(shù)據(jù)；將所述各量測點的電壓數(shù)據(jù)代入可再生能源孤島經(jīng)柔直送出系統(tǒng)的故障判別指標(biāo)體系，可再生能源孤島經(jīng)柔直送出系統(tǒng)的故障判別指標(biāo)體系構(gòu)建過程為：獲取歷史不同工況不同故障下電氣量數(shù)據(jù)，構(gòu)建故障數(shù)據(jù)庫，基于故障數(shù)據(jù)庫，對不同故障位置和故障類型下各個量測點電壓跌落最低點數(shù)據(jù)與跌落斜率最大值數(shù)據(jù)進(jìn)行量化分析，基于各個量測點電壓跌落最低點數(shù)據(jù)與跌落斜率最大值數(shù)據(jù)所表現(xiàn)的規(guī)律，構(gòu)建故障類型判別指標(biāo)與故障位置判別指標(biāo)，利用其完成可再生能源孤島經(jīng)柔直送出系統(tǒng)的故障判別。

技術(shù)研發(fā)人員：孫凱祺,劉耀琳,李可軍,劉潔,宋書新,范宏進(jìn)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2