董海艷 賈清泉 崔志強(qiáng) 于 浩 石磊磊，2

(1.電力電子節(jié)能與傳動(dòng)控制河北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(燕山大學(xué)) 秦皇島 066004 2.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司邢臺(tái)供電分公司 邢臺(tái) 054001)

復(fù)雜電能質(zhì)量擾動(dòng)事件源定位方法

董海艷1賈清泉1崔志強(qiáng)1于 浩1石磊磊1，2

(1.電力電子節(jié)能與傳動(dòng)控制河北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(燕山大學(xué)) 秦皇島 066004 2.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司邢臺(tái)供電分公司 邢臺(tái) 054001)

復(fù)雜電能質(zhì)量擾動(dòng)事件包含多個(gè)相關(guān)的基本事件和多個(gè)擾動(dòng)事件源。在對(duì)復(fù)雜擾動(dòng)事件的類(lèi)型和時(shí)空特征進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出一種復(fù)雜電能質(zhì)量擾動(dòng)事件源定位方法。采用原子算法檢測(cè)擾動(dòng)事件，給出根據(jù)各基本事件的起止時(shí)間進(jìn)行擾動(dòng)區(qū)段劃分的方法；采用疊加原理對(duì)瞬時(shí)功率進(jìn)行分析，提出根據(jù)擾動(dòng)能量的極性對(duì)各區(qū)段擾動(dòng)事件源進(jìn)行定位。算例結(jié)果表明，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜電能質(zhì)量擾動(dòng)事件源定位。

電能質(zhì)量 復(fù)雜擾動(dòng) 事件源定位 原子分解

0 引言

隨著大容量非線性負(fù)荷、沖擊性負(fù)荷、波動(dòng)性負(fù)荷及電力電子設(shè)備的廣泛使用，加上各種新能源發(fā)電設(shè)備接入電網(wǎng)，電能質(zhì)量的污染程度更加嚴(yán)重，污染狀況更加復(fù)雜。在復(fù)雜電網(wǎng)環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)化電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到的多個(gè)擾動(dòng)事件之間可能存在關(guān)聯(lián)性，組成復(fù)雜電能質(zhì)量擾動(dòng)事件[1，2]。例如，故障導(dǎo)致電壓暫降事件、切除故障引起電壓中斷事件、重合閘不成功再次引起電壓暫降事件以及電壓暫降過(guò)程中可能伴隨有電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)引起的電壓暫降事件。這些擾動(dòng)事件接連發(fā)生，相互之間并不獨(dú)立，并且在事件發(fā)展過(guò)程中，除了故障事件源之外，還出現(xiàn)了感應(yīng)電動(dòng)機(jī)這一中間事件源。按照目前電能質(zhì)量分析的方法處理類(lèi)似復(fù)雜擾動(dòng)事件只能獲得一個(gè)個(gè)孤立的擾動(dòng)信息，不能演繹整個(gè)事件的發(fā)生發(fā)展過(guò)程，無(wú)法完成對(duì)事件的綜合診斷。相比單一事件，復(fù)雜擾動(dòng)事件對(duì)電能質(zhì)量分析提出了更高要求。擾動(dòng)事件源定位是電能質(zhì)量分析的核心工作之一，對(duì)含有多個(gè)基本事件和擾動(dòng)事件源的復(fù)雜擾動(dòng)事件進(jìn)行定位，有利于全面解釋復(fù)雜擾動(dòng)的完整過(guò)程和綜合信息，對(duì)分析事件后果、追究事件責(zé)任以及治理電能質(zhì)量污染具有重要的指導(dǎo)價(jià)值。

擾動(dòng)事件源定位技術(shù)主要是判別監(jiān)測(cè)點(diǎn)和擾動(dòng)事件源的相對(duì)位置。其中，基于功率和能量的方法是定位事件源的常用方法。文獻(xiàn)[3]首次提出根據(jù)擾動(dòng)能量的極性和擾動(dòng)功率的初始峰值進(jìn)行擾動(dòng)方向判別，定位思想是將擾動(dòng)源視為一個(gè)從電網(wǎng)吸取能量的“能量池”，但缺乏理論依據(jù)。文獻(xiàn)[4，5]在此基礎(chǔ)上利用小波變換對(duì)該方法進(jìn)行了改進(jìn)，提高了對(duì)電容器投切擾動(dòng)事件的判別準(zhǔn)確率。文獻(xiàn)[6]將擾動(dòng)源分為從系統(tǒng)吸取能量和向系統(tǒng)注入能量?jī)深?lèi)，針對(duì)向系統(tǒng)注入能量的擾動(dòng)采用符號(hào)函數(shù)作為改進(jìn)系數(shù)，然后利用文獻(xiàn)[3]的方法實(shí)現(xiàn)定位。文獻(xiàn)[7，8]應(yīng)用疊加定理分析擾動(dòng)前后的網(wǎng)絡(luò)，利用三相電壓和電流中的擾動(dòng)成分獲取擾動(dòng)功率，定位準(zhǔn)確率較高。文獻(xiàn)[9]從擾動(dòng)無(wú)功功率和無(wú)功能量角度對(duì)功率能量法進(jìn)行了擴(kuò)展。除基于功率和能量進(jìn)行定位的方法外，還有阻抗法、支路電流法等其他一些用于定位電壓暫降、電容器投切等擾動(dòng)源的方法。文獻(xiàn)[10-12]采用阻抗法判別電壓暫降源，主要適用于對(duì)稱(chēng)故障導(dǎo)致的電壓暫降，文獻(xiàn)[13]在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，改進(jìn)后的方法適用于含有線性和非線性負(fù)荷的系統(tǒng)。文獻(xiàn)[14]提出基于暫降起因定位的方法，適用于故障、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和變壓器勵(lì)磁導(dǎo)致的電壓暫降。文獻(xiàn)[15]提出利用支路電流偏移指標(biāo)定位電壓暫降或電容器投切擾動(dòng)源的方法。文獻(xiàn)[16]根據(jù)電網(wǎng)故障過(guò)程中擾動(dòng)有功電流變化的規(guī)律，提出一種基于擾動(dòng)有功電流方向的電壓暫降源定位方法。文獻(xiàn)[17]利用三點(diǎn)法估計(jì)系統(tǒng)參數(shù)，然后定量給出電壓暫降源定位結(jié)果。文獻(xiàn)[18]對(duì)電容器投切擾動(dòng)進(jìn)行了定位。

上述研究在擾動(dòng)源定位領(lǐng)域做出了有益探索，但僅能實(shí)現(xiàn)單一事件的擾動(dòng)源定位。復(fù)雜擾動(dòng)事件中存在多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的基本事件，并且在事件發(fā)展過(guò)程中可能存在多個(gè)擾動(dòng)事件源，現(xiàn)有方法不能解決其定位問(wèn)題。本文從復(fù)雜擾動(dòng)事件的類(lèi)型及時(shí)空特征出發(fā)，提出分區(qū)段定位策略實(shí)現(xiàn)復(fù)雜擾動(dòng)事件源定位。采用原子分解算法檢測(cè)擾動(dòng)事件，給出根據(jù)各基本事件的起止時(shí)間進(jìn)行擾動(dòng)區(qū)段劃分的方法；采用疊加原理對(duì)瞬時(shí)功率進(jìn)行分析，提出根據(jù)擾動(dòng)能量的極性對(duì)各區(qū)段擾動(dòng)事件源進(jìn)行定位。仿真算例結(jié)果表明，本文所提方法能夠?qū)崿F(xiàn)含多個(gè)基本事件的復(fù)雜電能質(zhì)量擾動(dòng)事件源定位。

1 復(fù)雜電能質(zhì)量擾動(dòng)事件類(lèi)型及時(shí)空特征

本文提出的復(fù)雜電能質(zhì)量擾動(dòng)事件，是指由具有因果時(shí)空關(guān)聯(lián)關(guān)系的基本事件組成的整體，關(guān)聯(lián)型式至少包括連鎖型、并發(fā)型或發(fā)展型關(guān)系中的一種以及傳導(dǎo)型關(guān)系?；臼录侵竼我粩_動(dòng)事件，包括電壓暫降、電壓暫升、電壓中斷、脈沖暫態(tài)、振蕩暫態(tài)等基本事件類(lèi)型。因基本事件引發(fā)系統(tǒng)電氣設(shè)備或負(fù)荷改變運(yùn)行狀態(tài)而導(dǎo)致另一基本事件發(fā)生，則兩個(gè)事件之間是連鎖型關(guān)系；因基本事件在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相連的線路上傳播而導(dǎo)致系統(tǒng)其他支路基本事件發(fā)生，則這些事件之間是傳導(dǎo)型關(guān)系；某基本事件發(fā)生后，與事件相關(guān)的某些參數(shù)值持續(xù)變化，最終演變?yōu)榱硪换臼录瑒t兩個(gè)事件之間是發(fā)展型關(guān)系；由同一原因引發(fā)兩個(gè)或多個(gè)基本事件同時(shí)同地發(fā)生，則這些事件之間是并發(fā)型關(guān)系。

基本事件之間的關(guān)聯(lián)類(lèi)型不同，事件之間的時(shí)空特征也不同。從事件發(fā)生的起止時(shí)間來(lái)看，具有連鎖型或發(fā)展型關(guān)系的兩個(gè)基本事件隨時(shí)間依次發(fā)生，前一個(gè)事件的結(jié)束時(shí)刻是后一個(gè)事件的開(kāi)始時(shí)刻；具有并發(fā)型關(guān)系的兩個(gè)基本事件，事件發(fā)生的起止時(shí)刻相同；具有傳導(dǎo)型關(guān)系的兩個(gè)基本事件，是由擾動(dòng)傳播形成，事件發(fā)生的起止時(shí)刻也基本相同。從引起事件發(fā)生的擾動(dòng)事件源的空間位置來(lái)看，具有發(fā)展型、并發(fā)型或傳導(dǎo)型關(guān)系的兩個(gè)基本事件，是由同一個(gè)擾動(dòng)事件源引發(fā)，事件源的地點(diǎn)保持不變；具有連鎖型關(guān)系的兩個(gè)基本事件，引起兩個(gè)事件發(fā)生的原因可能相同也可能不同，若擾動(dòng)原因不同，則兩個(gè)擾動(dòng)源的位置也可能不同。引言中所述的復(fù)雜擾動(dòng)事件，故障發(fā)生地點(diǎn)與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)安裝地點(diǎn)分別位于不同的兩條線路時(shí)，屬于兩個(gè)擾動(dòng)源不在同一位置的情況。

通過(guò)上述分析可知，具有連鎖型關(guān)系的兩個(gè)基本事件可能是由位于系統(tǒng)不同地點(diǎn)的兩個(gè)擾動(dòng)源導(dǎo)致，除此之外，其他三種關(guān)聯(lián)類(lèi)型的事件僅由位于系統(tǒng)某一地點(diǎn)的擾動(dòng)源引起。

2 復(fù)雜擾動(dòng)事件源定位的理論依據(jù)

2.1 單一擾動(dòng)事件與復(fù)雜擾動(dòng)事件的定位區(qū)別

電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)中心通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)終端檢測(cè)到的電壓和電流擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行分析和處理實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)源定位及其他功能。對(duì)于單一擾動(dòng)事件，電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)終端記錄并上傳的擾動(dòng)波形數(shù)據(jù)可能僅包含一個(gè)擾動(dòng)事件發(fā)生的過(guò)程。而對(duì)于復(fù)雜擾動(dòng)事件，監(jiān)測(cè)終端記錄的擾動(dòng)波形數(shù)據(jù)包含幾個(gè)擾動(dòng)事件發(fā)生的過(guò)程，并且這些擾動(dòng)事件彼此關(guān)聯(lián)、相互交織在一起。例如，短路故障引起電壓暫降，保護(hù)裝置三相跳閘引起電壓中斷，電壓恢復(fù)時(shí)電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)引起另一類(lèi)電壓暫降，這一系列事件相繼發(fā)生，構(gòu)成具有連鎖型關(guān)系的復(fù)雜電能質(zhì)量擾動(dòng)事件。監(jiān)測(cè)終端會(huì)將整個(gè)擾動(dòng)過(guò)程作為一個(gè)電壓暫降記錄上傳給電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)中心，監(jiān)測(cè)中心需要對(duì)整個(gè)擾動(dòng)記錄進(jìn)行分析和處理，實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)識(shí)別、擾動(dòng)源定位等功能。起止時(shí)刻不同的多個(gè)事件交織在一起，增加了擾動(dòng)事件源定位的難度。

對(duì)于上述復(fù)雜擾動(dòng)事件，短路故障作為事件發(fā)生的初始原因是起源性事件，直接導(dǎo)致故障線路和相鄰非故障線路發(fā)生電壓暫降；電動(dòng)機(jī)自起動(dòng)是在事件發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的，是中間事件源，導(dǎo)致線路發(fā)生另一類(lèi)電壓暫降。對(duì)復(fù)雜事件源進(jìn)行定位，不僅需要判別起源性事件與監(jiān)測(cè)點(diǎn)的相對(duì)位置，還需要判別中間事件源與監(jiān)測(cè)點(diǎn)的相對(duì)位置。相比單個(gè)擾動(dòng)源定位，復(fù)雜事件發(fā)展過(guò)程中多個(gè)不同地點(diǎn)擾動(dòng)事件源的出現(xiàn)極大增加了擾動(dòng)源定位的難度。

通過(guò)上述分析可知，復(fù)雜擾動(dòng)事件源定位比單一擾動(dòng)源定位更加復(fù)雜，主要體現(xiàn)在：①擾動(dòng)波形數(shù)據(jù)中包含多個(gè)基本事件，且各基本事件的起止時(shí)刻不同；②基本事件之間通過(guò)連鎖型、發(fā)展型或并發(fā)型關(guān)系交織在一起，增加了擾動(dòng)波形的復(fù)雜程度；③除起源性事件源外，可能包含其他中間事件源，且各擾動(dòng)事件源在系統(tǒng)中的位置不同。

2.2 定位依據(jù)

本文研究的基本事件類(lèi)型包括電壓暫降、電壓暫升和電壓中斷事件，且認(rèn)為系統(tǒng)中的元器件是線性的。由復(fù)雜擾動(dòng)事件關(guān)聯(lián)類(lèi)型和時(shí)空特征分析可知，若某監(jiān)測(cè)點(diǎn)同時(shí)檢測(cè)到兩個(gè)或兩個(gè)以上基本事件，則這些基本事件是并發(fā)型關(guān)系，是由同一個(gè)擾動(dòng)事件源引發(fā)；若某監(jiān)測(cè)點(diǎn)檢測(cè)到兩個(gè)或兩個(gè)以上基本事件相繼發(fā)生，則這些基本事件是發(fā)展型關(guān)系或連鎖型關(guān)系，可能是由兩個(gè)以上擾動(dòng)事件源引發(fā)?；诖?，本文采用分區(qū)段定位策略實(shí)現(xiàn)復(fù)雜擾動(dòng)事件源定位。將記錄的整個(gè)擾動(dòng)數(shù)據(jù)按各基本事件發(fā)生的起止時(shí)間進(jìn)行分段，每段擾動(dòng)數(shù)據(jù)成為一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)段，簡(jiǎn)稱(chēng)區(qū)段。依據(jù)各基本事件發(fā)生的起止時(shí)刻對(duì)擾動(dòng)記錄進(jìn)行區(qū)段劃分后，對(duì)各區(qū)段分別進(jìn)行擾動(dòng)事件源定位。分區(qū)段定位能夠有效解決具有兩個(gè)或兩個(gè)以上擾動(dòng)事件源的定位問(wèn)題。這些擾動(dòng)事件源的位置相對(duì)于某監(jiān)測(cè)點(diǎn)而言，有可能在該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的同一側(cè)，也有可能分別位于該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的兩側(cè)。在一個(gè)區(qū)段內(nèi)，有可能是一個(gè)擾動(dòng)事件源起作用，也有可能是多個(gè)擾動(dòng)事件源起作用。若各區(qū)段的定位結(jié)果相同，說(shuō)明該監(jiān)測(cè)點(diǎn)的定位結(jié)果均受同一側(cè)擾動(dòng)事件源影響；若各區(qū)段的定位結(jié)果不同，說(shuō)明在不同的數(shù)據(jù)區(qū)段分別受不同側(cè)的擾動(dòng)事件源影響。

對(duì)每個(gè)區(qū)段進(jìn)行擾動(dòng)事件源定位時(shí)，采用疊加原理進(jìn)行分析，將發(fā)生擾動(dòng)時(shí)的電路看作由系統(tǒng)電源和擾動(dòng)事件源共同作用產(chǎn)生。圖1是F點(diǎn)發(fā)生擾動(dòng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖，其中M1、M2為監(jiān)測(cè)點(diǎn)。該圖可以用圖2a和圖2b的疊加進(jìn)行等效，圖1和圖2中箭頭的方向?yàn)閭鬏敼β收较颉Ｓ蓤D2b可知，當(dāng)擾動(dòng)功率的流向與功率傳輸正方向相同時(shí)，擾動(dòng)事件源位于監(jiān)測(cè)點(diǎn)的上游方向；當(dāng)擾動(dòng)功率的流向與功率傳輸正方向相反時(shí)，擾動(dòng)事件源位于監(jiān)測(cè)點(diǎn)的下游方向。因此擾動(dòng)功率的流向可作為擾動(dòng)方向判別的依據(jù)。

圖1 F點(diǎn)擾動(dòng)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖Fig.1 Monitoring systems diagram of F point’s disturbance

圖2 用疊加原理分析F點(diǎn)擾動(dòng)的示意圖Fig.2 Diagram of analyzing F point’s disturbance by superposition principle

用ua、ub、uc分別表示系統(tǒng)中的三相瞬時(shí)電壓，用ia、ib、ic分別表示三相瞬時(shí)電流，用u和i分別表示三相電壓和三相電流矩陣列矢量，則三相瞬時(shí)功率可表示為

p=uaia+ubib+ucic=uTi

(1)

當(dāng)擾動(dòng)發(fā)生時(shí)，擾動(dòng)期間各相電壓或電流可分別表示為穩(wěn)態(tài)分量和擾動(dòng)分量之和，即

u=up+ud

(2)

i=ip+id

(3)

式中，下標(biāo)p表示穩(wěn)態(tài)分量；下標(biāo)d表示擾動(dòng)分量。

將式(2)和式(3)代入式(1)，則擾動(dòng)期間三相瞬時(shí)功率為

(4)

將擾動(dòng)功率用Δp表示，則

(5)

根據(jù)式(4)、式(5)得

(6)

對(duì)Δp進(jìn)行積分，可獲得擾動(dòng)能量，即

Δe=∫Δpdt

(7)

本文利用擾動(dòng)能量Δe的極性判別擾動(dòng)源相對(duì)于監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置，判別方法與文獻(xiàn)[3]的功率能量法不同。文獻(xiàn)[3]的擾動(dòng)功率是擾動(dòng)期間的三相瞬時(shí)功率與擾動(dòng)前的三相瞬時(shí)功率的差值，即

(8)

式(8)定義的擾動(dòng)功率DP中不僅包含由擾動(dòng)事件源作用產(chǎn)生的擾動(dòng)功率，還包含混合功率?；旌瞎β视蓴_動(dòng)事件源和系統(tǒng)電源共同作用產(chǎn)生，其方向具有不確定性；擾動(dòng)事件源產(chǎn)生的擾動(dòng)功率是由擾動(dòng)點(diǎn)流向系統(tǒng)其他位置。文獻(xiàn)[3]將兩者之和作為擾動(dòng)方向判別的依據(jù)，認(rèn)為發(fā)生擾動(dòng)時(shí)系統(tǒng)各點(diǎn)的能量均流向擾動(dòng)源，顯然沒(méi)有理論根據(jù)，定位準(zhǔn)確率不高。

3 復(fù)雜擾動(dòng)事件源定位的方法及步驟

對(duì)復(fù)雜擾動(dòng)事件源進(jìn)行定位主要包括兩個(gè)部分：①根據(jù)基本事件發(fā)生的起止時(shí)間對(duì)擾動(dòng)記錄進(jìn)行區(qū)段劃分；②通過(guò)計(jì)算擾動(dòng)功率和能量實(shí)現(xiàn)各區(qū)段擾動(dòng)源定位。

3.1 基本事件檢測(cè)及擾動(dòng)區(qū)段劃分方法

復(fù)雜電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)中，包含多個(gè)基本事件發(fā)生的過(guò)程，事件之間可能相繼發(fā)生，也可能同時(shí)發(fā)生，可能具有連鎖型關(guān)系、發(fā)展型關(guān)系或并發(fā)型關(guān)系。在處理這種不連續(xù)、復(fù)合、變遷、分段混合信號(hào)方面，原子算法具有天然的優(yōu)勢(shì)。原子算法源于S.G.Mallat和ZhifengZhang提出的信號(hào)在過(guò)完備原子庫(kù)上分解的思想，通過(guò)建立過(guò)完備原子庫(kù)和搜索算法，根據(jù)信號(hào)特征自適應(yīng)地從原子庫(kù)中形成最佳匹配原子。原子算法對(duì)信號(hào)的不連續(xù)性、非并發(fā)性、變遷性等能夠很好地適應(yīng)，而且可以得到分解信號(hào)的起止時(shí)間、幅值、頻率、衰減量等解析參數(shù)[19-21]。本文采用如式(9)所示的衰減正弦量模型來(lái)表示電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)。

g(t)=Acos(2πft+φ)e-ρ(t-ts)[q(t-ts)-q(t-te)]

(9)

式中，f為頻率；φ為相位；ρ為衰減系數(shù)；ts和te分別為衰減正弦量的起始和終止時(shí)間；A為衰減正弦量的幅值，也是使‖g(t)‖=1的系數(shù)，可由原子與待分析信號(hào)或殘差信號(hào)做內(nèi)積求出；q(t)為單位階躍函數(shù)。

原子分解搜索算法采用最多的是匹配追蹤(MatchingPursuit，MP)算法。為減小匹配追蹤算法的計(jì)算量，在保證分析精度的同時(shí)，本文將優(yōu)化算法用于時(shí)頻原子分解，采用粒子群尋優(yōu)對(duì)原子算法進(jìn)行優(yōu)化求解。采用原子分解算法對(duì)基本事件進(jìn)行檢測(cè)的流程如圖3所示，具體步驟為：

1)采用MP算法提取基波最佳匹配原子，并計(jì)算去除基波分量后的初始?xì)埐钚盘?hào)能量E1。

2)初始化粒子群優(yōu)化算法參數(shù)，將原子索引γ=[f,φ,ρ,ts,te]作為待尋優(yōu)粒子。

3)將當(dāng)前殘差信號(hào)與原子的內(nèi)積值作為適應(yīng)度函數(shù)，采用粒子群算法進(jìn)行粗尋優(yōu)，得到一組基本事件的最佳匹配粒子[fbest,φbest,ρbest,tsbest,tebest]。

4)以步驟3)的最佳匹配粒子為中心，按照參數(shù)離散化準(zhǔn)則，生成小規(guī)模原子庫(kù)。應(yīng)用MP算法在小規(guī)模原子庫(kù)中進(jìn)行細(xì)搜索。首先搜索f、φ、ρ， 得到f、φ、ρ的最佳匹配參數(shù)；再搜索ts和te， 得到ts和te的最佳匹配參數(shù)，形成一組基本事件的最佳匹配原子。

5)利用步驟3)的殘差信號(hào)減去步驟4)的最佳匹配原子生成新的殘差信號(hào)，并計(jì)算殘差能量En。重復(fù)循環(huán)步驟2)～步驟4)。當(dāng)?shù)螖?shù)達(dá)到最大設(shè)定值或殘差能量En小于初始?xì)埐钅芰縀1的某一閾值ε%時(shí)，結(jié)束迭代，最終得到被檢測(cè)信號(hào)中所包含的所有基本事件的最佳匹配原子。

圖3 基本事件檢測(cè)流程Fig.3 Flow chart of basic event detection

通過(guò)采用原子算法對(duì)擾動(dòng)信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，可明確三相電壓擾動(dòng)記錄中包含哪些基本事件。根據(jù)這些基本事件發(fā)生的起止時(shí)刻按照以下步驟實(shí)現(xiàn)擾動(dòng)區(qū)段劃分。

1)將檢測(cè)出的各基本事件標(biāo)注在以時(shí)間為橫坐標(biāo)的圖中，建立基本事件時(shí)間分布圖。對(duì)于衰減電壓暫降擾動(dòng)用單向箭頭表示，僅標(biāo)記擾動(dòng)的開(kāi)始時(shí)刻。

2)根據(jù)a相、b相、c相發(fā)生基本事件的時(shí)間分布情況，搜索每個(gè)擾動(dòng)事件的起止時(shí)刻，建立各相起止時(shí)刻集合。

3)合并各相起止時(shí)刻，求取三相起止時(shí)刻的并集，將其稱(chēng)為臨界時(shí)刻集合。擾動(dòng)檢測(cè)過(guò)程中會(huì)存在誤差，各檢測(cè)值與真實(shí)值可能并非完全一致，與同一個(gè)真實(shí)值相對(duì)應(yīng)的幾個(gè)檢測(cè)值也可能不同。若幾個(gè)起止時(shí)刻的數(shù)值之間相差小于0.005s時(shí)，認(rèn)為這幾個(gè)時(shí)刻為同一時(shí)刻，取幾個(gè)時(shí)刻的平均值作為臨界時(shí)刻。

4)根據(jù)三相臨界時(shí)刻集合內(nèi)各個(gè)臨界值，對(duì)三相電壓、電流擾動(dòng)波形記錄進(jìn)行區(qū)段劃分。

對(duì)于具有連鎖型或發(fā)展型關(guān)系基本事件，劃分區(qū)段后，每個(gè)區(qū)段僅包含一個(gè)基本事件；對(duì)于具有并發(fā)型關(guān)系的基本事件，各基本事件的起止時(shí)間相同，劃分區(qū)段后，這些事件仍在同一數(shù)據(jù)區(qū)段內(nèi)。由于僅連鎖型事件存在多個(gè)擾動(dòng)事件源，所以同一數(shù)據(jù)區(qū)段內(nèi)存在多個(gè)并發(fā)型關(guān)系的基本事件不會(huì)影響擾動(dòng)源定位結(jié)果。

3.2 各區(qū)段擾動(dòng)事件源定位方法

根據(jù)式(2)和式(3)計(jì)算第i個(gè)區(qū)段由擾動(dòng)事件源作用產(chǎn)生的電壓擾動(dòng)分量和電流擾動(dòng)分量，分別為

udi=ui-upi

(10)

idi=ii-ipi

(11)

式中，ui和ii分別為擾動(dòng)期間第i個(gè)區(qū)段的總電壓和總電流；upi和ipi是該區(qū)段總電壓和總電流的一部分，分別為該區(qū)段由系統(tǒng)電源作用產(chǎn)生的電壓穩(wěn)態(tài)分量和電流穩(wěn)態(tài)分量，頻率為50Hz，幅值和相位參數(shù)根據(jù)原子算法提取結(jié)果確定，起止時(shí)刻由第i個(gè)區(qū)段的起止時(shí)刻決定。與upi和ipi對(duì)應(yīng)的各相電壓和電流的表達(dá)式分別如式(12)和式(13)所示。

upi(t)=Umicos(100πt+φu)[q(t-tis)-q(t-tie)]

(12)

式中，tis和tie分別為第i個(gè)區(qū)段的起始和終止時(shí)刻；Umi為upi(t)的幅值。

ipi(t)=Imicos(100πt+φi)[q(t-tis)-q(t-tie)]

(13)

式中，Imi為ipi(t)的幅值。

將式(10)和式(11)代入式(5)，計(jì)算第i個(gè)區(qū)段擾動(dòng)功率Δpi。 對(duì)Δpi進(jìn)行積分，即可獲得第i個(gè)區(qū)段擾動(dòng)能量，即

Δei=∫Δpidt

(14)

本文根據(jù)Δei的極性判別擾動(dòng)事件源相對(duì)于監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置，當(dāng)Δei為正時(shí)，擾動(dòng)事件源位于監(jiān)測(cè)點(diǎn)的上游；反之，擾動(dòng)事件源位于監(jiān)測(cè)點(diǎn)的下游。

3.3 擾動(dòng)事件源定位流程

結(jié)合擾動(dòng)區(qū)段劃分的具體步驟和各區(qū)段擾動(dòng)事件源定位方法，復(fù)雜電能質(zhì)量擾動(dòng)事件源定位流程如圖4所示，定位步驟如下：

1) 采用原子分解算法對(duì)三相電壓擾動(dòng)記錄進(jìn)行擾動(dòng)檢測(cè)，提取各相電壓穩(wěn)態(tài)分量及各擾動(dòng)分量參數(shù)。對(duì)三相電流擾動(dòng)記錄進(jìn)行檢測(cè)，提取各相電流穩(wěn)態(tài)分量參數(shù)。

2) 根據(jù)三相電壓擾動(dòng)檢測(cè)結(jié)果，求取臨界時(shí)刻集合，對(duì)三相總電壓、三相總電流以及對(duì)應(yīng)的穩(wěn)態(tài)分量進(jìn)行數(shù)據(jù)區(qū)段劃分。

3) 根據(jù)式(10)和式(11)計(jì)算各區(qū)段電壓擾動(dòng)分量和電流擾動(dòng)分量。

4) 根據(jù)式(5)和式(14)計(jì)算各區(qū)段擾動(dòng)功率和擾動(dòng)能量。

5) 分別根據(jù)各區(qū)段擾動(dòng)能量的極性對(duì)各區(qū)段的擾動(dòng)事件源進(jìn)行定位。

圖4 復(fù)雜擾動(dòng)事件定位流程Fig.4 Flow chart of complex disturbance event source location

4 仿真驗(yàn)證

4.1 算例1

該算例主要驗(yàn)證在復(fù)雜擾動(dòng)事件發(fā)展過(guò)程中沒(méi)有中間事件源的情況。建立圖5所示的輻射型電網(wǎng)，VS為無(wú)限大電源，短路容量為1 000MV·A；變壓器T1和T2的容量分別為6.3MV·A和1MV·A，額定電壓分別為110/11kV和10.5/0.4kV；110kV側(cè)為中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，線路采用LGJ-240，R=0.13 Ω/km，X=0.388 Ω/km； 10kV側(cè)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，線路采用LGJ-120，R=0.27 Ω/km，X=0.335 Ω/km， 供電半徑為12.5km；380V側(cè)為中性點(diǎn)接地系統(tǒng)，線路采用LGJ-35，R=0.85 Ω/km，X=0.417 Ω/km。

圖5 典型配電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Fig.5 Typical distribution system topology

仿真設(shè)置：令主線路F1點(diǎn)0.08s發(fā)生單相接地短路故障，0.2s發(fā)展為兩相接地短路，0.3s繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，斷路器切除故障，0.7s重合閘裝置重合于永久性故障，0.77s切除永久性故障，故障線路長(zhǎng)時(shí)電壓中斷。

按照3.3節(jié)所述的定位流程，對(duì)所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的電壓、電流仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。表1給出了監(jiān)測(cè)點(diǎn)M7、M8的三相電壓擾動(dòng)檢測(cè)結(jié)果。表中第1列表示被檢測(cè)對(duì)象，下標(biāo)第1位為監(jiān)測(cè)點(diǎn)序號(hào)，第2位為V或I，描述檢測(cè)對(duì)象是電壓信號(hào)還是電流信號(hào)，第3位為a、b或c，描述檢測(cè)對(duì)象是哪一相。表中第2列表示檢測(cè)到的信號(hào)分量編號(hào)，編號(hào)1代表穩(wěn)態(tài)分量，其他代表各擾動(dòng)分量。

根據(jù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)三相電壓擾動(dòng)檢測(cè)結(jié)果，建立基本事件時(shí)間分布圖。本文給出了監(jiān)測(cè)點(diǎn)M7的基本事件時(shí)間分布，如圖6所示。

表2給出了每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)擾動(dòng)信號(hào)的數(shù)據(jù)區(qū)段起止時(shí)刻以及各區(qū)段擾動(dòng)方向判別結(jié)果，并與文獻(xiàn)[7]DPD方法的判別結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。表2中“↓”表示擾動(dòng)源在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的下游方向；“↑”表示擾動(dòng)源在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的上游方向；“-”表示擾動(dòng)區(qū)段不存在，不必判斷擾動(dòng)方向。

由表2可知，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)劃分的數(shù)據(jù)區(qū)段的個(gè)數(shù)有所不同，每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)各區(qū)段擾動(dòng)方向判別結(jié)果均相同。其中，監(jiān)測(cè)點(diǎn)M8與監(jiān)測(cè)點(diǎn)M7相比較，多了兩個(gè)區(qū)段的電壓中斷擾動(dòng)事件；監(jiān)測(cè)點(diǎn)M6與監(jiān)測(cè)點(diǎn)M7相比較，少了0.08～0.2s之間的故障相電壓暫降和非故障相電壓暫升區(qū)段，這與變壓器T2的繞組連接方式以及故障類(lèi)型有關(guān)；除監(jiān)測(cè)點(diǎn)M8和監(jiān)測(cè)點(diǎn)M6外，其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)的擾動(dòng)區(qū)段個(gè)數(shù)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)M7相同。對(duì)于監(jiān)測(cè)點(diǎn)M8而言，區(qū)段1和區(qū)段2的基本事件之間是發(fā)展型關(guān)系，區(qū)段2與區(qū)段3的基本事件之間、區(qū)段3與區(qū)段4的基本事件之間以及區(qū)段4與區(qū)段5的基本事件之間是連鎖型關(guān)系。不同監(jiān)測(cè)點(diǎn)相同數(shù)據(jù)區(qū)段的基本事件之間是傳導(dǎo)型關(guān)系。表2的仿真結(jié)果中，同一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)不同區(qū)段的擾動(dòng)方向判別結(jié)果均相同，并且符合仿真設(shè)定的情況，驗(yàn)證了在整個(gè)事件發(fā)展過(guò)程中，沒(méi)有出現(xiàn)其他中間擾動(dòng)事件源。采用本文方法得到的結(jié)果與采用DPD方法的結(jié)果一致，定位準(zhǔn)確。

表1 三相電壓擾動(dòng)檢測(cè)結(jié)果

Tab.1Three-phasevoltagedisturbancedetectionresults

檢測(cè)對(duì)象信號(hào)編號(hào)A/kVf/Hzφ/radρts/ste/sM7Va18.2862505.14200128.0170506.18200.0800.20234.1291505.13000.2020.30444.1359505.13400.7000.775M7Vb18.2862503.04600127.4791506.16200.0800.30336.6518506.12300.7000.77440.7385506.27600.0810.200M7Vc18.2862500.95400128.2057506.18200.0800.20037.2638504.25500.2000.30547.1690504.25900.7000.774M8Va18.1487505.13000128.1115501.99400.3020.70038.0397506.18200.0800.20448.2146501.99000.776154.0862505.13800.2030.30064.0829505.14200.7000.772M8Vb18.1488503.03800128.1464506.17800.080130.0713500.32600.0810.203M8Vc18.1488500.94600128.1508504.09000.200138.2118506.18200.0800.20040.0947505.65600.2000.302

圖6 基本事件的時(shí)間分布Fig.6 Time distribution graph of the basic events

表2 各區(qū)段擾動(dòng)事件源定位結(jié)果

Tab.2Eachsectiondisturbanceeventsourcelocationresults

測(cè)點(diǎn)本文方法區(qū)段1區(qū)段2區(qū)段3區(qū)段4區(qū)段5DPDM1↓(0.080-0.200)↓(0.200-0.304)↓(0.701-0.774)——↓M2↑(0.080-0.200)↑(0.200-0.304)↑(0.701-0.774)——↑M3↑(0.080-0.200)↑(0.200-0.304)↑(0.701-0.774)——↑M4↑(0.080-0.200)↑(0.200-0.305)↑(0.701-0.774)——↑M5↑(0.080-0.200)↑(0.200-0.305)↑(0.701-0.775)——↑M6↑(0.200-0.305)↑(0.700-0.775)———↑M7↓(0.080-0.200)↓(0.200-0.304)↓(0.700-0.774)——↓M8↑(0.080-0.200)↑(0.200-0.302)↑(0.302-0.700)↑(0.700-0.774)↑(0.774-1)↑

4.2 算例2

該算例主要驗(yàn)證在事件發(fā)展過(guò)程中存在中間事件源的情況。圖5中，將負(fù)荷SLD5分別設(shè)置為三種情況：①普通負(fù)荷；②容量是160kW的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷；③容量是480kW的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷。仿真設(shè)置：0.08s線路L4的F2點(diǎn)發(fā)生三相短路故障，0.16s繼電保護(hù)動(dòng)作切除故障，0.55s重合閘成功，故障線路恢復(fù)供電。

表3給出了采用本文方法得到的監(jiān)測(cè)點(diǎn)M6各區(qū)段定位結(jié)果，并與文獻(xiàn)[7]DPD方法的定位結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。除監(jiān)測(cè)點(diǎn)M6外的其他監(jiān)測(cè)點(diǎn)，定位結(jié)果沒(méi)有受到感應(yīng)電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響，每個(gè)測(cè)點(diǎn)各區(qū)段的定位結(jié)果均一致，并且與文獻(xiàn)[7]DPD方法的定位結(jié)果也相同，這里不再詳述。對(duì)于監(jiān)測(cè)點(diǎn)M6，當(dāng)負(fù)荷SLD5為普通負(fù)荷時(shí)，定位結(jié)果為擾動(dòng)事件源在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的上游方向，與DPD方法定位結(jié)果一致；當(dāng)負(fù)荷SLD5為容量是160kW的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，區(qū)段3的定位結(jié)果為擾動(dòng)事件源在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的上游方向，而區(qū)段1、區(qū)段2的定位結(jié)果為擾動(dòng)源在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的下游方向，DPD方法定位結(jié)果與區(qū)段1和區(qū)段2的定位結(jié)果相同；當(dāng)負(fù)荷SLD5為容量是480kW的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，各區(qū)段定位結(jié)果均為擾動(dòng)事件源在監(jiān)測(cè)點(diǎn)的下游方向。對(duì)比三種情況下采用DPD方法進(jìn)行定位的結(jié)果，當(dāng)負(fù)荷類(lèi)型不同時(shí)得到的定位結(jié)果不同，此時(shí)按照傳統(tǒng)單一擾動(dòng)源定位原理無(wú)法給出合理解釋?zhuān)荒苷`認(rèn)為當(dāng)負(fù)荷為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)時(shí)定位結(jié)果錯(cuò)誤。

表3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)M6擾動(dòng)事件源定位結(jié)果

Tab.3Disturbanceeventsourcelocationresultsof

monitoringpointM6

SLD5類(lèi)型本文方法區(qū)段1區(qū)段2區(qū)段3DPD1↑(0.080-0.161)↑(0.161-0.552)↑(0.552-1)↑2↓(0.080-0.162)↓(0.162-0.553)↑(0.553-1)↓3↓(0.080-0.162)↓(0.162-0.553)↓(0.553-1)↓

該算例是一個(gè)具有兩個(gè)擾動(dòng)事件源的復(fù)雜電能質(zhì)量擾動(dòng)事件，短路故障是整個(gè)事件發(fā)生的根本原因，是起源性事件，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷在故障類(lèi)電壓暫降影響下會(huì)出現(xiàn)動(dòng)態(tài)響應(yīng)，是中間事件源，系統(tǒng)各部分的擾動(dòng)電壓和擾動(dòng)電流是在兩個(gè)擾動(dòng)事件源共同作用下產(chǎn)生的。各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的擾動(dòng)方向判別結(jié)果取決于兩個(gè)擾動(dòng)事件源的強(qiáng)弱以及與監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的電氣距離。對(duì)于監(jiān)測(cè)點(diǎn)M6而言，與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷距離較近，當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)容量相對(duì)較小時(shí)，在數(shù)據(jù)區(qū)段1和區(qū)段2內(nèi)，定位結(jié)果主要受感應(yīng)電動(dòng)機(jī)影響，在數(shù)據(jù)區(qū)段3內(nèi)，定位結(jié)果主要受故障線路重合閘投入影響；當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)容量相對(duì)較大時(shí)，三個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)段的定位結(jié)果均受感應(yīng)電動(dòng)機(jī)影響較大。有感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定位結(jié)果與沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的定位結(jié)果相比較，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)作為整個(gè)事件中的第二個(gè)擾動(dòng)事件源對(duì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)M6的定位結(jié)果有很大影響，采用本文定位方法能夠給出正確且合理的解釋。

5 結(jié)論

本文提出一種基于分區(qū)段定位策略的復(fù)雜電能質(zhì)量擾動(dòng)事件源定位方法，主要結(jié)論如下：

1) 本文所提方法適用于復(fù)雜電能質(zhì)量擾動(dòng)事件，擾動(dòng)信號(hào)中包含多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的基本事件，并且可能涉及起源性事件之外的其他中間擾動(dòng)事件源，而目前現(xiàn)有的擾動(dòng)源定位方法僅適用于單一擾動(dòng)事件。

2) 當(dāng)存在其他中間擾動(dòng)事件源時(shí)，系統(tǒng)各部分的電壓和電流是由系統(tǒng)電源和所有擾動(dòng)事件源共同作用產(chǎn)生，各區(qū)段定位結(jié)果給出的是影響該監(jiān)測(cè)點(diǎn)電壓和電流最嚴(yán)重的擾動(dòng)事件源的相對(duì)位置。

3) 本文研究的主要目的是判別各個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)段內(nèi)擾動(dòng)事件源相對(duì)于監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置，所做工作能為定位擾動(dòng)事件源在系統(tǒng)的哪一條支路上提供依據(jù)。

4) 本文在進(jìn)行數(shù)據(jù)區(qū)段劃分時(shí)，充分利用電能質(zhì)量擾動(dòng)檢測(cè)結(jié)果，有利于在電能質(zhì)量綜合診斷過(guò)程中信息資源共享、減少計(jì)算量。

[1] 陶順，肖湘寧.中性點(diǎn)不同接地方式下的電壓暫降類(lèi)型及其在變壓器間的傳遞(二)[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2007，22(10)：156-159.TaoShun，XiaoXiangning.Voltagesagstypesunderdifferentgroundingmodesofneutralandtheirpropagation：partⅡ[J].TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety，2007，22(10)：156-159.

[2] 陳眾勵(lì)，許維勝.電壓中斷與電壓暫降的成因及其防治[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2015，30(S1)：518-520.ChenZhongli，XuWeisheng.Reasonandpreventionofvoltageinterruptionandvoltagesags[J].TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety，2015，30(S1)：518-520.

[3]ParsonsAC，GradyWM，PowerEJ，etal.Adirectionfinderforpowerqualitydisturbancesbasedupondisturbancepowerandenergy[J].IEEETransactionsonPowerDelivery，2000，15(3)：1081-1086.

[4] 王繼東，王成山.基于小波變換的電容器投切擾動(dòng)源定位[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2004，24(5)：20-23.WangJidong，WangChengshan.Capacitorswitchingdisturbancesourcelocatingbasedonwavelettransform[J].ElectricPowerAutomationEquipment，2004，24(5)：20-23.

[5] 張文濤，王成山.基于小波熵的電容器擾動(dòng)識(shí)別和定位[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2007，31(7)：71-86.ZhangWentao，WangChengshan.Recognitionandlocatingofwaveletentropybasedcapacitorswitchingdisturbances[J].AutomationofElectricPowerSystems，2007，31(7)：71-86.

[6] 張文濤，王成山.基于改進(jìn)擾動(dòng)功率和能量法的暫態(tài)擾動(dòng)定位[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2007，31(8)：32-35.ZhangWentao，WangChengshan.Transientdisturbanceslocationbasedonimproveddisturbancepowerandenergy[J].AutomationofElectricPowerSystems，2007，31(8)：32-35.

[7] 唐秩，文雷，于琪，等.基于擾動(dòng)功率的電壓暫降源方向判斷[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2015，35(9)：2202-2208.TangYi，WenLei，YuQi，etal.Adirectionfinderforvoltagesagsourcebasedonthedisturbancepowerdirection[J].ProceedingsoftheCSEE，2015，35(9)：2202-2208.

[8] 董海艷，賈清泉，王寧.具有容錯(cuò)能力的電能質(zhì)量擾動(dòng)源定位方法[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2014，42(16)：76-83.DongHaiyan，JiaQingquan，WangNing.Analgorithmforpowerqualitydisturbancesourcepositioningwithfault-tolerantcapability[J].PowerSystemProtectionandControl，2014，42(16)：76-83.

[9]KongWei，DongXinzhou，ChenZhe.Voltagesagsourcelocationbasedoninstantaneousenergydetection[J].ElectricPowerSystemsResearch，2008，78(11)：90-94.

[10]TayjasanantT，LiC，XuW.Resistancesign-basedmethodforvoltagesagsourcedetection[J].IEEETransactionsonPowerDelivery，2005，20(4)：25-44.

[11]PradhanAK，RoutrayA.Applyingdistancerelayforvoltagesagsourcedetection[J].IEEETransactionsonPowerDelivery，2005，20(3)：529-531.

[12]呂干云，吳育聰.電壓暫降源定位的優(yōu)化綜合判據(jù)法[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2013，41(5)：66-71.LüGanyun，WuYucong.Optimizationcomprehensivecriterionforvoltagesagsourcelocation[J].PowerSystemProtectionandControl，2013，41(5)：66-71.

[13]朱珂，王怡軒，劉文華.基于改進(jìn)增益阻抗實(shí)部的配電網(wǎng)電壓跌落源定位方法[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2015，30(16)：194-202.ZhuKe，WangYixuan，LiuWenhua.DistributionnetworkVoltage-Sag-Sourcedetectionmethodbasedonmodifiedincrementalimpedance[J].TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety，2015，30(16)：194-202.

[14]AhnSJ，WonDJ，ChungLY，etal.Determinationoftherelativelocationofvoltagesagsourceaccordingtoeventcause[C]//IEEEPowerEngineeringSocietyGeneralMeeting，2004，1：620-624.

[15]ChangGW，ChaoJP，HuangHM，etal.Ontrackingthesourcelocationofvoltagesagsandutilityshuntcapacitorswitchingtransients[J].IEEETransactionsonPowerDelivery，2008，23(4)：2124-2131.

[16]唐軼，陳嘉，樊新梅，等.基于擾動(dòng)有功電流方向的電壓暫降源定位方法[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2015，30(23)：102-109.TangYi，ChenJia，F(xiàn)anXinmei，etal.Amethodfordetectingvoltagesagsourcesbasedondisturbanceactivecurrentdirection[J].TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety，2015，30(23)：102-109.

[17]呂干云，孫維蒙，汪曉東，等.利用三點(diǎn)法的電壓暫降源定位方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2011，31(7)：36-40.LüGanyun，SunWeimeng，WangXiaodong，etal.Voltagesagsourcelocationbasedonthree-pointmethod[J].ProceedingsoftheCSEE，2011，31(7)：36-40.

[18]Abu-ElanienAEB，SalamaMMA.Awavelet-ANNtechniqueforlocatingswitchedcapacitorsindistributionsystems[J].IEEETransactionsonPowerDelivery，2009，24(1)：400-409.

[19]王寧，李林川，賈清泉，等.應(yīng)用原子分解的電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)分類(lèi)方法[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2011，31(4)：51-58.WangNing，LiLinchuan，JiaQingquan，etal.Classificationofpowerqualitydisturbancesignalsusingatomicdecompositionmethod[J].ProceedingsoftheCSEE，2011，31(4)：51-58.

[20]楊爍，曹思揚(yáng)，戴朝華，等.電能質(zhì)量擾動(dòng)信號(hào)時(shí)頻原子分解的進(jìn)化匹配追蹤算法[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015，43(16)：79-86.YangShuo，CaoSiyang，DaiChaohua，etal.Evolutionarymatchingpursuitbasedtime-frequencyatomdecompositionforpowerqualitydisturbancesignals[J].PowerSystemProtectionandControl，2015，43(16)：79-86.

[21]曲正偉，郝婉茹，王寧.原子分解快速算法在電能質(zhì)量擾動(dòng)分析中的應(yīng)用[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2015，35(10)：145-150.QuZhengwei，HaoWanru，WangNing.Applicationofatomicrapiddecompositionalgorithminpowerqualitydisturbanceanalysis[J].ElectricPowerAutomationEquipment，2015，35(10)：145-150.

Source Localization Method for Complex Power Quality Disturbance Events

Dong Haiyan1Jia Qingquan1Cui Zhiqiang1Yu Hao1Shi Leilei1，2

(1.Key Laboratory of Power Electronics for Energy Conservation and Motor Drive of Hebei Province Yanshan University Qinhuangdao 066004 China 2.Xingtai Power Supply Company State Grid Hebei Electric Power Company Xingtai 054001 China)

Complex power quality disturbance events contain multiple related basic events and disturbance event sources.Based on the analysis of the types and spatial-temporal characteristics of complex disturbance events，this paper proposes a source localization method for complex power quality disturbance events.The atomic decomposition algorithm is used to detect disturbance events.And the disturbance interval division method according to the starting and ending time of each basic event is given.Then the superposition principle is used to analyze the instantaneous power.Therefore，based on the polarity of disturbance energy，the source localization method for each disturbance section is proposed.Results show that the method can achieve source location of complex power quality events.

Power quality，complex disturbance，event source location，atomic decomposition

國(guó)家自然科學(xué)基金(51477147)、河北省自然科學(xué)基金(E2016203268)和河北省教育廳科研項(xiàng)目(QN2015124)資助。

2016-02-18 改稿日期 2016-07-14

TM72

董海艷 女，1978年生，博士研究生，講師，研究方向?yàn)殡娔苜|(zhì)量分析。

E-mail：dydldhy@163.com

賈清泉 男，1970年生，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)殡娔苜|(zhì)量分析與治理、分布式發(fā)電和微電網(wǎng)運(yùn)行控制與保護(hù)技術(shù)、配電網(wǎng)故障選線保護(hù)等。

E-mail：jiaqingquan@sina.com(通信作者)