本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種配電系統(tǒng)，特別是一種基于配電系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
隨著“智能電網(wǎng)”的產(chǎn)生，消費(fèi)者急需簡(jiǎn)單、能接近的、豐富、有用的方法去幫助監(jiān)測(cè)電路中的電力故障，從而避免影響日常工作。為此，需建立一個(gè)新的行為建?？蚣埽瑢?shí)驗(yàn)中以微網(wǎng)式船舶電力系統(tǒng)對(duì)船舶配電服務(wù)的電力監(jiān)測(cè)，且監(jiān)測(cè)能夠用于告知新的設(shè)計(jì)或者更新參數(shù)維護(hù)在現(xiàn)有船舶電力系統(tǒng)。
在使用區(qū)域配電系統(tǒng)之前，故障隔離被執(zhí)行是通過(guò)斷路器的過(guò)電流裝置，導(dǎo)致最接近故障的設(shè)備最先發(fā)生，且選擇脫扣的過(guò)程被設(shè)計(jì)，使故障被隔離。
隨著區(qū)域配電系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，隔離故障的任務(wù)變得更加復(fù)雜，因?yàn)樵谙到y(tǒng)中電流方向流過(guò)部件取決于系統(tǒng)配置。所以，對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，需要一種狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，能夠監(jiān)測(cè)電流的方向，提供智能故障檢測(cè)和隔離措施。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問(wèn)題，提出了一種基于區(qū)域配電系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，本基于區(qū)域配電系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法具有能夠利用電流和電壓測(cè)量值去監(jiān)測(cè)電路故障狀態(tài)。
本發(fā)明的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
一種基于區(qū)域配電系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述的方法包括：
s1、park轉(zhuǎn)換：park轉(zhuǎn)換矩陣建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)電壓幅值和相角來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)故障狀態(tài)，得出電壓幅值和相角表示式；
s2、故障檢測(cè)：電壓幅值、相角與用戶定義的閾值進(jìn)行比較，電壓幅值或相角存在一個(gè)故障存在，則進(jìn)行下一步；反之則輸出一個(gè)故障清除狀態(tài)，故障重置列設(shè)置為1，保持1至5秒鐘，直到?jīng)]有故障檢測(cè)到，然后重置為0一旦這樣做，高速傳遞程序設(shè)置它的輸出為沒(méi)有故障狀態(tài)，故障狀態(tài)列設(shè)置為0；
s3、故障方向：計(jì)算故障路段電路瞬時(shí)功率，包括所有三相電流值；
s4、確定故障方向：若沒(méi)有故障被檢測(cè)到，那么這個(gè)路段電路瞬時(shí)功率作為十六個(gè)功率值的緩沖區(qū)，這個(gè)緩沖區(qū)將被用于去計(jì)算平均穩(wěn)態(tài)功率
在上述基于區(qū)域配電系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法中，在s1中，，park轉(zhuǎn)換矩：
θ＝ω0t(2)
三線電壓有同樣的頻率，有任意的相位角φ，park變換能被用于電流變化，測(cè)量?jī)删€電壓vab和vbc，使用兩線電壓對(duì)應(yīng)于三線電壓，三相電路線電壓之和必須為0，
vab+vbc+vca＝0(6)
park變換的第一行去計(jì)算vd，使用線電壓公式：
使用(7.6)式，代替vca所得：
相乘之后合并同類項(xiàng)：
使用三角恒等式：
正弦函數(shù)是奇函數(shù)，(9)變得：
同樣的，使用park變換的第二行，vq也能被計(jì)算，表達(dá)式為：
使用(6)式，然后代替vca所得：
相乘之后合并同類項(xiàng)：
使用三角恒等式：
正弦函數(shù)是奇函數(shù)，(14)變得：
由于
v0值用于檢查三相電壓輸入，一旦vd和vq值被計(jì)算，那么電壓的幅值和相角能表示成：
在上述基于區(qū)域配電系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法中，在s2中，電壓幅值在0.7每單元到1.3每單元的閾值范圍區(qū)間之內(nèi)，則存在電壓幅值正常，在這個(gè)區(qū)域之外的話，則存在電壓幅值故障；取八個(gè)有效樣本的平均值，作為角度計(jì)算δang值，若δang值的絕對(duì)值小于規(guī)定的閾值，則存在角度正常，反之則存在角度故障。
在上述基于區(qū)域配電系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法中，在s3中，瞬時(shí)功率為：
p＝vaia+vbib+vcic(21)
線電壓和相電壓之間的關(guān)系式為：
vab＝va-vb(22)
vbc＝vb-vc(23)
vca＝vc-va(24)
(22)和(23)代入(21)：
p＝(vab+vb)ia+(vbc+vc)ib+vcic(25)
三相電氣系統(tǒng)電流必須滿足：
ia+ib+ic＝0(26)
代替ib，代入(25)結(jié)果為：
p＝(vab+vbc+vc)ia+(vbc+vc)(-ia-ic)+vcic(27)
合并同類項(xiàng)：
p＝vabia+vbcia+vcia-vbcia-vbcic-vcia-vcic+vcic(28)
簡(jiǎn)化這個(gè)等式為：
p＝vabia-vbcic(29)
這給出了電路中精確的功率計(jì)算公式，負(fù)載都是平衡的。如果在相位存在一個(gè)故障，那么這個(gè)功率不能被計(jì)算，因?yàn)閕b沒(méi)有包括在等式內(nèi)，去消除不確定性，為單相位故障跡象提供一個(gè)方法必須被使用，以至于所有的測(cè)量值返回相等的重量。注意(29)得出的結(jié)論通過(guò)代替ib(25)，另外兩個(gè)等式能夠被推出，通過(guò)代替ia和ic。代替ia在(26)，代入后可得：
p＝(vab+vbc+vc)(-ibc-ic)+(vbc+vc)ib+vcic(30)
簡(jiǎn)化等式可得：
p＝-vabib-vabic-vbcic(31)
合并同類項(xiàng)：
p＝-vab(ib+ic)-vbcic(32)
同樣的，代替ic代入(25)
p＝vabia+vbcia+vcia+vbcib+vcib-vcia-vcib(33)
簡(jiǎn)化等式可得：
p＝vabia+vbcia+vbcib(34)
合并同類項(xiàng)：
p＝vabia+vbc(ia+ib)(35)
(29)、(32)、(35)這三個(gè)方程式的任一方程都是計(jì)算整個(gè)電路的功率，獲得精確地功率計(jì)算，三相電流作用相等，電路的瞬時(shí)功率包括所有三相電流值：
通過(guò)動(dòng)態(tài)設(shè)置閾值，能夠利用電流和電壓測(cè)量值去監(jiān)測(cè)故障狀態(tài)，提供智能故障檢測(cè)和隔離措施。
具體實(shí)施方式
以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
一種基于區(qū)域配電系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法，包括：
s1、park轉(zhuǎn)換：park轉(zhuǎn)換矩陣建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)電壓幅值和相角來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)故障狀態(tài)，得出電壓幅值和相角表示式：
在s1中，，park轉(zhuǎn)換矩：
θ＝ω0t(2)
三線電壓有同樣的頻率，有任意的相位角φ，park變換能被用于電流變化，測(cè)量?jī)删€電壓vab和vbc，使用兩線電壓對(duì)應(yīng)于三線電壓，三相電路線電壓之和必須為0，
vab+vbc+vca＝0(6)
park變換的第一行去計(jì)算vd，使用線電壓公式：
使用(7.6)式，代替vca所得：
相乘之后合并同類項(xiàng)：
使用三角恒等式：
正弦函數(shù)是奇函數(shù)，(9)變得：
同樣的，使用park變換的第二行，vq也能被計(jì)算，表達(dá)式為：
使用(6)式，然后代替vca所得：
相乘之后合并同類項(xiàng)：
使用三角恒等式：
正弦函數(shù)是奇函數(shù)，(14)變得：
由于
v0值用于檢查三相電壓輸入，一旦vd和vq值被計(jì)算，那么電壓的幅值和相角能表示成：
s2、故障檢測(cè)：電壓幅值、相角與用戶定義的閾值進(jìn)行比較，電壓幅值或相角存在一個(gè)故障存在，則進(jìn)行下一步；反之則輸出一個(gè)故障清除狀態(tài)，故障重置列設(shè)置為1，保持1至5秒鐘，直到?jīng)]有故障檢測(cè)到，然后重置為0一旦這樣做，高速傳遞程序設(shè)置它的輸出為沒(méi)有故障狀態(tài)，故障狀態(tài)列設(shè)置為0；
電壓幅值在0.7每單元到1.3每單元的閾值范圍區(qū)間之內(nèi)，則存在電壓幅值正常，在這個(gè)區(qū)域之外的話，則存在電壓幅值故障；取八個(gè)有效樣本的平均值，作為角度計(jì)算δang值，若δang值的絕對(duì)值小于規(guī)定的閾值，則存在角度正常，反之則存在角度故障。
s3、故障方向：計(jì)算故障路段電路瞬時(shí)功率，包括所有三相電流值；
在s3中，瞬時(shí)功率為：
p＝vaia+vbib+vcic(21)
線電壓和相電壓之間的關(guān)系式為：
vab＝va-vb(22)
vbc＝vb-vc(23)
vca＝vc-va(24)
(22)和(23)代入(21)：
p＝(vab+vb)ia+(vbc+vc)ib+vcic(25)
三相電氣系統(tǒng)電流必須滿足：
ia+ib+ic＝0(26)
代替ib，代入(25)結(jié)果為：
p＝(vab+vbc+vc)ia+(vbc+vc)(-ia-ic)+vcic(27)
合并同類項(xiàng)：
p＝vabia+vbcia+vcia-vbcia-vbcic-vcia-vcic+vcic(28)
簡(jiǎn)化這個(gè)等式為：
p＝vabia-vbcic(29)
這給出了電路中精確的功率計(jì)算公式，負(fù)載都是平衡的。如果在相位存在一個(gè)故障，那么這個(gè)功率不能被計(jì)算，因?yàn)閕b沒(méi)有包括在等式內(nèi)，去消除不確定性，為單相位故障跡象提供一個(gè)方法必須被使用，以至于所有的測(cè)量值返回相等的重量。注意(29)得出的結(jié)論通過(guò)代替ib(25)，另外兩個(gè)等式能夠被推出，通過(guò)代替ia和ic。代替ia在(26)，代入后可得：
p＝(vab+vbc+vc)(-ibc-ic)+(vbc+vc)ib+vcic(30)
簡(jiǎn)化等式可得：
p＝-vabib-vabic-vbcic(31)
合并同類項(xiàng)：
p＝-vab(ib+ic)-vbcic(32)
同樣的，代替ic代入(25)
p＝vabia+vbcia+vcia+vbcib+vcib-vcia-vcib(33)
簡(jiǎn)化等式可得：
p＝vabia+vbcia+vbcib(34)
合并同類項(xiàng)：
p＝vabia+vbc(ia+ib)(35)
(29)、(32)、(35)這三個(gè)方程式的任一方程都是計(jì)算整個(gè)電路的功率，獲得精確地功率計(jì)算，三相電流作用相等，電路的瞬時(shí)功率包括所有三相電流值：
s4、確定故障方向：若沒(méi)有故障被檢測(cè)到，那么這個(gè)路段電路瞬時(shí)功率作為十六個(gè)功率值的緩沖區(qū)，這個(gè)緩沖區(qū)將被用于去計(jì)算平均穩(wěn)態(tài)功率
電壓幅值在0.7每單元到1.3每單元的閾值范圍區(qū)間之內(nèi)，則存在電壓幅值正常，在這個(gè)區(qū)域之外的話，則存在電壓幅值故障；取八個(gè)有效樣本的平均值，作為角度計(jì)算δang值，若δang值的絕對(duì)值小于規(guī)定的閾值，則存在角度正常，反之則存在角度故障。
通過(guò)動(dòng)態(tài)設(shè)置閾值，能夠利用電流和電壓測(cè)量值去監(jiān)測(cè)故障狀態(tài)，提供智能故障檢測(cè)和隔離措施。
本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
盡管本文較多地使用了一些術(shù)語(yǔ)，但并不排除使用其它術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。