基于改进增益阻抗实部的配电网电压跌落源定位方法

电网智能化调度与控制教育部重点实验室、东营供电公司的研究人员朱珂、王怡轩、刘文华，在2015年第16期《电工技术学报》上撰文，针对基于增益阻抗实部的电压跌落源定位方法因部分非对称性电压跌落引起正序分量变化太小而难以准确定位问题，基于电压跌落源的不同类型，提出了一种基于增益阻抗理论的改进型电压跌落源定位方法。

论文从基于增益阻抗理论的电压跌落源定位原理出发，针对国内配电网中性点的运行方式，推导出适用于不同电压跌落源类型的定位判据，并通过对配电变压器的电压跌落传递能力进行分析，建立国内中低压辐射型配电网电压跌落源定位策略。此外，论文还就系统暂态过程对增益阻抗计算结果的影响进行了分析。

该方法物理概念明确、可实施性强、对线性及非线性负荷均适用，理论、仿真分析及模拟实验都验证了该方法的有效性。

电压跌落是指电压有效值在系统频率下瞬时减小到额定值的10%～90%，其持续时间一般为半个工频周期到数秒[1]。近年来，随着电力系统中敏感性负荷比例的迅速增加及电力用户对电能质量要求的不断提高，电压跌落己成为供电部门和用户最为关心的电能质量问题之一[2,3]。

据统计，在用户投诉的电能质量问题中90%是由于电压跌落引起的。引起电压跌落的原因主要有线路短路故障、大型感应电动机起动以及空载变压器投入等。其既有可能发生在用户侧，也有可能发生在系统侧。而电压跌落源的准确定位对于确认电压跌落责任方，进而采取措施提高整个电网的电能质量具有重要意义[4,5]。

针对电压跌落源定位问题，国内外先后开展了大量研究工作[6]。基于扰动功率和扰动能量的定位方法[7]是较常用也是较早出现的一种方法。该方法以扰动源从系统中吸取能量为前提，通过计算电压跌落发生时的扰动功率和扰动能量并根据其符号来判定电压跌落源的位置。该方法的准确性很大程度上取决于扰动功率和扰动能量计算结果的吻合度，后来多位学者又对其进行了改进和完善[8,9]。

文献[10]通过在电压跌落发生时从测量点获得的基频电压幅值与功率因数的乘积同基频电流幅值之间的关系，利用最小二乘法拟合直线的斜率来确定电压跌落源的位置。该方法面对非线性负荷下的有效性有待于进一步验证。

文献[11]提出借助距离保护中数字式阻抗继电器，基于测量阻抗的大小和相角实现电压跌落源的定位。当跌落源位于辐射型网络中阻抗继电器上游时，该方法存在工作盲区。文献[12]通过对系统参数的在线监测实现电压跌落源定位，其结果有助于对引起电压跌落的责任进行量化。

文献[13]提出利用基波正序增益阻抗实部来对电压跌落源进行定位，该方法物理概念明确，对线性和非线性系统均适用。但由于配电网发生的部分非对称性电压跌落引起的正序分量变化很小[14]，使得该方法应用于此类非对称性电压跌落时难以保证定位准确性。文献[15]在对电压跌落源进行辨识的同时，基于跌落源的类型有针对性地对其进行定位，有助于提高定位准确性。

本文针对原有基于增益阻抗实部的电压跌落源定位方法[13]的不足之处，基于电压跌落源的不同类型，提出了一种基于增益阻抗理论的改进型电压跌落源定位方法，并将其应用于国内辐射型配电线路的电压跌落源定位。理论、仿真分析及模拟实验都验证了该方法的有效性。

结论

本文在原有基于增益阻抗实部的电压跌落源定位方法基础上，将电压跌落源的初步辨识引入其中，提出了一种基于电压跌落源类型的改进型定位方法，并将其应用于国内配电系统，发展出一套国内辐射型配电系统电压跌落源定位方案，理论、仿真分析及模拟实验都验证了该方法的有效性。

该方法物理概念明确，现场可实施性强，对含有线性和非线性负荷的系统均适用，但其应用于环形供电、双向供电等结构复杂的配电网络时的有效性还有待于进一步研究。