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隨著各類新能源發(fā)電裝置以及電力電子接口設(shè)備的廣泛接入，主動配電網(wǎng)表現(xiàn)出潮流雙向、電能質(zhì)量復(fù)雜化等不同于傳統(tǒng)配電網(wǎng)的特點(diǎn)。目前，開展配電自動化和配網(wǎng)調(diào)控一體化智能技術(shù)支持系統(tǒng)建設(shè)，全面提升電能質(zhì)量（Power Quality, PQ）、提高供電可靠性，是配電智能化建設(shè)的主要目標(biāo)之一。

作為最受關(guān)注的電能質(zhì)量問題之一，電壓暫降嚴(yán)重影響配電網(wǎng)中各類設(shè)備的正常工作，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，是發(fā)達(dá)國家電能質(zhì)量問題投訴中的首要問題，在我國也呈逐漸上升趨勢。

電氣故障（短路故障）是最為常見的電壓暫降成因。準(zhǔn)確地定位暫降源，一方面有助于快速排查問題、快速實(shí)施檢修，對提高供電可靠性具有重要意義；另一方面，也可明確電壓暫降過程中供電企業(yè)和用戶的責(zé)任，分清源頭，更好地協(xié)調(diào)電力市場環(huán)境下電力部門與用戶之間的糾紛。

此外，隨著城市配電網(wǎng)建設(shè)、地下電纜化程度不斷提高，精確的暫降源定位，對于方便故障排除過程中巡檢工作，縮短故障持續(xù)時間、降低故障影響，具有重要意義。

到目前為止，阻抗法、行波法等方法被應(yīng)用到輸電網(wǎng)的故障定位中，已經(jīng)取得了較好效果。上述方法應(yīng)用于配電網(wǎng)時，需安裝大量互感器和故障測距裝置，建設(shè)成本較高。

近些年來，隨著PQ監(jiān)測系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，基于該系統(tǒng)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行電壓暫降分析得到了廣泛關(guān)注。對于電壓暫降源定位問題，有學(xué)者分別提出基于擾動功率、擾動能量、等效阻抗實(shí)部、實(shí)部電流以及系統(tǒng)軌跡斜率的方法，以判斷暫降源相對于各觀測點(diǎn)的上下游關(guān)系。

通過與配電自動化提供的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時信息相結(jié)合，以上方法可進(jìn)行暫降源大致區(qū)域的判斷，但對于電氣故障類電壓暫降源，無法實(shí)現(xiàn)精確定位。

針對電氣故障引起的電壓暫降，有學(xué)者基于短路電流計算提出了一種暫降源精確定位方法。首先，通過假設(shè)故障依次發(fā)生在各母線上并試探不同的電阻值，以根節(jié)點(diǎn)處的故障電流觀測值與短路計算值誤差最小為標(biāo)準(zhǔn)，搜尋距故障點(diǎn)最鄰近的節(jié)點(diǎn)并估算過渡電阻值；進(jìn)一步地，遍歷與最鄰近節(jié)點(diǎn)相連的所有支路，通過不斷移動假設(shè)的故障點(diǎn)，以各觀測點(diǎn)處電流電壓觀測值與短路計算值誤差最小為標(biāo)準(zhǔn)，確定準(zhǔn)確的故障點(diǎn)。

但該方法不足在于：

• （1）采用的短路計算方法以及過渡電阻估算方法僅適用于單電源輻射型配電網(wǎng)。隨著各類分布式電源（Distributed Generator, DG）、特別是逆變型DG（Inverter Interfaced DG, IIDG）的大量接入，配電網(wǎng)已從傳統(tǒng)的單電源輻射型網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣磸?fù)雜網(wǎng)絡(luò)，其短路電流特性與傳統(tǒng)配電網(wǎng)明顯不同。
• （2）在支路上移動假設(shè)故障點(diǎn)過程中，沒有對尋找最鄰近母線得到的預(yù)估過渡電阻值進(jìn)行修正，故過渡電阻估計值與實(shí)際值存在偏差，影響短路計算準(zhǔn)確性，進(jìn)而對定位精度造成不利影響。
• （3）需要搜索分析所有母線、計算量大。

基于有限PQ觀測點(diǎn)量測數(shù)據(jù)和配電自動化提供的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時信息，本文提出一種適用于主動配電網(wǎng)的電壓暫降源精確定位策略。暫降發(fā)生后，首先基于序功率增量方向原理判斷暫降源相對于各觀測點(diǎn)的上下游關(guān)系，以確定其候選區(qū)域、縮小待搜索區(qū)域。然后，進(jìn)行電壓暫降成因辨識，以針對性地指導(dǎo)定位。

對于由短路故障引起的電壓暫降，在候選區(qū)域內(nèi)，基于反演思想，以考慮了IIDG接入和過渡電阻影響的配電網(wǎng)短路電流計算為基礎(chǔ)，以故障位置、過渡電阻為優(yōu)化變量，建立分步優(yōu)化模型并采用智能優(yōu)化算法求解，以實(shí)現(xiàn)精確定位。

圖1 改進(jìn)的IEEE 34節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)拓?fù)?/p>

總結(jié)

基于有限PQ觀測點(diǎn)量測數(shù)據(jù)和配電自動化提供的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時信息，本文提出了一種主動配電網(wǎng)電壓暫降源精確定策略，并基于改進(jìn)的IEEE 34節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)算例進(jìn)行測試，驗(yàn)證了其有效性和優(yōu)越性。

• 1）含電壓暫降成因分析，針對不同類型電壓暫降源采取不同的定位方法，不僅可準(zhǔn)確定位短路故障引起的電壓暫降，也可對非電氣故障類電壓暫降源進(jìn)行定位，避免因暫降源類型判斷錯誤影響定位準(zhǔn)確性。
• 2）基于反演思路，將電氣故障類電壓暫降源的精確定位問題處理為一個分步優(yōu)化問題。通過在配電網(wǎng)短路計算中計及IIDG的影響，克服了傳統(tǒng)方法難以適用逆變型分布式電源大量接入的復(fù)雜多電源主動配電網(wǎng)的不足。通過對過渡電阻值進(jìn)行二次優(yōu)化修正，克服了現(xiàn)有策略在精確定位過程中對過渡電阻估計不準(zhǔn)導(dǎo)致定位誤差較大的不足，所提方法定位精度高、抗過渡電阻影響能力強(qiáng)。