一种非对称输电线路参数的在线测量方法

针对输电线路参数在线测量方法存在不能对线路导纳参数及非对称输电线路参数进行测量的问题,提出了一种基于输电线路∏型模型的非对称输电线路参数在线测量新方法。该方法首先根据三相非对称输电线路的∏型模型,建立起线路参数计算的电路方程,然后针对该线路参数计算方程的欠定性,提出了一种独特的欠定方程求解方法。该方法通过对输电线路两端电压和电流进行多次测量,建立求解线路导纳参数的超定方程,应用复数域内的最小二乘法,推导出导纳参数的计算公式,并利用导纳参数,推导出线路阻抗参数计算公式。仿真结果表明,线路零序阻抗及导纳模误差分别为-0.011%、-0.119%,正序阻抗及导纳模误差分别为-0.005 1%、0.064%,远小于实际工程误差要求。该方法不仅可以求得输电线路的阻抗与导纳参数,以及线路的正序、负序、零序以及各序间的耦合参数,解决了线路参数在线测量法不能求解导纳及非对称线路参数的问题,还具有很高的计算精度,可为三相非对称输电线路参数的在线测量提供理论依据。     

行波波头的参数识别方法在高压直流输电系统中的应用

为了提高识别电压源换流器型高压直流输电(VSC-HVDC)系统中的行波波头的可靠性,提出了一种行波波头的参数识别方法。根据VSC-HVDC系统零模网络的分析结果,直流线路两端的系统可以等效为电容,利用保护安装处测得的零模电压和零模电流可以计算零模识别电容。当直流线路发生故障后,零模识别电容会在行波波头到达线路两端的时刻突变至等效电容,因此可以根据零模识别电容的突变时刻确定行波波头的到达时刻。仿真结果表明:对于全长为100km的线路,采用行波波头的参数识别方法,故障定位的绝对误差小于200m,说明该方法具有较高的识别精度。与传统的行波波头识别方法相比,文中方法的优势在于能够始终可靠识别VSC-HVDC系统中行波波头的到达时刻,不受电气量波形渐变和输电线路参数频变的影响,且适用于高阻接地故障,能够应用于VSC-HVDC直流线路区内接地故障的定位,因此具有一定的理论和实用价值。     

基于主频零序功率的配电网故障选线新方法

在复杂的小电流接地系统发生单相接地故障时,现有的利用相关性选线的方法有时因判据裕度不足而产生误判.针对裕度不足的问题,本文提出了基于主频零序功率的配电网故障选线方法,其以主频零序功率作为特征量来选线,计算出各馈线所对应的主频零序功率综合相关系数,其中故障线路综合相关系数小于零,而健全线路综合相关系数大于零.大量仿真结果表明,此方法在一定程度上提高了选线判据裕度和选线准确率,且不受合闸角和故障电阻的影响.     

双端带并联电抗器的输电线路纵联保护

提出了一种基于参数识别的双端带并联电抗器的输电线路纵联保护原理.在故障附加状态网络的基础上,为内部故障和外部故障建立了具有相同形式的电感模型.利用参数识别的原理求取模型中的电感参数,并计算其对应感抗.内部故障时,它反映两端的系统感抗,为一个较小的负数;外部故障时,它反映并联电抗器的感抗,是一个较大的正数.根据所得感抗的符号和大小来区分内部故障和外部故障.该原理采用了基于线路π模型的解微分方程算法,不受非周期分量和过渡电阻的影响,整定简单.EMTP和动模实验数据仿真验证了该方法的有效性.     

全频带小波能量相对熵的小电流接地系统故障选线

为了提高小电流接地系统中故障选线方法的精度和鲁棒性,在详细分析系统暂态零序网络故障特征后,提出基于全频带小波能量相对熵的小电流接地系统故障选线方法.利用小波变换技术对信号特征的放大作用以及小波相对熵对信号细微差别的超强辨识能力,首先对各条线路故障后零序电流的一个周波采样数据进行小波多尺度分解,并对分解后的小波系数进行单支重构;然后利用单支重构后的系数计算各条线路在各个频带下的小波能量权重系数,构造出各条线路的全频带小波能量相对熵矩阵;最后比较小波能量综合相对熵值的大小进行故障线路选择.在仿真模型中随机设置不同的故障位置、故障角、过渡电阻、电弧接地等参数,仿真选线正确率达到100%.理论分析和大量的仿真结果表明,该故障选线方法具有很强的适应性,能够在各种情况下实现正确选线.     

基于模型识别的平行线路零序方向元件

分析指出,平行线路区内故障时的零序电源可等效为一个位于区内的电压源,零序电路符合电感模型,线路区外故障时的零序电源则可等效为一区内电压源和一区外电压源的叠加,零序电路不再满足电感模型.所以区内故障时,电感模型误差很小,区外故障时,电感模型误差很大.通过计算模型误差,结合传统的零序方向元件,提出了一种基于模型识别的平行线路零序方向元件的新原理,能够有效防止区外故障时的保护误动,当本线内部故障时,保护的灵敏度随动作时间自适应提高,可以快速动作切除故障.理论分析和EMTP仿真实验表明,新原理利用全部故障暂态信息,在时域中计算而无需滤波,区内故障时保护动作灵敏,区外故障时保护则快速闭锁,可靠性很高.     

利用最小二乘拟合算法的三相重合闸永久性故障判别

为解决单相接地永久性故障判别灵敏度不足的问题,提出采用并联电抗器零模电流不同频率分量比值特征的三相自适应重合闸故障性质判别方法.通过分析单相接地故障时的并联电抗器零模电流,发现不同故障性质情况下其自由振荡频率不同,据此建立了包含衰减非周期分量及不同自由振荡频率分量的并联电抗器零模电流识别模型.当输电线路发生故障且两侧断路器跳开后,将并联电抗器零模电流作为已知量,利用最小二乘拟合算法求取其不同频率分量的幅值,根据各频率分量电流幅值对比关系实现永久性故障判别.EMTP仿真表明,该方法适用于单端及双端带并联电抗器线路,且不受过渡电阻、故障位置的影响,灵敏度高.     

中性点非有效接地系统单相接地故障仿真分析

为了提取小电流接地系统单相接地时故障线路和非故障线路的零模暂态能量值,利用电磁暂态程序ATP建立了仿真模型,借助Matlab程序设计得到了相应的零模暂态能量值.同时综合考虑不同接地过渡电阻、不同故障距离、不同故障初相角以及间歇性接地故障等多个因素,对小电流接地系统的单相接地故障进行了大量仿真.仿真分析结果表明:基于零模暂态能量的故障选线方法检测灵敏度高,不仅适用于中性点不接地系统,而且适用于中性点经消弧线圈接地系统及间歇性接地故障.     

利用双端电气量的高压长线故障测距算法

输电线路故障定位一直是电力系统急需解决的难题。传统的测距方法都是基于线路一侧电压电流的单端测距方法 ,测距精度受过渡电阻的影响很大。提出的故障定位算法利用故障后线路两端同步的电压电流量 ,完全克服了过渡电阻的影响。算法推导采用了分布参数的线路模型和基于行波的传播规律 ,克服了一些算法由于忽略线路电容而给测距带来的误差 ,对高压长距离输电线路完全适用。数值仿真结果的最大定位误差小于 1 %。     

识别模型参数的电压源换流器型直流输电线路纵联保护

针对电压源换流器型直流(VSC-HVDC)输电线路主保护耐过渡电阻能力差、后备保护动作速度慢的问题,提出了一种识别模型参数的VSC-HVDC输电线路纵联保护新原理.该原理将区外故障等效为正的电容模型,区内故障等效为负的电容模型.对于电压等级为±60 kV、电缆线路长为300 km的VSC-HVDC仿真模型,发生区外故障时,识别出的线路对地电容约为80μF;发生区内故障时,识别出的并联电容负值约为-1 000μF.通过判别识别出的电容值的正负,即可区分区内和区外故障.结果表明,该原理不受过渡电阻、线路分布电容和控制方式的影响,灵敏度较高,在各种工况下均能在发生故障后10 ms内准确区分区内和区外故障,具有一定的实用价值.