本公開(kāi)總體上涉及有時(shí)被稱為DC分配網(wǎng)絡(luò)的DC分配系統(tǒng)中的故障定位。電力電子開(kāi)關(guān)的能量和功率密度方面的新近改進(jìn)促進(jìn)了DC配電系統(tǒng)的發(fā)展。DC配電系統(tǒng)中的故障定位方面的當(dāng)前工作具有大量缺陷和缺點(diǎn)?，F(xiàn)有的提議不能有效地實(shí)現(xiàn)故障電流限制(FCL)功能，并且不能減小高故障電流對(duì)DC配電系統(tǒng)內(nèi)的或者耦合有DC配電系統(tǒng)的設(shè)備以及對(duì)DC配電系統(tǒng)本身的不利影響。關(guān)于故障位置的標(biāo)識(shí)、故障保護(hù)的速度、受保護(hù)的系統(tǒng)區(qū)域的廣泛覆蓋、可靠性、通信延遲的最小化以及故障狀況和故障特性的本地測(cè)量方面的需求仍然尚未滿足。另外的未滿足的需求包括增強(qiáng)保護(hù)靈敏度，使得受故障影響區(qū)域最小化，準(zhǔn)確的故障定位，減小設(shè)備成本，減小故障電流，減小故障后過(guò)電壓，以及快速故障保護(hù)。存在對(duì)于本文中所公開(kāi)的唯一的裝置、方法、系統(tǒng)和技術(shù)的明顯需求。

背景技術(shù)：

為了清楚、簡(jiǎn)明和準(zhǔn)確地描述本發(fā)明的非限制性示例性實(shí)施例、做出和使用本發(fā)明的非限制性示例性實(shí)施例的方法和過(guò)程、以及實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的非限制性示例性實(shí)施例的實(shí)踐、做出和使用的目的，現(xiàn)在將參考某些示例性實(shí)施例，包括附圖中圖示的示例性實(shí)施例，并且將使用具體的語(yǔ)言來(lái)對(duì)其進(jìn)行描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，并未由此產(chǎn)生對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，并且本發(fā)明包括和保護(hù)本領(lǐng)域技術(shù)人員在得益于本公開(kāi)的情況下能夠想到的對(duì)這些示例性實(shí)施例的這樣的替選、修改和另外的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

示例性實(shí)施例包括用于DC配電系統(tǒng)的唯一的故障定位系統(tǒng)、方法、技術(shù)和裝置。本公開(kāi)的另外的實(shí)施例、形式、目的、特征、優(yōu)點(diǎn)、方面和益處根據(jù)以下描述和附圖將會(huì)變得很清楚。

附圖說(shuō)明

圖1圖示示例性DC配電系統(tǒng)；

圖2圖示另一示例性DC配電系統(tǒng)；

圖3圖示示出了DC配電系統(tǒng)中電感值與距離的關(guān)系的曲線圖；

圖4圖示保護(hù)設(shè)備與短路故障之間的示例性等效電路；以及

圖5圖示示例性電感確定過(guò)程。

具體實(shí)施方式

參考圖1，圖示了示例性DC配電系統(tǒng)100。在圖示的實(shí)施例中，DC配電系統(tǒng)100被構(gòu)造為基于變換器的緊密耦合的DC配電系統(tǒng)。在其他實(shí)施例中，系統(tǒng)100可以構(gòu)造為另一類型的DC配電系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)理解，系統(tǒng)100可以在各種應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)，包括海軍艦艇和船舶、陸地車(chē)輛、施工設(shè)備、采礦設(shè)備、飛行器、工廠、制造或其他工業(yè)設(shè)施、數(shù)據(jù)中心和服務(wù)器群等中的配電系統(tǒng)。

DC配電系統(tǒng)100包括AC/DC變換器107，AC/DC變換器107被構(gòu)造成從傳輸線路或生成源(未圖示)接收AC電力，將AC電力變換成DC電力，并且向DC配電系統(tǒng)100提供DC電力。系統(tǒng)100包括多個(gè)保護(hù)區(qū)域101、102和103以及負(fù)載區(qū)域104和105。AC/DC變換器107操作耦合至保護(hù)區(qū)域101，保護(hù)區(qū)域101包括DC配電線路113和分配線路113所操作耦合的本地保護(hù)設(shè)備111。

在某些實(shí)施例中，本地保護(hù)設(shè)備111包括可控電路斷開(kāi)設(shè)備，諸如電路斷路器、繼電器、接觸器或者能夠斷開(kāi)和閉合包括本地保護(hù)設(shè)備111的電路的其他設(shè)備。在某些實(shí)施例中，本地保護(hù)設(shè)備111包括被構(gòu)造成感測(cè)與本地保護(hù)設(shè)備111所耦合的分配線路113相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)電特性的設(shè)備或裝備，例如電流傳感器和/或電壓傳感器。在某些實(shí)施例中，本地保護(hù)設(shè)備111包括一個(gè)或多個(gè)智能電子設(shè)備，諸如基于微控制器的控制單元，其被構(gòu)造成接收和處理由本地保護(hù)設(shè)備111的傳感器電子設(shè)備感測(cè)的電特性的信息。在某些實(shí)施例中，智能電子設(shè)備可以遠(yuǎn)離本地保護(hù)設(shè)備111和/或可以與多個(gè)本地保護(hù)設(shè)備操作耦合。在某些實(shí)施例中，每個(gè)本地保護(hù)設(shè)備111可以包括專用的相關(guān)聯(lián)的智能電子設(shè)備。應(yīng)當(dāng)理解，以上特征中的任何或全部特征也可以存在于本文中公開(kāi)的其他保護(hù)設(shè)備中。在某些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)智能電子設(shè)備可以能夠執(zhí)行下面描述的計(jì)算中的一些或全部計(jì)算，能夠接收命令信號(hào)和/或傳輸命令信號(hào)。

區(qū)域邊界12定義保護(hù)區(qū)域101和102之間的邊界。保護(hù)區(qū)域102包括分別與本地保護(hù)設(shè)備121和122耦合的線路123和124。線路123和124還例如經(jīng)由公共節(jié)點(diǎn)或者經(jīng)由DC總線彼此耦合。應(yīng)當(dāng)理解，本地保護(hù)設(shè)備121和122可以包括以上結(jié)合本地保護(hù)設(shè)備111描述的結(jié)構(gòu)和功能特征中的一些或全部特征。

區(qū)域邊界23定義保護(hù)區(qū)域102和103之間的邊界。保護(hù)區(qū)域103包括分別與本地保護(hù)設(shè)備131和132操作耦合的線路133和134。線路133和134還例如經(jīng)由公共節(jié)點(diǎn)或者經(jīng)由DC總線彼此耦合。應(yīng)當(dāng)理解，本地保護(hù)設(shè)備131和132可以包括以上結(jié)合本地保護(hù)設(shè)備111描述的結(jié)構(gòu)和功能特征中的一些或全部特征。

保護(hù)區(qū)域103與負(fù)載區(qū)域104耦合。保護(hù)區(qū)域106與負(fù)載區(qū)域105耦合。更具體地，線路133與負(fù)載區(qū)域104耦合，負(fù)載區(qū)域104包括分別通過(guò)本地保護(hù)設(shè)備145-148與線路133耦合的負(fù)載141-144。線路134與本地區(qū)域105操作耦合，本地區(qū)域105包括負(fù)載151-154和本地保護(hù)設(shè)備155-158。負(fù)載151-154分別通過(guò)本地保護(hù)設(shè)備155-158連接至線路134。每個(gè)負(fù)載151-154、141-144可以由DC/DC變換器(未圖示)來(lái)饋電或者可以直接由與其耦合的DC線路或DC總線來(lái)驅(qū)動(dòng)。

在圖示的實(shí)施例中，系統(tǒng)100是基于變換器的緊密耦合的DC配電系統(tǒng)。在另一實(shí)施例中，系統(tǒng)100可以構(gòu)造為各種其他類型的DC配電系統(tǒng)。

參考圖2，圖示了DC配電系統(tǒng)200。應(yīng)當(dāng)理解，系統(tǒng)200及其特征和部件可以包括以上結(jié)合系統(tǒng)100描述的結(jié)構(gòu)和功能特征和屬性中的任何或全部特征和屬性。系統(tǒng)200包括4個(gè)區(qū)域210、220、230和240。區(qū)域210包括線路213和本地保護(hù)設(shè)備211，并且部分地由區(qū)域邊界212來(lái)定義，區(qū)域邊界212還部分地定義相鄰區(qū)域220。本地保護(hù)設(shè)備211操作耦合至線路213，線路213可以從DC電力傳輸系統(tǒng)、AC/DC變換器和/或DC/DC變換器接收DC電力，DC電力傳輸系統(tǒng)、AC/DC變換器和/或DC/DC變換器又可以根據(jù)需要與電力生成或傳輸系統(tǒng)耦合。為了清楚地說(shuō)明，這些特征沒(méi)有在圖2中描繪，應(yīng)當(dāng)理解，可以想到這些特征的各種配置和組合。

區(qū)域200由區(qū)域邊界212和223來(lái)界定。區(qū)域220包括本地保護(hù)設(shè)備222、線路224和電感器221，電感器221與本地保護(hù)設(shè)備222和線路224定位成一線。本地保護(hù)設(shè)備222和電感器221在所圖示的實(shí)施例中以串聯(lián)關(guān)系操作耦合至線路224，應(yīng)當(dāng)理解，也能夠想到其他操作耦合關(guān)系。還應(yīng)當(dāng)理解，可以使用其他類型的功能上等效的電感影響設(shè)備來(lái)根據(jù)本文中公開(kāi)的原理來(lái)調(diào)節(jié)線路電感。還應(yīng)當(dāng)理解，這樣的潛在變型也可以用于本文中公開(kāi)的其他電感器。區(qū)域220與區(qū)域210和230操作耦合并且相鄰。

區(qū)域230部分由區(qū)域邊界223來(lái)界定。區(qū)域230包括本地保護(hù)設(shè)備231、線路233和電感器232。本地保護(hù)設(shè)備231和電感器232在圖示的實(shí)施例中按照串聯(lián)關(guān)系操作耦合至線路233，應(yīng)當(dāng)理解，也能夠想到其他操作耦合關(guān)系。

負(fù)載區(qū)域240包括本地保護(hù)設(shè)備241、電感器242和負(fù)載245。負(fù)載245通過(guò)本地保護(hù)設(shè)備241和電感器242操作耦合至區(qū)域230的線路233。本地保護(hù)設(shè)備241和電感器242在圖示的實(shí)施例中按照串聯(lián)關(guān)系操作耦合至線路233，應(yīng)當(dāng)理解，還能夠想到其他操作耦合關(guān)系。

繼續(xù)參考圖2，應(yīng)當(dāng)理解，電感器221、232和242設(shè)置在不同的區(qū)域210、220、230和240的邊界處或附近。在某些優(yōu)選形式中，電感器的放置被選擇為盡可能地接近區(qū)域邊界而沒(méi)有不利地影響相鄰區(qū)域中的本地保護(hù)設(shè)備的操作。區(qū)域邊界電感優(yōu)選地足夠大以克服由于測(cè)量誤差而引起的相鄰保護(hù)區(qū)域交疊，如本文中進(jìn)一步詳細(xì)描述的。作為示例，如果所有估計(jì)的測(cè)量誤差在所計(jì)算的電感中貢獻(xiàn)～10％的誤差，則區(qū)域邊界電感應(yīng)當(dāng)是電感的～10％加上誤差裕度。在某些實(shí)施例中，區(qū)域邊界電感足夠大以區(qū)分不同的分配線路。還應(yīng)當(dāng)理解，在某些優(yōu)選形式中，電感器221、232和242的電感遠(yuǎn)小于系統(tǒng)等效電感，以使得它們對(duì)系統(tǒng)200的正常操作幾乎沒(méi)有影響。

參考圖3，圖示了曲線圖301和302，其描繪了在將電感器242添加到區(qū)域240之前和之后在正常操作期間在系統(tǒng)200的保護(hù)設(shè)備處可觀察的電感值。電感值包括區(qū)域210的電感310；區(qū)域220的電感320；區(qū)域230的電感330；以及區(qū)域240的電感340。電感310、320、330和340表示分別可以由本地保護(hù)設(shè)備211、222、231和241在系統(tǒng)200在線時(shí)在系統(tǒng)200的正常、非故障操作期間確定的電感。

保護(hù)設(shè)備211、222、231和241能夠保護(hù)一個(gè)或多個(gè)保護(hù)區(qū)域。當(dāng)系統(tǒng)200中發(fā)生故障、諸如線路到線路的短路故障、線路到接地的故障或其他類型的故障時(shí)，可以開(kāi)始可以與系統(tǒng)200耦合的一個(gè)或多個(gè)變換器的故障電流限制(FCL)功能。由于通信延遲和固有的FCL控制時(shí)間常數(shù)，故障電流通常在被限制為固定值之前在某個(gè)時(shí)間期間不受控。不受控周期期間的短暫的電壓和電流可以通過(guò)本地保護(hù)設(shè)備211、222、231和241來(lái)測(cè)量。所測(cè)量的電壓和電流可以用于確定保護(hù)設(shè)備與故障位置之間的電感。如果所得到的電感小于給定區(qū)域的已知的線路電感，則故障在受保護(hù)區(qū)域內(nèi)并且對(duì)應(yīng)的保護(hù)設(shè)備將斷開(kāi)以隔離故障部分。DC配電系統(tǒng)的其余部分可以繼續(xù)正常操作。這些操作可以在通過(guò)與系統(tǒng)200耦合的變換器的FCL功能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)電流所需要的時(shí)間之前發(fā)生。這實(shí)現(xiàn)了冗余保護(hù)方案或者基于變換器的FCL功能的去除。通過(guò)這一基于電感的故障定位技術(shù)，可以很容易實(shí)現(xiàn)DC配電系統(tǒng)的快速且選擇性的保護(hù)方案。

在與曲線圖302相關(guān)聯(lián)的電路配置中，所得到的電感值可以用于指示系統(tǒng)200的大多數(shù)區(qū)域內(nèi)的故障，即使考慮到測(cè)量誤差。這是可以實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)閰^(qū)域210、220和230的故障電感311、321和331(其低于正常、非故障電感310、320和330)沒(méi)有延伸到相鄰區(qū)域中或者交疊。然而，如果沒(méi)有電感器221、232、242，區(qū)域220、230和240就不是這種情況了。因?yàn)檫@些區(qū)域的電感之間由于測(cè)量誤差而存在交疊，所以可靠地區(qū)分相鄰兩個(gè)區(qū)域中的故障是不實(shí)際的。電感器242到區(qū)域240的添加通過(guò)提供偏移非故障電感343和偏移故障電感345緩解了這一交疊，如所圖示的曲線圖302。所添加的電感的量用偏移電感342來(lái)表示。區(qū)域220和230有類似的偏移。在添加電感之后，區(qū)域210、220、230和240中的任何區(qū)域中的故障的位置可以唯一地區(qū)分。在某些實(shí)施例中，還應(yīng)當(dāng)理解，電感器的插入可以擴(kuò)展到每個(gè)保護(hù)區(qū)域，以便不僅區(qū)分相鄰區(qū)域之間的故障而且還能夠增加受保護(hù)區(qū)域的整個(gè)范圍的故障定位準(zhǔn)確性。應(yīng)當(dāng)理解，類似的方法可以用于選擇DC配電系統(tǒng)的其他保護(hù)區(qū)域的電感器或其他阻抗變化部件的參數(shù)和位置。

參考圖4，圖示了等效電路400，其表示在保護(hù)設(shè)備與短路故障之間的系統(tǒng)100或系統(tǒng)200的部分。等效電路400包括線路電阻R、線路電感L和故障電阻R_F。

等效電路400的狀態(tài)空間等式可以表示為：

以不同的時(shí)間步長(zhǎng)來(lái)采樣或計(jì)算電壓、電流和di/dt。(R+R_F)和L可以例如使用最小平方方法根據(jù)在多個(gè)時(shí)刻采樣的數(shù)據(jù)來(lái)估計(jì)。N個(gè)采樣時(shí)刻的電壓可以表示為：

其中N是采樣索引，并且采用速率可以根據(jù)奈奎斯特香農(nóng)采樣理論被選擇為盡可能低。

基于最小平方方法，未知的參數(shù)L和R+R_F可以通過(guò)下式來(lái)確定：

優(yōu)選至少兩個(gè)樣本以標(biāo)識(shí)參數(shù)L和R+R_F。在某些實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)在線移動(dòng)窗口最小平方方法以標(biāo)識(shí)從保護(hù)設(shè)備到故障的等效電感。移動(dòng)窗口的樣本數(shù)目由用戶定義。應(yīng)當(dāng)理解，本文中公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)智能電子設(shè)備可以被配置成根據(jù)上述等式和技術(shù)來(lái)執(zhí)行電感計(jì)算或確定。

參考圖5，圖示了由智能電子設(shè)備執(zhí)行的用于計(jì)算電感值的示例性過(guò)程500。過(guò)程500總體上包括故障檢測(cè)功能和故障定位功能。過(guò)程500可以整體地或部分地在本文中公開(kāi)的智能電子設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)智能電子設(shè)備中來(lái)實(shí)現(xiàn)。在某些形式中，故障檢測(cè)功能和故障定位功能可以由不同的智能電子設(shè)備來(lái)執(zhí)行。在某些形式中，上述兩個(gè)功能可以由相同的智能電子設(shè)備來(lái)執(zhí)行。另外，如以上指出的，本文中公開(kāi)的智能電子設(shè)備可以專用于相應(yīng)的本地保護(hù)設(shè)備，或者可以被構(gòu)造成服務(wù)多個(gè)本地保護(hù)設(shè)備。

過(guò)程500在開(kāi)始操作501處開(kāi)始，并且繼續(xù)進(jìn)行到條件503，條件503評(píng)估是否存在故障。條件503可以使用各種技術(shù)來(lái)執(zhí)行這一評(píng)估，諸如針對(duì)線路到線路或線路到接地的電壓、線路電流或線路電流變化速率建立的極限、門(mén)限或觸發(fā)點(diǎn)。如果沒(méi)有檢測(cè)到故障，則過(guò)程500繼續(xù)進(jìn)行到操作505，操作505引起過(guò)程500繼續(xù)進(jìn)行到下一時(shí)間間隔并且返回條件503。如果條件503檢測(cè)到故障條件，則過(guò)程500繼續(xù)進(jìn)行到操作507，在操作507，計(jì)數(shù)器值k被設(shè)置為0。

從操作507，過(guò)程500繼續(xù)進(jìn)行到操作511，在操作511，智能電子設(shè)備接收電壓、電流和di/dt的測(cè)量值，這些測(cè)量值可以由智能電子設(shè)備基于線路電流測(cè)量信息來(lái)計(jì)算，或者被獨(dú)立地確定并且提供給智能電子設(shè)備。。

從操作511，過(guò)程500繼續(xù)進(jìn)行到條件513，條件513評(píng)估計(jì)數(shù)器值k是否小于用戶定義的計(jì)數(shù)器門(mén)限M。如果計(jì)數(shù)器值k小于用戶定義的值M，則過(guò)程500前進(jìn)到操作517，在操作517，使用所有的k個(gè)樣本計(jì)算或確定來(lái)自以上等式3的矩陣A和B。如果計(jì)數(shù)器值k不小于用戶定義的值M，則邏輯前進(jìn)到操作515，在操作515，使用M個(gè)最近的樣本計(jì)算或確定來(lái)自以上等式3的矩陣A和B。

從操作515或517，過(guò)程500繼續(xù)進(jìn)行到操作519，在操作519，使用以上等式4以及矩陣A和B計(jì)算線路電感L以及可選地計(jì)算線路電阻和故障電阻之和R+R_F。從操作519，過(guò)程500繼續(xù)進(jìn)行到條件520，在條件520，將所計(jì)算的線路電感與正常、非故障線路電感相比較。如果所計(jì)算的電感小于非故障線路電感，則過(guò)程500前進(jìn)到操作522以發(fā)送用于斷開(kāi)保護(hù)設(shè)備的跳閘信號(hào)并且繼續(xù)進(jìn)行到結(jié)束操作525，結(jié)束操作525終止過(guò)程500。如果所計(jì)算的電感大于非故障線路電感，則過(guò)程500前進(jìn)到條件521，在條件521，將在操作511處開(kāi)始的過(guò)程500的持續(xù)時(shí)間與用戶定義的值Tmax相比較。如果持續(xù)時(shí)間小于Tmax，則過(guò)程500前進(jìn)到操作523，在操作523，在邏輯前進(jìn)到操作511之前將計(jì)數(shù)器值k增加1。如果持續(xù)時(shí)間小于Tmax，則邏輯前進(jìn)到結(jié)束操作525，結(jié)束操作525可以終止過(guò)程500，以使得其能夠在稍后的時(shí)間重新開(kāi)始。

如以上指出的，過(guò)程500可以在一個(gè)或多個(gè)智能電子設(shè)備、諸如本文中所公開(kāi)的智能電子設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。在某些實(shí)施例中，每個(gè)對(duì)應(yīng)于特定保護(hù)區(qū)域的多個(gè)智能電子設(shè)備可以針對(duì)每個(gè)區(qū)域在不同的位置執(zhí)行過(guò)程500。在某些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)中央或集群智能電子設(shè)備可以針對(duì)多個(gè)保護(hù)區(qū)域在一個(gè)位置執(zhí)行過(guò)程500。還應(yīng)當(dāng)理解，可以預(yù)期對(duì)過(guò)程500的大量變化和修改，包括例如省略過(guò)程500的一個(gè)或多個(gè)方面、修改電感計(jì)算數(shù)學(xué)運(yùn)算、添加另外的條件和操作和/或?qū)⒉僮骱蜅l件重新組織或分離成為不同的過(guò)程。

現(xiàn)在描述大量另外的示例性實(shí)施例。一個(gè)實(shí)施例是一種DC配電系統(tǒng)，其包括：由一個(gè)或多個(gè)區(qū)域的邊界限制的多個(gè)DC配電區(qū)域，上述區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域包括至少一個(gè)DC配電線路以及與DC配電線路操作耦合的至少一個(gè)保護(hù)設(shè)備，每個(gè)保護(hù)設(shè)備被構(gòu)造成感測(cè)與保護(hù)設(shè)備所操作耦合的DC配電線路相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)電特性并且基于線路故障的檢測(cè)和位置可控地?cái)嚅_(kāi)包括上述DC配電線路的電路；至少一個(gè)智能電子設(shè)備，被構(gòu)造成基于由保護(hù)設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)保護(hù)設(shè)備感測(cè)的一個(gè)或多個(gè)電特性來(lái)確定一個(gè)或多個(gè)線路電感值并且基于所確定的線路電感值評(píng)估線路故障的位置；以及與多個(gè)區(qū)域中的一個(gè)區(qū)域的DC分配線路耦合的至少一個(gè)電感器，電感器具有電感值使得在不存在故障時(shí)多個(gè)區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域的線路電感在幅度上不同，使得由至少一個(gè)智能電子設(shè)備在線路故障期間所確定的線路電感值將多個(gè)DC配電區(qū)域中的一個(gè)DC配電區(qū)域唯一地標(biāo)識(shí)為包含線路故障。

在示例性系統(tǒng)的某些形式中，智能電子設(shè)備被構(gòu)造成基于一個(gè)或多個(gè)電特性的樣本的數(shù)目使用線性回歸分析來(lái)確定線路電感。在某些形式中，用于確定線路電感的樣本的數(shù)目是以下中的至少一項(xiàng)：截至線路故障的檢測(cè)之后的第一時(shí)間間隔所得到的樣本的總數(shù)以及截至第二時(shí)間間隔所得到的最近的樣本的預(yù)定數(shù)目。在某些形式中，一個(gè)或多個(gè)電特性包括線路到線路或者線路到接地的電壓、線路電流以及線路電流的第一導(dǎo)數(shù)。在某些形式中，線路電感基于包括多個(gè)線路到線路或線路到接地的電壓值的第一矩陣以及包括多個(gè)線路電流值和多個(gè)線路電流值的第一導(dǎo)數(shù)的第二矩陣來(lái)確定。某些形式還包括每個(gè)與相應(yīng)保護(hù)設(shè)備相關(guān)聯(lián)的多個(gè)智能電子設(shè)備。在某些形式中，DC配電系統(tǒng)是基于變換器的緊密耦合的DC配電系統(tǒng)。

一個(gè)示例性實(shí)施例是一種在DC配電網(wǎng)絡(luò)中定位故障的方法，方法包括：定義DC配電網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)保護(hù)區(qū)域；檢測(cè)DC配電網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的故障；在檢測(cè)到故障之后，對(duì)DC配電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)區(qū)域中的每個(gè)保護(hù)區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)電特性進(jìn)行采樣；確定每個(gè)與相應(yīng)保護(hù)區(qū)域相關(guān)聯(lián)的多個(gè)線路電感值；以及基于所確定的線路電感值將故障定位為在保護(hù)區(qū)域中的一個(gè)保護(hù)區(qū)域中。

在示例性方法的某些形式中，一個(gè)或多個(gè)電特性包括電壓、電流和電流時(shí)間變化率。在某些形式中，在DC配電網(wǎng)絡(luò)在線的時(shí)發(fā)生對(duì)一個(gè)或多個(gè)電特性的采樣。在某些形式中，定位故障包括相對(duì)于對(duì)應(yīng)的預(yù)定的電感門(mén)限值評(píng)估所確定的線路電感值。在某些形式中，上述預(yù)定的電感門(mén)限值基于非故障操作條件下的相應(yīng)保護(hù)區(qū)域的電感加上誤差裕度。在某些形式中，至少一個(gè)保護(hù)區(qū)域包括具有如下電感值的電感器：該電感值被選擇為使得在不存在故障時(shí)多個(gè)區(qū)域中的每個(gè)區(qū)域的線路電感在幅度上不同，使得在線路故障期間所確定的線路電感值將多個(gè)DC配電區(qū)域中的特定的一個(gè)DC配電區(qū)域唯一地標(biāo)識(shí)為包含故障。在某些形式中，線路電感值基于包括多個(gè)線路到線路或線路到接地電壓樣本值的第一矩陣以及包括多個(gè)線路電流樣本值和多個(gè)線路電流樣本值的第一導(dǎo)數(shù)的第二矩陣來(lái)確定。

一種示例性實(shí)施例是一種方法，其包括：監(jiān)測(cè)DC配電系統(tǒng)的多個(gè)保護(hù)區(qū)域，這些區(qū)域由一個(gè)或多個(gè)邊界來(lái)界定；存儲(chǔ)針對(duì)每個(gè)保護(hù)區(qū)域的非故障電感值，這些值反映在多個(gè)本地保護(hù)設(shè)備處可檢測(cè)的DC配電系統(tǒng)的非故障操作期間的電感值，多個(gè)本地保護(hù)設(shè)備的每個(gè)與相應(yīng)保護(hù)區(qū)域相關(guān)聯(lián)；檢測(cè)DC配電系統(tǒng)中的故障；使用由本地保護(hù)設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)本地保護(hù)設(shè)備感測(cè)的一個(gè)或多個(gè)電特性的信息來(lái)計(jì)算故障條件電感值；以及基于所計(jì)算的故障條件電感值和非故障電感值來(lái)確定保護(hù)區(qū)域中的哪個(gè)保護(hù)區(qū)域包含故障。示例性方法的某些形式還包括：在確定保護(hù)區(qū)域中的哪個(gè)保護(hù)區(qū)域包含故障之后，向包含故障的保護(hù)區(qū)域的本地保護(hù)設(shè)備傳輸用于斷開(kāi)包括上述本地保護(hù)設(shè)備的電路的命令。在某些形式中，檢測(cè)故障基于以下中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：電流值超過(guò)電流門(mén)限、電壓值超過(guò)電壓門(mén)限、以及電流時(shí)間變化率值超過(guò)電流時(shí)間變化率門(mén)限。在某些形式中，計(jì)算電感值基于多個(gè)感測(cè)的電壓值、多個(gè)感測(cè)的電流值以及多個(gè)電流時(shí)間變化率值。在某些形式中，計(jì)算電感值基于線性回歸，線性回歸使用多個(gè)感測(cè)的電壓值、多個(gè)感測(cè)的電流值以及多個(gè)電流時(shí)間變化率值。在某些形式中，本地保護(hù)設(shè)備中的每個(gè)本地保護(hù)設(shè)備包括計(jì)算該本地保護(hù)設(shè)備的相應(yīng)保護(hù)區(qū)域的電感的智能電子設(shè)備。

雖然在附圖和以上描述中詳細(xì)說(shuō)明和描述了本發(fā)明，然而應(yīng)當(dāng)將其認(rèn)為是在特征上是說(shuō)明性的而非限制的，應(yīng)當(dāng)理解，僅示出和描述了某些示例性實(shí)施例，并且期望保護(hù)在本發(fā)明的精神內(nèi)的所有變化和修改。應(yīng)當(dāng)理解，雖然在以上描述中使用的諸如優(yōu)選的(preferable)、優(yōu)選地(preferably)、優(yōu)選(preferred)或更優(yōu)選(more preferred)等詞語(yǔ)的使用表示這樣描述的特征可以更理想，但是其可能不一定是這樣的，并且缺乏這些的實(shí)施例可以被設(shè)想為在本發(fā)明的范圍內(nèi)，本發(fā)明的范圍由以下權(quán)利要求來(lái)定義。在閱讀權(quán)利要求時(shí)，意圖在于，在使用諸如“一個(gè)(a)”“一個(gè)(an)”“至少一個(gè)(at least one)”或“至少一部分(at least one portion)”等詞語(yǔ)時(shí)，并非意圖將權(quán)利要求僅限于一個(gè)項(xiàng)目，除非在權(quán)利要求中具體指明為相反。在使用語(yǔ)言“至少部分(at least a portion)”和/或“部分(a portion)”時(shí)，項(xiàng)目可以包括部分和/或整個(gè)項(xiàng)目，除非具體指明為相反。