基于小波神经网络的超高压输电线路行波测距保护研究

针对超高压输电线路的超高速保护而建立人工神经网络模型,将输电线路行波信息和高频暂态电流信号经小波变换数据预处理,并提取相关时域和频域特征值之后作为分布式神经网络的输入,以通过人工神经网络来准确识别线路故障类型、故障位置,为实现保护的超高速动作提供判据。     

一种配电线路单相接地故障测距算法

单相接地故障是配电线路发生几率最高的故障类型,快速、准确的故障定位对于维护配电线路的安全运行有重要意义。基于对称分量分解的原理,建立了线路分布参数模型,从单相接地的特点出发对测距判据进行了研究并构造了判据函数,提出了利用单侧信息的配电线路单相接地故障测距算法。大量的计算机仿真结果表明该算法对于单条线路和带分支的线路都是有效的,而且准确度与接地阻抗是否为纯阻性无关,非常适用于配电线路接地故障测距     

浅谈架空输电线路的防雷设计

随着国民经济的发展,电力的需求也成倍增长,而供电可靠性对经济发展起关键作用,因此对电网的可靠运行也就提出了更高的要求。雷击跳闸是电网运行中最大的威胁,占电网故障的70～90%。其中比较容易被雷击的是架空输电线路,因此加强架空线路的防雷和遏制雷击短路故障的影响范围,是输电线路设计中非常重要的部分。针对架空线路的两种雷击方式,提出了降低架空输电线路的接地电阻和提高线路本身耐雷水平的设计方法。     

输电线路雷击故障行波记录装置研究

详细介绍了输电线路雷击故障行波记录装置的组成与监测原理,结合现场的应用结果,指出该装置的监测结果可对输电线路跳闸原因的准确分析、雷击故障的原因识别等提供直接可靠的数据资源。     

输电线路自适应暂态计算模型

为了对故障后暂态全过程进行仿真分析,提出了基于暂态分量衰减过程的输电线路自适应仿真思想。根据频率参数误差分析,建立了模型自适应转换判据。应用面向对象技术将线路的行波模型、π型暂态模型、π型稳态模型和故障预处理模型相结合,实现了输电线路暂态自适应仿真计算。仿真实验结果表明:该模型完整地描述了输电线的暂态过程,不仅具有精度高和转换判据可靠等特点,而且减少计算时间一半以上。可用于电力系统过电压、短路故障、保护动态行为、暂态稳定以及交直流系统相互作用等问题的研究。     

柔性直流馈入下交流输电线路单端故障测距分析

柔性直流输电具有不同于交流输电和常规直流输电的运行原理和特性,随着柔性直流输电技术的应用,交流电力系统的故障特征可能发生显著变化,基于传统交流系统暂态故障特征量的故障测距面临挑战。为此,基于柔性直流输电的运行原理,分析了柔直交流侧故障时换流器的运行特性,推导了在换流器保护未启动、限流以及闭锁条件下柔直交流侧短路电流解析式,分析比较了柔直不同暂态运行状态下对输电线路单端故障测距的影响规律。结果表明,柔直馈入下交流输电线路单端故障测距受换流器交流侧电压跌落系数和换流器无功功率指令的影响,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了理论分析的正确性。     

基于DOST能量相对熵的配网单相接地故障选线方法

针对小电流接地故障中,不同类型配电线路故障特征频带能量分布不一致的情况,提出一种基于离散正交S变换与能量相对熵的故障选线方法。首先提取各线路故障后首半个工频周波的暂态零序电流,利用离散正交S变换计算暂态零序电流各频带的变换系数及各频带暂态能量,结合能量相对熵对两个波形细微区别的识别能力,分别获取各线路在不同频带的能量相对熵,并综合得到每条线路的综合能量相对熵,据此熵值大小进行故障选线。Matlab仿真表明该方法不受接地电阻、故障初始角、故障距离等条件的影响,在间歇性电弧故障时仍然可准确实现线-缆混合线路单相接地故障选线。     

一种混合双极直流输电线路保护新原理

应用故障网络分析方法,研究了混合双极直流输电线路可能发生的各种短路故障类型,并进行了故障特性分析。根据分析结果发现:当直流输电线路发生区内故障时,整流侧与逆变侧的暂态电压和暂态电流夹角的余弦值相同;当直流输电线路区外(整流侧或逆变侧)发生故障时,整流侧与逆变侧的暂态电压和暂态电流夹角的余弦值相反。根据该故障特征,可实现区内、外故障的识别。利用小波变换提取暂态电压、电流分量。另外,故障极的暂态电压和电流的积的变化量远远大于正常极。根据此特征,进行故障选极。最后,通过电磁暂态仿真软件搭建电压不对称的混合双极直流输电系统仿真模型,对其直流输电线路设置不同故障进行仿真,利用MATLAB进行算法的验证,结果表明该保护新原理的正确性及故障选极是可行的。     

基于电压信息的 MMC 直流电网直流侧保护方案

针对柔性直流输电系统运行时线路发生短路故障,识别故障线路所在以及解决电网短路电流快 速上升产生的过能量难题,提出利用输电线两端加装电感的电压信息作为故障判据的线路保护方法。 该方 法利用短路发生后电流上升,使得电感感应电压的极性发生变化的原理确定故障线路并启动直流断路器,此 为主保护;主保护拒动时,启动后备保护,通过检测电感感应电压是否超过整定值以确定故障线路并断开,利 用设计的 BPI(Buffer Protection Identification)将线路中的过电流缓冲吸收以保护整个故障线路;在 PSCAD/ EMTDC 上搭建三端环状柔性直流输电系统,模拟线路发生单极短路、双极短路,仿真结果表明:线路发生故 障时,主保护可以快速识别故障线路所在并切开线路,提高了故障识别的灵敏性,主保护拒动时,后备保护启 动识别故障线路,提高了线路整个保护方法的可靠性。     

基于暂态电流极性比较的输电线路保护原理的研究

本文主要研究基于暂态电流极性比较的单回输电线路保护原理的基础上,提出了基于单母多出线暂态电流极性比较的输电线路保护原理和基于暂态电流极性比较的双回线保护原理,在小波变换模极大值的基础上,研究了实现暂态电流极性比较保护的故障选相原理和实现该原理的程序方法。     

单相自动重合闸永久性故障识别新方法研究

提出一种识别高压输电线路单相接地故障类型的新方法.高压输电线发生单相接地故障,两侧断路器完全开断后,从线路首端检测线路对地电流,瞬时性故障时为很小的本线路电容电流;永久性故障时为较大的电磁耦合电流.通过检测故障线路对地电流的大小实现短路故障类型的判断.该方法可有效识别单相接地短路故障类型,有一定耐过渡阻抗影响的能力,仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于纵向阻抗的混合双极直流输电线路保护新原理

由于传统高压直流输电和柔性直流输电有各自的优缺点,为了充分发挥二者的优势,混合直流输电成为研究的热点。对由传统高压直流输电和柔性直流输电构成的混合双极直流输电线路的保护原理开展了研究,将阻抗的概念进行扩展延伸,提出了一种基于整流侧和逆变侧纵向阻抗的故障保护原理,利用PSCAD搭建仿真模型,利用MATLAB进行算法的仿真验证,该纵向阻抗是整流侧和逆变侧两端电压故障分量的差与电流故障分量的和的比值,利用纵向阻抗的幅值来区分区内外故障。区内故障时,纵向阻抗的幅值小于该极线路全长总阻抗;区外故障时,纵向阻抗的幅值大于该极线路全长总阻抗。该保护可以自行实现故障选极,故障极的纵向阻抗幅值小于整定值,非故障极的纵向阻抗幅值大于整定值。大量的仿真结果验证了所提保护原理的正确性,并可以实现故障选极。     

500kV同杆双回输电线路耐雷性能分析

为了减少线路走廊占地，采用同杆架设双回输电线路将成为500kV主干网架的发展趋势，利用电磁暂态计算程序(EMTP)、击距法对500kV同杆双回输电线路耐雷性能进行研究。在分析反击耐雷性能时，考虑雷击塔顶时导线上交流周期电压的随机性，提出利用统计法分析，通过计算得到雷击塔顶导线上交流周期电压值不同时。线路的耐雷水平相差较大。在分析绕击耐雷性能时，充分考虑了风速的影响因素，对击距法进行了改进，并通过编程计算得到风速对保护角和绕击率都有影响的结论。     

500kV变电站雷电侵入波研究

将５００ｋＶ变电站和进线段结合起来,考虑绝缘子串冲击伏秒特性、进线段冲击电晕和杆塔冲击接地电阻等影响因素,分远区及近区落雷,采用国际通用的电磁暂态计算程序（ＥＭＴＰ）对５００ｋＶ变电站的雷电侵入滤过电压进行了研究。研究表明将５００ｋＶ变电站和进线段结合起来更接近实际情况进线段诸因素对变电侵入波过电压的大小有较大影响。     

基于VMD-SSA和多频段Hilbert能量的高压直流输电线路单端量保护方法

高压直流(high voltage direct current, HVDC)输电线路对故障暂态电压信号大多数频段都具有衰减作用,而HVDC的物理边界对高频分量会产生较强的衰减作用,对低频分量会产生一定的放大作用。根据上述特征,提出了一种基于变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)-麻雀搜索算法(sparrow search algorithm, SSA)和多频段希尔伯特(Hilbert)能量幅值的高压直流输电线路单端量保护方法。利用SSA对VMD参数进行优化后,对故障暂态电压信号进行分解,然后对分解后的各个内涵模态分量(intrinsic mode functions, IMF)进行Hilbert变换求取其200～1 200 Hz低频段和8～12 kHz高频段的Hilbert能量,利用低频段和高频段Hilbert能量之比构造故障区段识别保护判据,通过正极和负极其高低频段Hilbert能量和之比来判断故障极。仿真实验证明,所提出的方法能够有效避免利用经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)故障信号时...     

基于暂态分量的配电网单相接地故障选线新方法

在对目前应用小波变换技术进行配电网单相接地选线方法综合分析的基础上，提出了一种基于最小瞬时零序功率的选线新方法。通过分析配电网单相接地故障的暂态过程，给出了配电网单相接地故障时零序电压和各条线路的零序电流的瞬时表达式，定义了瞬时零序功率并将其作为故障选线特征量。结合配电网单相接地故障的大量仿真分析，应用小波包将零序电流和零序电压暂态信号逐层剥离，提取最大分量的信号频段为特征频段；根据各线路特征频带的零序电流、零序电压计算每条线路的瞬时零序功率，在短路第1个周期内，具有最小瞬时零序功率的线路为故障线路。仿真分析结果表明，该选线方法对中性点不接地和中性点经消弧线圈接地配电网都适用，而且不受短路时刻、线路长度的影响，抗电弧过渡电阻能力强。     

基于融合模型的单相接地故障类型辨识方法

在中国6~66 kV的中低压配电网中,单相接地故障约占配电网故障总数的80%。由于发生单相接地故障时仅由系统的对地电容引起很小的接地故障电流,故障特征不明显,并且不同类型的单相接地故障之间的特征区分度不高,造成了对其类型辨识的难度增大。对此,提出了一种融合特征分解和深度学习思想的单相接地故障类型辨识方法。首先,基于希尔伯特黄变换（HHT,hilbert-huang transform）对配电网采集到的故障录波数据进行初步处理,使不同故障类型间的区分度更高;其次设计深度学习模型ResNet18学习故障事件的复杂非线性特征,从而辨识出故障类型结果。通过国内某真型试验场采集到的录波数据进行验证,证明了本文提出的综合辨识方法能准确识别出多种单相接地故障类型,可为后续制定有针对性的故障处理措施提供可靠依据。     

一种混合双端直流输电线路暂态保护方案

为保证混合双端型高压直流输电系统安全运行,论文分析了混合双端直流输电线路两端边界元件的幅频特性。根据区内外故障下线路暂态电压瞬时能量差值的不同特征,利用改进局部均值分解方法（local mean decomposition,LMD）来提取故障分量,论文提出了一种基于改进型LMD分解的直流线路暂态保护方法。该方法有效降低了经典LMD分解在处理直流故障信号时的端点效应和滑动误差对仿真数据的影响。最后利用PSCAD仿真软件搭建了LCC-MMC混合双端型高压直流输电线路仿真模型,利用该仿真模型输出直流输电线路区内和区外故障仿真结果。并利用Matlab对故障数据进行处理,进行了算法仿真。仿真结果表明暂态电压信号的瞬时能量值在区内故障状态下明显高于区外故障和无故障状态。仿真结果验证了所提保护方法的正确性。该方法能够快速可靠的实现故障判别,具有较强的实用性。     

先导发展模型法特高压输电线路雷电绕击分析

随着电压等级的升高,由雷电绕击而引起的线路跳闸事故所占比例越来越大。为准确评价线路的绕击耐雷性能,考虑先导发展随机性,建立了输电线路雷屏蔽性能的雷击仿真模型。模型仿真结果算得的对地击距与IEEE推荐的击距公式一致,绕击概率与雷击模拟实验结果相符,证实了模型的可信性。应用该仿真模型对特高压输电线路绕击屏蔽性能进行了评估。     

基于地闪定位资料的雷暴识别

TITAN算法常用于对雷达体扫资料进行雷暴识别与追踪;但使用的雷达体扫资料成本较高,相比之下地闪定位资料成本较低且易于获得。因此,将TITAN算法运用到地闪定位资料中,探索TITAN算法对地闪定位资料的适用性以及在TITAN算法中地闪定位资料能否取代雷达资料。利用山西省一次雷暴活动过程地闪定位资料,使用TITAN算法对雷暴能够进行了很好地识别;且得出算法阈值选取的大小会影响雷暴的识别。