基于母线接地的光伏场站集电线路快速消弧及故障选线方法

李振兴; 杨梓康; 胡聪; 翁汉琍; 王秋杰; 杨桄; 李培阳

doi:10.20204/j.sp.2025.09013

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基于母线接地的光伏场站集电线路快速消弧及故障选线方法

新型电力系统技术与应用 | 更新时间：2025-12-16

- 基于母线接地的光伏场站集电线路快速消弧及故障选线方法
- A Rapid Arc Extinction and Fault Line Selection Method for Collection Lines in PV Power Stations Based on Bus Grounding
- 智慧电力 2025年53卷第9期页码：108-116
- 作者机构：
  
  1. 新能源微电网湖北省协同创新中心,湖北,宜昌,443002
  2. 三峡大学电气与新能源学院,湖北,宜昌,443002
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20204/j.sp.2025.09013
  中图分类号：
- 纸质出版：2025
- 稿件说明：
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李振兴,杨梓康,胡聪,翁汉琍,王秋杰,杨桄,李培阳.基于母线接地的光伏场站集电线路快速消弧及故障选线方法[J].智慧电力,2025,53(9):108-116.

LI Zhenxing, YANG Zikang, HU Cong, et al. A Rapid Arc Extinction and Fault Line Selection Method for Collection Lines in PV Power Stations Based on Bus Grounding[J]. 2025, 53(9): 108-116.
李振兴,杨梓康,胡聪,翁汉琍,王秋杰,杨桄,李培阳.基于母线接地的光伏场站集电线路快速消弧及故障选线方法[J].智慧电力,2025,53(9):108-116. DOI： 10.20204/j.sp.2025.09013.

LI Zhenxing, YANG Zikang, HU Cong, et al. A Rapid Arc Extinction and Fault Line Selection Method for Collection Lines in PV Power Stations Based on Bus Grounding[J]. 2025, 53(9): 108-116. DOI： 10.20204/j.sp.2025.09013.

摘要

针对光伏场站谐波含量高导致故障电弧不易熄灭以及高阻接地故障下选线困难的问题，提出一种基于母线接地的光伏场站集电线路快速消弧及故障选线方法。首先，建立光伏场站单点单相接地和两点同相接地零序等值模型，分析母线接地前后零序电流分布规律，并根据零序电流幅值制定不同母线接地策略。其次，针对故障电流较大场景，采用完全集成经验模态分解与自适应噪声方法分解故障暂态零序电流，选取峭度最大的分量，计算其与原始信号的相关系数，据此识别故障线路；同时，将母线金属性直接接地，实现快速熄弧。最后，针对高阻接地故障场景，将母线经电阻接地后，计算各线路零序电流的偏移率，根据偏移率的大小识别故障线路。仿真验证表明，所提方法耐过渡电阻能力可达8 kΩ，在高阻选线场景具有一定优势。

Abstract

To address the challenges of persistent fault arcs due to high harmonic content in photovoltaic （PV） power stations and difficult fault line selection under high-resistance grounding conditions，this paper proposes a rapid arc extinction and fault line selection method for PV station collection lines based on bus grounding. First，zero-sequence equivalent models are established for single-point single-phase grounding and two-point same-phase grounding faults in PV stations. The distribution characteristics of zero-sequence currents before and after bus grounding are analyzed，and corresponding bus grounding strategies are formulated based on zero-sequence current magnitude. Second，for scenarios with large fault currents，the complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise method is employed to decompose transient zero-sequence fault currents. The component with the maximum kurtosis is selected，and its correlation coefficient with the original signal is calculated to identify the fault line. Simultaneously，the direct metallic grounding of the bus is implemented to achieve rapid arc extinction. Finally，for high-resistance grounding scenarios，the bus is resistively grounded. The deviation rate of zero-sequence currents in each line is then calculated，and the fault line is identified based on the magnitude of this deviation rate. Simulation results demonstrate that the proposed method can withstand transition resistances up to 8 kΩ，showing significant advantages in high-resistance fault line selection scenarios.

关键词

Keywords

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