目前，基于有限電能質(zhì)量（PQ）監測點(diǎn)量測數據和配電自動(dòng)化提供的網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)信息，通過(guò)短路電流計算，進(jìn)行配電網(wǎng)電壓暫降源精確定位成為研究熱點(diǎn)之一。但現有方法存在不區分暫降源類(lèi)型，需遍歷所有母線(xiàn)、計算量大、過(guò)渡電阻估計不準確影響定位精度、難以適用于多源主動(dòng)配電網(wǎng)等不足。該文提出一種適用于主動(dòng)配電網(wǎng)的電壓暫降源精確定位策略。
針對基于序功率增量方向原理確定的暫降源候選區域，進(jìn)行電壓暫降成因辨識。對于由短路故障引起的電壓暫降，基于考慮分布式電源接入和過(guò)渡電阻影響的主動(dòng)配電網(wǎng)短路電流計算方法，以故障位置、過(guò)渡電阻為優(yōu)化變量，以最小化有限觀(guān)測點(diǎn)處故障電流、電壓的計算值與觀(guān)測值誤差為目標，建立尋找最鄰近母線(xiàn)和尋找準確故障位置的分步優(yōu)化模型并采用智能優(yōu)化算法求解，實(shí)現精確定位。
基于改進(jìn)IEEE 34節點(diǎn)配電網(wǎng)算例驗證了本文方法的有效性，并通過(guò)與現有方法的結果比較說(shuō)明了所提方法的優(yōu)越性。
隨著(zhù)各類(lèi)新能源發(fā)電裝置以及電力電子接口設備的廣泛接入，主動(dòng)配電網(wǎng)表現出潮流雙向、電能質(zhì)量復雜化等不同于傳統配電網(wǎng)的特點(diǎn)。目前，開(kāi)展配電自動(dòng)化和配網(wǎng)調控一體化智能技術(shù)支持系統建設，全面提升電能質(zhì)量（Power Quality, PQ）、提高供電可靠性，是配電智能化建設的主要目標之一。
作為最受關(guān)注的電能質(zhì)量問(wèn)題之一，電壓暫降嚴重影響配電網(wǎng)中各類(lèi)設備的正常工作，造成巨大的經(jīng)濟損失，是發(fā)達國家電能質(zhì)量問(wèn)題投訴中的首要問(wèn)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(jiàn)的電壓暫降成因。準確地定位暫降源，一方面有助于快速排查問(wèn)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(guò)程中供電企業(yè)和用戶(hù)的責任，分清源頭，更好地協(xié)調電力市場(chǎng)環(huán)境下電力部門(mén)與用戶(hù)之間的糾紛。
此外，隨著(zhù)城市配電網(wǎng)建設、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(guò)程中巡檢工作，縮短故障持續時(shí)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。上述方法應用于配電網(wǎng)時(shí)，需安裝大量互感器和故障測距裝置，建設成本較高。
近些年來(lái)，隨著(zhù)PQ監測系統的廣泛應用，基于該系統采集到的數據進(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(wèn)題，文獻[6-11]分別提出基于擾動(dòng)功率、擾動(dòng)能量、等效阻抗實(shí)部、實(shí)部電流以及系統軌跡斜率的方法，以判斷暫降源相對于各觀(guān)測點(diǎn)的上下游關(guān)系。
通過(guò)與配電自動(dòng)化提供的網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)信息相結合，以上方法可進(jìn)行暫降源大致區域的判斷，但對于電氣故障類(lèi)電壓暫降源，無(wú)法實(shí)現精確定位。
針對電氣故障引起的電壓暫降，文獻[12]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(guò)假設故障依次發(fā)生在各母線(xiàn)上并試探不同的電阻值，以根節點(diǎn)處的故障電流觀(guān)測值與短路計算值誤差最小為標準，搜尋距故障點(diǎn)最鄰近的節點(diǎn)并估算過(guò)渡電阻值；進(jìn)一步地，遍歷與最鄰近節點(diǎn)相連的所有支路，通過(guò)不斷移動(dòng)假設的故障點(diǎn)，以各觀(guān)測點(diǎn)處電流電壓觀(guān)測值與短路計算值誤差最小為標準，確定準確的故障點(diǎn)。
但該方法不足在于：
（1）采用的短路計算方法以及過(guò)渡電阻估算方法僅適用于單電源輻射型配電網(wǎng)。隨著(zhù)各類(lèi)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)已從傳統的單電源輻射型網(wǎng)絡(luò )轉變?yōu)槎嘣磸碗s網(wǎng)絡(luò )，其短路電流特性與傳統配電網(wǎng)明顯不同。
（2）在支路上移動(dòng)假設故障點(diǎn)過(guò)程中，沒(méi)有對尋找最鄰近母線(xiàn)得到的預估過(guò)渡電阻值進(jìn)行修正，故過(guò)渡電阻估計值與實(shí)際值存在偏差，影響短路計算準確性，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(xiàn)、計算量大。
基于有限PQ觀(guān)測點(diǎn)量測數據和配電自動(dòng)化提供的網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)信息，本文提出一種適用于主動(dòng)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(guān)測點(diǎn)的上下游關(guān)系，以確定其候選區域、縮小待搜索區域。然后，進(jìn)行電壓暫降成因辨識，以針對性地指導定位。
對于由短路故障引起的電壓暫降，在候選區域內，基于反演思想，以考慮了IIDG接入和過(guò)渡電阻影響的配電網(wǎng)短路電流計算為基礎，以故障位置、過(guò)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)現精確定位。
圖1 改進(jìn)的IEEE 34節點(diǎn)配電網(wǎng)拓撲
總結
基于有限PQ觀(guān)測點(diǎn)量測數據和配電自動(dòng)化提供的網(wǎng)絡(luò )實(shí)時(shí)信息，本文提出了一種主動(dòng)配電網(wǎng)電壓暫降源精確定策略，并基于改進(jìn)的IEEE 34節點(diǎn)配電網(wǎng)算例進(jìn)行測試，驗證了其有效性和優(yōu)越性。
1）含電壓暫降成因分析，針對不同類(lèi)型電壓暫降源采取不同的定位方法，不僅可準確定位短路故障引起的電壓暫降，也可對非電氣故障類(lèi)電壓暫降源進(jìn)行定位，避免因暫降源類(lèi)型判斷錯誤影響定位準確性。
2）基于反演思路，將電氣故障類(lèi)電壓暫降源的精確定位問(wèn)題處理為一個(gè)分步優(yōu)化問(wèn)題。通過(guò)在配電網(wǎng)短路計算中計及IIDG的影響，克服了傳統方法難以適用逆變型分布式電源大量接入的復雜多電源主動(dòng)配電網(wǎng)的不足。通過(guò)對過(guò)渡電阻值進(jìn)行二次優(yōu)化修正，克服了現有策略在精確定位過(guò)程中對過(guò)渡電阻估計不準導致定位誤差較大的不足，所提方法定位精度高、抗過(guò)渡電阻影響能力強。
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