近日,中国矿业大学电气工程学院梁睿教授团队针对电缆型配电网故障区段定位展开了深入研究,研究成果在电力系统领域国际知名期刊IEEE Transactions on Power Systems(中科院一区TOP,影响因子:6.663)上以题为“Multi-Source Data-Cooperated Neutral Low-Resistance Grounding Cable Grid Faulty Segment Identification”(DOI:10.1109/TPWRS.2021.3106691)在线发表。
配电网电力线路是电能输送和用户供电的关键环节。目前,针对中压配电网三芯电缆线路故障的研究多数未充分考虑三芯电缆本身结构的特征,仅通过近似处理将原先用于架空线路和单芯电缆的模型和方法直接套用于三芯电缆,并将传统架空线路的故障类型直接移植到三芯电缆的故障分析。该种对三芯电缆的模糊化处理方案将引入误差,给配电网的故障区段辨识造成不利影响。此外,当前部分数据驱动的配电网故障诊断方法仅依赖于单一信号源的数据,忽视配电自动化系统可观测的多信号源故障数据的价值,造成诊断结果可行性差以及资源浪费;而另一部分基于多源信息驱动的方法,则大多数只立足于信息侧的信息耦合算法研究,对物理侧电力线路特性的探索强调不足。
图1三芯电缆多导体结构
针对上述问题,梁睿教授团队提出了协同非同源故障数据进行三芯铠装电缆故障区段辨识的创新思路,以三芯铠装电缆发生单点故障时的屏蔽地线稳态电流分析为基础,针对非单一电缆区段故障场景中故障与健全区段之间屏蔽地线稳态电流的普遍性差异,构建基于屏蔽地线稳态特征的故障电缆区段辨识方法。同时,考虑故障数据采集和传输过程中可能出现的错误和异常,进一步协同常见的配电网故障数据,建立基于数据协同的故障电缆区段容错辨识方法。研究成果在保证简单易行的基础上可进一步提升三芯铠装电缆故障区段辨识的可靠性和有效性,为无法监测零序电流但便于测量电缆屏蔽地线电流的场景提供了一种行之有效的故障区段辨识手段。
图2电缆型配电网故障等效电路分析模型