故障线路

低压线路状况：目前从10kV配电变压器低压空开或者低压刀闸出线接至低压分接箱，低压分接箱低压线路复杂多变，若某条低压线路出现短路情况或者零线带电，无法快速查找并隔育故障线路。 旧式故障查找方法：对于低压线路故障及零线营电来说，将会一条条解开低压分接箱支线后尝试合上变压器低压空开（图1）用市电送电来判断故障及零线带电线路，如果解开的线路不是故障线路，故障电流会对低压设备进行冲击，影响其性能，在这过程中要投入的时间、人力、物力都是很大的，甚至经常试送市电查找故障会造成用户频繁停送电，极易导致用户投诉。

极端事件导致大停电后，受损的交通道路会影响电网抢修车队前往故障线路区域的进度，从而延缓配电网恢复。为此，提出了一种结合损坏道路修复的配电网抢修恢复方法。首先，在分析不同受损道路对抢修车行驶影响的基础上，构建交通网抢修车约束。其次，考虑受损道路抢修对电网抢修的影响，以配电网失电量最小为目标，协调线路抢修和道路修复建立配电网抢修策略模型，并采用蚁群算法对所提模型进行求解。最后，以IEEE33节点配电网与一个12节点交通网相耦合的系统作为算例进行分析，仿真结果表明，所提方法切实有效提高了配电网抢修速度，减小了大停电后配电网负荷的失电量。所提方案更适用于灾害发生的实际情况，可为配电网灾后恢复提供参考。

基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)的柔性直流配电网具有不存在换相失败等优点。但换流器存在低惯性、弱阻尼等特性，导致故障电流上升速度快且峰值高，对系统危害极大。针对直流配电网发生单极接地故障难以准确选择故障馈线的问题，提出了一种基于拐点密集区凹凸波动特性的直流配网故障检测方法。首先，利用变分模态分解算法对各馈线零模电流进行分解，选取特征分量。然后，计算特征分量的二阶导数，选择拐点密集区并进行归一化处理，得到各馈线的凹凸波动性。最后，判定凹凸波动性与其他馈线相异的线路为故障线路。仿真结果表明，所提方法能够快速识别故障馈线，且受过渡电阻、采样频率、数据窗和噪声等因素影响小。

针对当前供电公司对配电网小电流接地故障自动跳闸隔离的实际需求，报告详细阐述了基于暂态原理的小电流接地故障多级方向保护方案，利用配电终端检测接地方向，通过多级时序配合实现选择性切除小电流接地故障，除故障点前的第一个开关外，其他开关均不需要动作。该方案不依赖通信通道，故障隔离与恢复供电时间快、不会造成非故障线路区段停电。

随着海上风电向深远海发展，全直流型风电场由于不存在过电压问题等优点逐渐受到重视。针对全直流海上风电场的汇集线路继电保护问题，首先分析了直流汇集网络在不同故障类型及不同故障位置下的故障特征，计算对应故障情况下的故障电流，并与仿真值进行对比验证。根据故障特征提出一种利用汇集侧暂态电流变化率的单端量故障选线方案，利用区内外故障的故障暂态电流变化率极性和幅值差异，可在换流器过流闭锁前快速识别故障类型、故障线路及极性。通过在母线处设置附加选线流程，使线路末端高阻接地故障时也能准确选线。在PSCAD/EMTDC平台中搭建了全直流海上风电场模型，进行多种故障场景下的仿真分析，验证了所提故障选线方法的有效性。

配电网是连接电网与用户之间的枢纽，及时发现并排除配电网设备故障，提高故障恢复控制效率是配电网调控运行工作的重要任务。目前，制约配网故障处理效率主要有三个方面的因素。本项目针对配网故障恢复控制体系中关键问题进行了研究，开发了配网故障恢复控制系统。通过变电站内自适应接地系统实现接地故障类型的准确判别和故障线路的自动隔离;依托配电自动化系统及调度操作，实现配电网络的重构和自愈，在此过程中，通过故障下配网调度操作校验模块保证操作的安全性;基于标准化配网故障研判机制和流程，在高压配网恢复控制的基础上，实现台区、楼宇和单户故障的精准综合研判。

针对小电阻接地系统发生单相接地故障后保护直接跳闸导致的供电可靠性低的问题，提出一种计及相位偏移的电压梯度测距方法。首先，利用小电阻接地系统单相接地故障零序电流流通回路，分析了忽略零序电压相位偏移时和计及零序电压相位偏移时的零序电压幅值分布特征。其次，针对不能忽略零序电压相位偏移的情况，以母线出口处的零序电压为基准，分析了故障线路任一点的零序电压相对量分布特征。最后，在准确获取区段定位结果的基础上，提出了基于零序电压相对量梯度的测距方法。仿真结果表明，对于典型参数的架空线，相比于传统的基于零序电压幅值梯度的测距方法，利用零序电压相对量梯度后，测距精度显著提高。

项目属 及其自动化技术领域。近年来，国际上发生的绝大多数大停电事故都是由于输电线路过负荷被误判为故障，引发距离保护误切除非故障线路造成的，为了防止将线路过负荷误判为故障，国内外电网全部采用阻抗平面识别线路过负荷与故障，但是由于二者在阻抗平面上的特征相同，存在大面积混叠区，线路过负荷与故障无法被准确区分。这个困扰电力行业多年的世界性技术难题一直未得到有效解决，由此导致的大面积停电事故时有发生，其中包括美加“8.14”大停电、印度“7.30”、“7.31”、巴西“11.10”大停电等，经济损失修重，居民生活受到严重影响。 项目团队深入分析线路过负荷与故障的本质差异，采用全新视角，首创性地在电压平面上提取了二者的辩识参数，针对不同线路故障类型及潮流方向差异化处理，提出了利用电压特征的线路过负荷与故障识别原理，实现了线路过负荷与故障的精准识别。

为了保障电缆的稳定运行，需要安装电缆状态预警及故障定位在线监测装置，实时监测电缆运行状态，并能实时采集局放信号，对数据进行分析与管理，对设备的可靠性实时诊断和预测，根据诊断结果制定出检修方案，为状态维修提供依据，可以根据局放信号对绝缘状态做出预警，快速判断故障线路，故障点距离电缆线路终端的位置，提前检修，消除隐患，提高了电缆运行的可靠性、安全性和有效性。

极端事件导致大停电后，受损的交通道路会影响电网抢修车队前往故障线路区域的进度，从而延缓配电网恢复。为此，提出了一种结合损坏道路修复的配电网抢修恢复方法。首先，在分析不同受损道路对抢修车行驶影响的基础上，构建交通网抢修车约束。其次，考虑受损道路抢修对电网抢修的影响，以配电网失电量最小为目标，协调线路抢修和道路修复建立配电网抢修策略模型，并采用蚁群算法对所提模型进行求解。最后，以IEEE33节点配电网与一个12节点交通网相耦合的系统作为算例进行分析，仿真结果表明，所提方法切实有效提高了配电网抢修速度，减小了大停电后配电网负荷的失电量。所提方案更适用于灾害发生的实际情况，可为配电网灾后恢复提供参考。