TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol. 12, No. 8, August 201 4, pp. 5910 ~ 5917   DOI: 10.115 9 1 /telkomni ka. v 12i8.562 4          5910     Re cei v ed  Jan uary 12, 201 4 ;  Revi sed  Jun e  13, 2014; A c cepted  Jun e  25, 2014   Fault Location of Distribution Network Containing  Distributed Generations       Zou Bi-c han g *, Zhouhon g   Schoo l of Elect r onics a nd Info rmation of Yan g tz e Univ ersit y , Jingzho u, 434 023, Hu be i, Ch ina   *Corres p o ndi n g  emai l: zoubic han g1 23@ 126 .com      A b st r a ct  It makes the  topol ogy of di stribut io n netw o rk mor e  co mplex to cont ai n a lot of dis t ributio n   gen eratio ns ( D Gs) in it. F o r   this re ason,  a  fault  lo cati on   appr oach  su ita b le  to th e d i stributi on  netw o r k   contai nin g  DG s is pr op osed.  F i rstly, accor d in g to th e re sults of p o w e r  flow  calcu l ati on, a  data bas e o f   voltag e sa g is   establ ishe d; th en th e p o w e r  qua lity i n fo r m a t ion  is   acq u ir e d   by pow er qu ality mo nitors and   correlati on  an a l ysis o n  co llect ed n o d a l v o lta ge d a ta  and  v o ltag e sa g d a ta of the  esta bli s hed  data bas e  is   perfor m e d ; a n d  the n  th e  nod e w i th th e  mat c hin g  ext ent v a lu e  most c l os e to  1  is d e ter m i n e d  as  the  faul t   poi nt. Simul a ti on res u lts of I EEE 33-b u s sy stem s how   tha t  the pro pos ed  appr oac h is  e ffective an d us ing   the prop ose d  appr oach th e mis j ud g m e n t can be pr eve n t ed. F i nal ly, the results of the ana lysis o n  t h e   influ ences  of d i fferent lo ad  mode ls, transiti o n resist a n ces,  conn ectio n  an d disc on nectio n  of DGs o n  t h e   prop osed  appr oach sh ow  that t he propos ed  appr oach  poss e sses better ro bustness a nd r e lia bi lity.    Ke y w ords :  distrib u tion  ne tw ork,   distribu ted g ener atio n  (DG), fault  l o catio n , pow e r  qua lity  mo ni tor,  correlation analysis, voltage sag    Copy right  ©  2014 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d .       1. Introduc tion  In rece nt years, alon g with  the gradu ally  depletion of the conventi onal ene rgy su ch a s   oil, coal, n a t ural g a s  pa rticula r ly on  earth , the  distrib u ted g eneration s  (DG )  which  are   rep r e s ente d  by solar en ergy, wi nd energy, fuel cell,  cog ene rati on  and othe r forms of distrib u t ed  power supply  have been attracting mo re and mo re  attention and taken a s  an ideal way of   comprehensi ve utilizat ion  of existing resources by the elec tri c  power utilities  in many countries  and re se archers aroun d  the worl d.  Ho wever, a  great of DG s bein g  co n necte d into th e   distrib u tion  n e twork ma ke s the   conve n tional    di stribution network  b e come  multiple   po wer  sou r ces  confi guratio ns  fro m  single p o wer so urce , wh ich ma ke s the power qu ali t y of distribution  netwo rk, p o wer flow a nd fa ult levels take  great chan ge s, thus di re ctly affect s the fault locatio n   of  distrib u tion n e twork an d relay prote c tio n  [1-2 ]. The scale an d co nfiguratio n of modern po wer  distrib u tion  n e twork are la rge  an d  com p licate d ,  with  the im prove m ent of  dist ri bution  netwo rk  automation,  a variety of i n telligent  ele c tri c al a pp lia nce s   su ch  a s  fee der terminal u n it (F TU),   remote te rmi nal unit (RT U ) h a ve bee n use d , the failure in  such distrib u tion  netwo rk  wo uld  prod uce h u g e  am ount s of  ala r m info rm ation, th e  co nne ction  and  quit  of many  DG s ma ke s  the  data  mo re complex  an d variable, whi c h  fu rther  i n cre a sed the  difficulty for the op erato r s in   quickly ha ndli ng the fail ure.   So the  study  on both  the  rapid a nal ysi s   and p r o c e s s  of the upl oad ed   data si gnal s  and the di stri bution net wo rk fault lo ca ti on ha s g r eat  significan c e  in isolatin g the  fault, restori n g powe r  serv ice, improving powe r   sup p ly reliability, ensu r ing the  quality of user  power supply ,  etc. About d i stri butio n net work fault, do mestic a nd fo reign  schola r s put forward   a   variety of fa ult diagn osi s  method s [3 -10]: tradi tion al matrix me thod is sim p l e , but the fa ult  toleran c e i s  n o t high, if the real-tim e informatio n di st ortion o r  information is n o t intact, it is ea sy  to cause misjudgme n t; the artificial intelligen ce  met hod ha s goo d fault tolerance, but nee ds  relatively  co mplex  mod e l building, and fault  locati o n   efficien cy is n o t high eith er;  up today, m o st  of the algorit hms in fault  locatio n  are l i mited to  sim p le ra diant o peratio n mod e  of the sing le  power  supply ,  for  compl e x distri bution system  cont ai ning  DG, they lack appli c ability. Therefore,  it is nece s sary to study more ada ptable  di s t ribution network  fault loc a tion method.  At present, the po we r q u a lity monitori ng(PQ M)  d e v ices [1 1] are develo p ing  into the  monitori ng system that continuo us ly  measures th e PQ at mult iple points.  These monit o ring  system s  will provide su ch functi on s a s   high-sp eed  communi catio n  with an Inte rnet net wo rk  and   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Fault Locatio n of Distrib u tion  Net w ork Containin g  Dist ributed G ene rations (Zou B i -ch ang )  5911 statistical an alysis th roug h uninterru pted mea s ur eme n t s  an d  dis p la y w i th  a w e b  br ow ser .  It   colle cts,  com pare s , a nd  an alyze s  the  inf o rmatio n t hat has  gath e re d at  lots of  mo n i toring site s.  In  this pa per, b a s ed  on the  sy stem voltage  sag  ch ara c te ristics, the cha nge s of  the p o we rflow  wh e n   the faults o c curs an d th e i n formatio n  collecte d  by  th e po we r q ual ity monitors,  the faults in t he  distrib u tion n e twork  with DGs  can b e  de tected an d lo cated in stantl y  through  co rrelation  analy s is  in order to improve the adaptability of  distribution net work fault locat i on.      2. Correlation Anal y s is    Correl ation a nalysi s  is an i m porta nt met hod of  sig nal  pro c e ssi ng, t he e s sen c e  o f  whi c h  is judgi ng th e simila rity of two sign als in time  domain. At pre s ent, the ap plicatio ns of  the  correl ation a nalysi s   in   po wer system are   mainly   concern ed i n  f ault line  sele ction, fault  p hase  sele ction, tra n sie n t differe ntial prote c tio n  and  indu cti on motor fault  diagno si s, etc.  From a  statist i cal poi nt of view ,co r relati on anal y s is i s  the cha r a c te rizatio n  of co rrelation   degree b e twe en two  or  mo re vari able s  ,  assum e  that  x(t) 、 y(t) a r e   two finite en ergy real  sign al  waveform, th e line a r   simi larity deg re e  of two  wavef o rm  ca n b e   descri bed  by  the   correlat ion   coeffici ent  ρ   [12-14].    22 () () d () d ( ) d xt y t t x tt y t t                                                             (1)    The co rrelatio n coeffici ent after discretization is:     1 0 11 22 00 () ( ) () () N n xy NN nn xn y n x ny n                                                             (2)    The matching  degre e  of co rrel a tion an alysis is d e fine d as:     1 11 1 22 2 00 0 || | ( ) ( ) [ ( ) ( ) ] | NN N xy nn n xn y n x n y n                                                              (3)    Theo retically in Equatio n (3) the tim e  sh ould b e  infinit e , while  doin g  co rrelation   analysi s ,  the Equation  (3) i s  still effe ctive in finite l ength data  windo w, and correlation a n a lysis m a tchi ng   degree    value interval i s  am ong [0,  1].If     = 1 ,  the two  waves exi s t in  positive lin e a r   relations h ip; If    =-1, th en  there i s   a n e g a tive linea r  re lationship b e twee n two  wa ves. If   =0, the  two wave s ha ve no relation ship.   The  comm onl y recogni ze d  view is that  if   ρ <0.3  there i s  no  correlati on an d 0.3 ρ <0. 5  i s   for low degree  c o relation;0.5 ρ < 0  is for moderate c o relation;0.8 ρ <1 fo r high d egree  correl ation.       3.Fault Loc a t ion for Complex Distribu tion Ne t w o r k s   3.1. Fault Lo cation  Algorithm Proces s    Voltage  sag i s  referred to  as the  po we r voltage RM S value ab ru ptly drop ped  to 90% ~  10% of the ra ted voltage a m plitude in a  sho r t time , the typical du ra tion wa s 0.5  ~ 30  wave cy cle  [15]. The pri m ary ca use of voltage sag is certai n  bran ch current transi ent  incre a se in  th e   system.Sho rt -ci r cuit faults,  swit ch o peration, the on -and -off of transfo rme r  an d ca pa citor  set,  sud den  cut o f  DG  an d la rge in du ction  motor  st a r tin g , etc can  ca use  voltage   sag [16].  Wh e n  a  fault occu rs i n  the  feede r,  voltage  sa gs propag ate  p r esenting  diff erent  mag n itude s a nd  ph ase  angle for e a c h feed er no de. The nea rer the n ode   is to the point of the fault, the gre a ter  magnitud e  the voltage sag .  Based on the above ch ar acteri stics, the powe r  quali t y (PQ) monito r  installatio n   at the root n ode s sa mple s the dat a i n formation of  different DGs  in and  out  of  netwo rk ope ration, acco rdi ng to the  net work to pol og y data, the pre- a nd d u rin g - fault po we rflow  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 8, August 2014:  591 0 –  5917   5912 data can b e  obtaine d, the datab as e  of root  n o d e s voltag e sags  are  built  up throug h  the   simulatio n  of  each no de fa ult online,the n  the voltage  amplitude  co rrel a tion mat c hin g  de gre e  of  root no de i s   cal c ulate d   a nd  by comp aring  with the  databa se ,th e optimum   matchin g  poi nt is  extracted, so  the point of  fault can be  determi ned.  The step s of the fault loca tion algorithm  is  s h ow n  in  F i gu r e  1 .           Figure 1. Flow Ch art of Fa ult Locatio n       The fun c tion  above the  dot ted line: 1) to  cal c ul ate pre - fault  data  of each  feed er such as  voltage, cu rre n t and po we rflow etc.(i ncl u ding DGS in  or out of the  netwo rk); 2) t o  esta blish th e   databa se  of  spe c ified  no d e s volta ge  sag by  si mul a ting differe nt nod es fault s , calculate t h e   transitio n re si stan ce.The fu nction b e lo w  the dott ed lin e is to analy z e the co rrelati on between t h e   magnitud e  of  the  sp ecifie d  nod es voltag e sag  and   th e relevent  da ta group s i n  t he voltag e  sa gs  databa se  an d  so rt the  mat c hin g  d egree  se que nc e, th e no de m a tching  deg ree   whi c h i s   nea res t   to 1 is ce rtain l y the faulted point.    3.2. Data  Ac quisition of the Feed ers a nd Sy nchronization   The p r op ose d  algo rithm  use s  voltag e  and  cu rre nt mea s ureme n ts at the fe eder ro ot  node s a s   wel l  as th e volta ge me asure m ents  at the  node s  whi c h  DG s a r e i n stalled alo ng t h e   feeder. P r e - a nd d u rin g -fau lt voltage a n d  current  ph aso r s mu st b e  re co rd ed a t  the feed er  root  node s. T he  d u ring -fault vol t age  sag  ma gnitude s  aqui re d  at  root  no des (wh e re  the p o wer qu alty  mornito r s a r e  installed )  are  used by the  al gorith m  in o r de r to find the faulted poin t .  Since the  dat a re co rde d  b y  FTU an d the PQM i s   multifariou s  a nd di sorde r ly, and the  time which DGs a r e interconne cted i s  random, in o r der to refle c t  the same fa ult event, all  the   data mu st be  stri ctly sync h r onized. Fo r this p u rp ose, GPS mean s i s  u s ed to p r o v ide the unifo rm  high-accu ra cy clock for the whol e  distri buted net works n eed ed m o rnito r ing to  make  su re th at all  the re co rde d   data is  stri ctl y   synch r oni zed, the data  on both  sid e s can  also be  comm uni cate d in  real time by the fiber com m unication chann el [17].     3.3. Load Mo deling  Usually, load s  con n e c ted  at a  distri b u ti on fee der pre s e n t si g n ificant  ran d o m an d  uncertainty.  Based  on th e i r complex p o we r d e man d . The s e lo a d s  can  be th ree, two  or  si ngle- pha se. In thi s  p ape r, the   Polynomial  st atic lo ad  mo dels with  con s tant p o wer,  con s tant  cu rrent  and co nsta nt impeda nce which is  called  comp re hen si ve load mode l (CLM ) are forme d  in cert ain  ratio as  follows :    00 00 2 0 2 0 [( ) ( ) ] [( ) ( ) ] UU p pp UU UU qq q UU P Pa b c QQ a b c                   ( 4 )       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Fault Locatio n of Distrib u tion  Net w ork Containin g  Dist ributed G ene rations (Zou B i -ch ang )  5913   1 1 pp p qq q ab c ab c                                     (5)    Whe r e  U  is v o ltage ap plie d to the load,   P 、 Q  are the  corre s p ondin g  active an d  rea c tive  power respe c tively at  U ; U 0  is the  lo ad nomi nal voltage,  P 0 、 Q 0  are the correspon ding  rated   a c tive  an d r e a c tive  po we r  r e sp ec tively.a,b,c defin e th e ratios of  ea ch type  of l o ad o c cupi ed i n   the power.  p , q  are the sub s cript sig n s of  active and re active po wer  respe c tively.  Each coeffici ent   reflect s   the static cha r a c terist ic of lo ad, its value  is differ ent  for differe nt load g r ou p, the  coeffici ents a r e the pa ram e ter identifica t ion obje c ts o f  load model.     3.4. Po w e r Fl o w   Calcula t i on  Larg e   amou n t s of  DG s  acce ss to th e di stri butio n  net work furthe r  aggravate th e o r iginal   asymmet r y of it, which ma ke s the conv entional p o wer flow  algo rithm of three - p hase dist ribut ion   netwo rk  un su itable. After the conn ectio n  of DG s, the  accu racy  of  the po we r flo w  calculation  has  a gre a t influe nce  on the a c cura cy of fa ult location.  Literatu re [18 ]  propo se d a  fast algo rith m  whi c h  can  ca culate t he lo op net wo rk p o we r flo w  co ntaining  DG s but is unfit f o r th ree - ph ase   unbal an ced  power flo w   ca culatio n ; In view  of  th e  complex d i stributio n  n e t work with DGs,  literature [19]  prop osed a n  i m prove d  po wer flo w   alg o rit h m, whi c h  pe rforma nces b e tter in d ealin g   with loo p  an d  unbal an ced t h ree - p h a s e p o we r flo w  cal c ulatio n cont aining  DG s. I n  this  pap er,  an   improve d  back/forward sweep algo rith m[19] is use d  to calcul ate  powe r  flow of the distrib u tion  netwo rk cont aining DG s.    3.5.   Voltage Sag Analy s is During -Fa u lt   A simple con f iguration of  power di strib u tion  network is sho w n in  Figure 2, if the fault  occurre d  at point b, the voltage sa g  (RM S  value) refle c ted at nod e a is:    ab a a b UU U                   ( 6 )            ab a b b UZ I                                     (7)    Whe r e a U is pre-f ault voltage a t  a. ab U is voltage  variation bet wee n  pre - faul t and duri ng-f ault;  I b  is  the fault c u rrent,  ab Z is line impeda nce be tween n ode a  and b.      a b c Loa d Lo a d Tr a n s i t i on r e si s t or     Figure 2. Structure of Si mpl e  Distri bution  Network      In pra c tical  calcul ation, in orde r to accu ra tely extract  the transi ent  voltage sag  values,  the Kalman filtering metho d  [20] is use d  to ex tract the voltage sa g eigenvalu e ; it is suitable for  the sho r t-te rm voltage sa g disturban ce  analysi s  with  rapid voltage  chan ge s.    3.6. Simulation Test   In order to verify the effectiveness of  the proposed al gorithm, an I EEE33 node  system   [21] is use d  to simulate th e fault and   analysi z e it. The types of DG, install a tion location a nd  cap a city a r e  sho w n  in T a ble 1, th e d e tailed  param e t ers of the  sy stem  are  refe red t o  literatu r e  [21].    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 8, August 2014:  591 0 –  5917   5914     Figure 3. IEEE 33-bu s System  Table 1. Lo ca tion, Type and Cap a city of DG   Nodes T y pes of  DG  Capacit y  6  Double-fed w i n d   machines  P=100 kW ,  Q=10 0 kvar  12  Photovoltaic cell  P=300 kW, I=10 A  24  Fuel cells  P=100 kW, U=12.66 kV  29  Constant speed t y pe  asynchronous m o tor   P=200 kW, s=0.033  PS ： P,Q  are  the a c tive power  and  rea c tive   power of DG re sp ecti vely ， I  is the rated   cur r e n t ， U  is the rated voltage, s is the slip  spe ed.                   The more of the numbe r  of powe r  qua lity moni tors  (PQM) in stall ed, the highe r of the   pre c isi on of the algo rithm in this pape r, but w hen the  mornito r ing p o ints re ach a certai n numb e r,   lo c a tion  acc u r a c y  w ill r eac h  the  limit  va lu e  ow ing to  th e in tr ins i c ch ar ac te ris t ics  o f  p o we r   distrib u tion f eede rs. A s  a  rule of thu m b, the insta llation point s sho u ld be  a b le to dete c t  the   variation s  of the voltage s a nd cu rr ents of  each fee der,  in this exam pl e, the node s at 2, 5, 11, 19 ,  28 we re in st alled the PQ  monitors. Whe n  the fault occurred  at the point whe r e a  DG  is  con n e c ted, the DG will be  cut off the network in st antly and the fault can b e  easily  located by the  PQ monito r, so this  kin d  of  faults  will be i gnored  i n  this pape r. Be ca use  the o pera t ion of DG i s   at  rand om, therefore the no rmal ope ratio n  data of  the netwo rk  wi th DG or wit hout sh ould  be   recorded a n d  transmitted t o  the databa se for  st ora g e . Here, the load mod e l used for sim u lat i on  is the com p rehen sive loa d  model a s  depi cted in  section 3.2. T he most co mmon faults are  singl e-p h a s e d  at site,  so  in this  pap er,  only si ngle - pha se fault s   are  simul a te d and  an alyzed.  Assu me that  a fault occu rre d at node  25 fo r pha se A, the transition  re sist ance is 2 , the   duratio n time  is 0.2s, the result s of the volt age sa gs  at nearby no des a r e  cal c u l ated and  sho w n  in Figure 4, the results  comparison betwee n esti mation and  simulation(obtained by PSS/E  softwa r e )  is li sted in Tabl e 2.             0. 0   0. 4   0. 8   1. 2   0   1   2   3   4 t/ s   V/ p u   5 n o de 29   no d e 7   n o de 24   n o de 25     Figure 4. Cal c ulatio n Re su lt of Voltage Sag  Table 2. Co m pari s on An alysis of the Results  of Voltages S ag at 1.2s  nodes  estmation values /pu  simulation values /pu  29 0.75  0.74  14 0.53  0.52  25 0.02  0.01  7 0.41  0.42        Acco rdi ng to  Figure 4 a nd  Table 2 ， th e  magnitud e  of  the voltage  sag at no de 2 5  is the  large s t, the  ot her no des’   si mulation  and   analysi s   re sul t s of th e volta ge  sag  a r e  ro ughly the  sa me   as the e s timated re sults  of the algorit hm, wh ich shows the voltage sa g an alysis mo del  is  confo r me d to the actual si tuations.   (PS: the estimate d values a r e cal c ulate d  according to th e  algorithm, yet the s i mulation val ues  are  obtained by PSS/E s o ftware).   Whe n  the fa ult occurre d   at node  28, the DG’ b r ea ker at no de  29 tripp ed of f, which   indicated tha t  the faulted  point whi c h i s  too cl o s e to DG install a tion position  may affect the   operation of t he DG. Fu rth e r a s sume th at faults  o c cu r at othe r n o d e s, data b a s e  of voltage sa g is  built up  by  co llecting  the v a lue s  of volta ge  sag  throu gh the  po we r quality m onit o r  after  33-no de  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Fault Locatio n of Distrib u tion  Net w ork Containin g  Dist ributed G ene rations (Zou B i -ch ang )  5915 failure  is sim u lated .Still a s sume  that n ode  25  oc cu rs a   sho r t ci rcuit fault, com pare  the  re al-time  acq u isitio n of the powe r  q uality monitor of voltage sag s  with th e voltage sa g grou ps in t h e   databa se a n d  make the  correlation m a tching de gre e  ca lcul ation, the result is sh own in Fig u re  5.        0. 0   0. 4   0. 8   5 15 25 t/ s md / p u       Figure 5. Matchin g  De gre e  Result at No de 20 when F ault    The Figu re 5 sho w s that the cal c ulation  corr el ation m a tchin g  deg re e at node 25 is 0.98,    most cl ose to  1, so by the  matchin g  re sults  ,the nod e  25 ca n be in ferre d a s  the  point of failure,  whic h is   c o nsis tent with the fac t s .       4. Applicabilit y  Anal y s is  on the Algorithm  4.1. Influenc e of the L o a d  Model on the Algorith m   Environme n tal facto r s,  lo ad flu c tuatio n, DG  a c cess a nd  exit, distributio n tra n sformer  con n e c tion m ode,  a nd so  on will  affe ct the  fault  l o cation  re sults.in   orde r to  verif y  the al gorith m   has better applicability and robustness, l e t’s take  IEE E 33 node  system as  an ex ample,  selecti n g   different loa d  model, tra n sition resi st ance, DG in terco nne ction  and exit   to  evaluate the  algorithm’ applicability in this paper.   The me ntion ed loa d  mod e l  in se ction  2  is comp reh e n s ive loa d  mo del (CLM ), th e model  has reflected  the field  operation more accurately, i n   order to illustrate thi s , we use  the const ant  impeda nce lo ad model  (CI L D) to an alyze and compa r e. The model  is as follo ws:    2 0 0 () U SS U                                                                        (8)       Whe r e  S 0  is the rated  com p lex power,  S  is the power  of the con s ta nt impedan ce  load model.   Let a  si ngle - pha se fa ult  occur at  nod e 25  ,the fa ult location  result s u nde r two  loa d   model s are shown in Figu re 6.        0. 3   0. 5   0. 7   10 20 30 No d e   Md   0   0. 9   CI L M CL M     Figure 6. Fau l t Location  Re sult with Diffe rent Loa d Mo del       Acco rdi ng to  Figure 6, the  value of the  matchin g  de gree  (Md )  d r ops  a little when the   con s tant i m p edan ce  loa d   model  (CILM )  i s  u s e d  ,b ut it do es not  a ffect the  dete r minatio n of  the  fault location  result, since the matchi ng  degree at no de 25 is  still the bigg est.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 12, No. 8, August 2014:  591 0 –  5917   5916 4.2. Influenc e of the Tr an sition Re sistance   Setting the transitio n resi stance  as 0.1, 2,15,200   respectively, still let a phase A fault  occur at nod e 25,by simul a tion analysi s , the loca tion  result s unde r 4 circum sta n ce s are sho w n   in Figure 7.         No d e 0. 3   0. 5   0. 7   0. 9   0   10 20 30 Md   0. 1   2  15  200       Figure 7. Fau l t Location  Re sult with  Diffe rent Tran sition Re sista n ce     Acco rdi ng to Figure 7, wh en a fault occurrs , the co rrelation m a tching de gre e s vary a   little with different tran sition  resi stan ce o w ing to  the variation of the  fault  currents, of course, the   existen c e of  DG i s  su re to  cau s e  som e  influenc e on  the fault cu rrents, ho weve r, no matter t he  transitio n re sistan ce i s  la rge o r  small,  it  does n o t affect the correlation m a tchin g  deg ree  analysi s , so t he algo rithm  has  stron g e r  ability to  resist the influence of transition  resi stan ce s.     4.3. Influenc e of the  DG’  Conn ection   If the fault occurre d  at nod e 25, shift the DG  fro m  nod e 29 to no de  26, the fault locatio n   result is sh own in Figure 8.         0. 0   0. 4   0. 8   5 15 25 No d e Md       Figure 8. Fau l t Location  Re sult  wh en DG  in and out the Network      Acco rdi ng to  the figure, whe n  the DG is  discon n e cted fro m  the network, the fault  locatio n  re sul t  is out of question; wh en the DG i s  con necte d, owin g to the DG’s voltage supp ort,   the voltage sag magnitu de  at node 26 is relatively sm aller, so the  correlation mat c hin g  deg ree  at  25 is sli ghtly redu ced, yet it does  n o t affect the fault location result.  If the ob serve d  an d me asured voltag e da ta is mi ssed  o r  failed  to b e   received fo r v a riou s  rea s on s, a n   alternative m e thod of  addi ng fault  cu rre nt inform atio n a s  a  com p ensation  crite r ion   can b e  used  to prevent misjud gme n t, i.e whether  the fault curre nt is co ntinuou s or n o t is  con s id ere d  a s  the j udgm ent criterio n  .When   only  a si ngle fa ult occu rs  at a feed er, t he  discontin uou s current zone  is definitely the fault zone [ 22].      5. Conclusio n   A new fault l o catio n  al gori t hm is propo sed   by u s in g  co rrelation   matchin g  d e g r ee  and   voltage sa g cha r a c teri stics in a com p l e x distri butio n netwo rk  co ntaining  seve ral DG s in this  pape r. The  key factor th at affects th e a l gorithm  i s  th e accu ra cy a nd complete n e ss of the  no de  voltage  sa g databa se whi c h can  b e   g uara n teed by  repe atedly simulation s. If the power fl ow  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Fault Locatio n of Distrib u tion  Net w ork Containin g  Dist ributed G ene rations (Zou B i -ch ang )  5917 cal c ulation is more  accu rate, DGs’  connection and exit will not  affect the accuracy of the fault  locatio n . As the intelligent  distrib u tion n e twork is  fu rther imp r oved , DGs will b e  reali z ed the t r ue   sen s e  of "plu g and  play", yet this will  al so in crea se t he complexit y  of fault loca tion, the met hod  in this pape r can p r ovide referen c e fo r intelligent  dist ribution n e twork fault lo cat i on. In addition,  how to a c hi eve the optimal  allocation of intelligent  mo nitors i n  order to make the  config uratio n  of  the monito rin g  point s are smallest b u t wi th hi gh me asurem ent re du ndan cy, is a n  urge nt nee d  for  further study.      Referen ces   [1]  Z hou W e i, Z hang Ya o, Xia  Che ngj un, et al ． Effect of distribute d  ge ne ration o n  rel a y protection  of   distrib u ted s y stem ． Pow e r System Protecti o n  and C ontro l . 201 0; 38(3): 1- 5(in C h in ese).   [2]  Hele n Ch eun g,  Haml yn A, Lin W ang, et al.  Netw ork-integ r ated ad aptiv e   protection for  feeders w i th  d i stri bu te d  ge ne ra ti on .  IEEE Po w e r and Energy  Soci et y  M eeting–Conv er sion and Deliv er y   of Electrical  Energ y  i n  the 2 1 st  Centur y, Pittsburg h , USA. 2008; 1-8.    [3]  Z hang Z h ao. Gener al matri x  a l gorit hm for dis t ributio n s y st e m  fault locati ng .  Electric Power Automatio n   Equi p m ent . 20 05; 25(5): 4 0 -4 3(in C h in ese).   [4]  Z hong Xia o  C h en, Ke  Cu i,  Xi ngYu  Ch en, Y anF an g  L i . Di stributio n n e t w ork fault  di agn osis meth o d   base d  on  gra nul ar comp utin g-BP.  T e lko m nika-In don esi a n Jour nal  of Electrical E n g i neer ing.  20 13 ;  11(3): 11 81- 11 88.   [5] Don g   Ha i y in g .  Substatio n  fa ult di agn osis  base d  o n  tim e  seq u e n ce f u zz y   petri  net .  T e lkomnik a   Indon esi an Jou r nal of Electric al Eng i ne eri ng.  2013; 1 1 (9): 4 861- 487 0.   [6]  Z hao Y an, H u   Xu eh ao. Imp a c t s of distri bute d  g ener atio n o n  d i stribut i on s y stem v o lta ge  sags ． Pow e r   System  Technology . 200 8; 32(14): 5-9( in C h in ese).   [7]  Lee  SJ, C hoi   MS, Kang  SH,  et a l . An  i n tell i gent  an d  effici ent fa ult l o cati on  an d d i a gno sis sch eme f o r   radi al distri buti on s y stems.  IEEE Trans on Power Deliv ery . 200 4; 19(2): 52 4-53 2.   [8]  Pereir a RAF ,  Silva LGW  da, K e zun o vic M, et al.  Improved f ault loc a tio n  on  distributi on fe eders b a se d   on matchi ng d u rin g -fault volt age sa gs . IEEE Trans on Power Delivery . 2 009; 24( 2): 852 -862.    [9]  Pereir a RAF ,  S ilva  LGW  da, K e zun o vic M,  et  al.  L o catio n   of  singl e-l i ne-to- g roun d fau l ts o n  distrib u tio n   feeders us in g voltag e meas u r ements . T he  Latin Amer ica  T r ansmissi on  and D i stributi o n Confer enc e.   Carac a s, Vene zuel a. 200 6; 15-18.   [10]  Dai Sh ua ng yi n ,  Han Min x iao,  Yan W enl i. Voltag e sag  ass e ssment for di stri butio n net w o rk contai ni n g   d i stri bu te d  ge ne ra ti on .  Power System  Technology . 201 1; 35(7): 145- 14 9(i n  Chi nese).   [11]  W on DJ, C hun g IY, Kim JM, e t  al. A n e w   alg o rithm to  locat e  po w e r- qua lit y event s ourc e   w i t h  im prove d   realiz atio n of di stribut ed mo nit o rin g  scheme.  IEEE Trans on Power Deliv ery . 2006; 21( 3): 1641- 164 6.   [12]  Li Se n, Son g   Guobi ng, Ka ng   Xi ao nin g , et a l . T i me-domain  fault li ne s e le ction b a se d o n  correl a ti o n   ana l y sis in n e u t ral ind i rect gro und s y stem.  Pow e r System P r otection a nd C ontrol . 20 08; 3 6 (13): 15- 19.   [13]  Mao Pe ng, Du an Yu qia n , Jia ng Na.   A corr e l atio n an al ysis  base d  metho d  to detect fault y  l i ne  un de r   singl e p has e to gro und fa ult  occurred  in  d i stributi on n e tw o r k  w i th sm a ll curre nt ne utral gro u n d in g.   Pow e r System  T e chno logy.  2 004; 28( 2): 36- 39(i n  Chi nes e).  [14]  Hou  Xin g u o , W u   Z hen gg uo,  Xia   Li,   et al.  Stator w i ndi ng  fault  di agn osi s  metho d   of i n ductio n   motor   base d  on co he rence a nalys is . Proceed in gs o f  the CSEE. 2005; 25(4): 8 3 -8 6(in C h in ese).   [15]  Xi ao- xi na ng nin .  Po w e r Qualit y Anal ysis a nd  C ontro l. Beiji ng : China El ectric  Po w e r Press. 200 4 ．   [16]  Li Ya n, Yu  Xi n m ei, Xio ng  Xi n y i n , et al.  A su rvey on c a lcu l a t ion a nd a n a l y s is metho d s of  voltag e sag .  Pow e r System  T e chno logy . 2 004; 28( 14): 74 -78(in C h i nese ) .  [17]  Lü H u , Z hong  Min x iu, W a n g   Lipi ng, et a l .   L o catio n  al gorit hm usin g sam p les s y n c hro n i z ed b y  GPS fo r   EHV transmiss ion li ne.  Auto mation of Electri c  Pow e r Systems . 19 98; 22( 8 ) : 26-29(i n  Chi nese).   [18]  W ang J i an xun,  Li u Qu nfang,   Liu  Hu iji n.   F a st  an d  direct  po w e r fl o w   alg o ri thm for d i stribu tion  net w o r k   w i t h  distri buted  gener atio n.  Electric Power Au tomation Equipment . 201 1; 3 1 (2): 17-2 1 (in  Chin ese).   [19]  Ding M i n g , Guo Xuefe ng.  T h r ee-p hase  pow er flow  for the w eakly mesh e d  distrib u tio n  n e tw ork w i th the  d i stri bu te d  ge ne ra ti on . Procee din g s of the C SEE. 2009;  9(1 3 ): 35-40 (i n C h in ese).   [20] Z hang- bo.  T h e  Extraction of t he Ei genv al ue  of the Vo lta ge  Sag a nd th e D i sturba nce An a l ysis . China  electric p o w e r r e searc h  institut e, Beiji ng. 20 0 4 .  [21]  Baran  ME, W u  F F .  Net w ork  Rec onfig urati on  in   Distrib uti on S y stems  fo r Loss  Re ducti on  an d L o a d   Bala ncin g.  IEEE Trans on Power Delivery.  1 989; 4(2): 1 401 -140 7.  [22]  Che n  Pe ng, T eng  Hu an, T e n g  F u sh en g. An  al gorit hm  for f ault  locati on  in  po w e r  distrib u tion  net w o r k   und er the c ond ition  of la ck  of fault inform atio n.  Autom a tion  of Electric Pow e r System s . 20 03;  27( 10) :   71-7 2  (in Ch in ese).     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.