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。     

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.     

一种±500kV混合双极高压直流输电线路保护的新方法

针对混合高压直流输电线路距离长、故障率高的问题,提出了一种适用于±500kV的混合直流输电线路的保护方法。根据混合双极高压直流输电线路边界元件两侧的信号高低频能量不同,同时考虑到故障类型以及过渡电阻对诊断结果的影响,构造了有功功率故障分量的暂态能量比值的保护方法。该方法利用小波包变换对有功功率故障分量分解,得到各节点暂态能量;利用正、负极能量比值的大小区分区内、外故障,根据正、负极能量比值的差值区分单、双极故障,并利用正、负极部分频带能量和进行故障选极。采用电磁仿真软件PSCAD/EMTDC搭建±500kV混合双极高压直流输电系统仿真模型,并利用MATLAB结合保护判据进行保护算法的仿真验证,结果表明:所提方法耐过渡电阻能力高,数据采集时间窗为3ms,在不同的工况下都可以快速、准确识别区内外故障,并具有故障选极功能。     

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。     

探讨高压直流输电线路的保护

现代社会,能源已经成为驱动人类社会向前发展的不竭动力。大到工业农业生产,小到平常百姓的日常生活都离不开能源的供应。尤其是在倡导环境友好型社会和科学发展观的经济发展大背景下,我们的社会正急切需要电力系统源源不断的提供清洁高效的能源资源,为我们的生活生产带来诸多需要的便利。作为可再生的二次能源,电力因为自己清洁无污染的特点已逐渐成为社会能源的主动脉,社会各个领域正常的活动已经离不开电力的稳定供应,电力的快速输送和高效保护工作对于保证社会正常生产生活工作来说至关重要。就高压直流输电线路的相关保护工作进行了一定的探讨。     

输电线路行波电流极性比较式纵联保护方案研究

提出利用高压输电线路暂态行波电流与电容式电压互感器高压侧暂态行波电流的行波纵联保护方案．对暂态行波电流的α模量求取小波变换模极大值以确定极性．比较测量端主电路及电容器分支电路暂态行波电流的初始极性,以判断行波浪涌方向;并通过交换线路两端的故障方向信息识别线路内部故障．分析了该行波电流极性比较式保护方案的影响因素．ATP仿真表明保护方案切实可行,具有较强的实用性．     

基于Shannon熵的高压直流输电线路单端电气量保护

综合考虑高压直流输电线路保护对于可靠性和快速性的要求,提出一种基于Shannon熵的直流线路单端量保护方法。研究发现,由于线路边界元件所具有的对特征谐波的滤波特性,导致保护安装处的暂态电流特征频带信号在直流线路区内和区外故障时存在着显著的差异性。利用切比雪夫滤波器获取频带电流,通过求取其熵值的方法提取电气量特征,实现区内外故障的快速有效识别,并利用暂态电流变化特征实现故障的选极。通过在PSCAD/EMTDC和MATLAB平台进行故障仿真及数据处理,结果表明,所提方法能可靠、快速地识别出故障区段和故障极,保护动作性能好,采样率要求低,原理简单,实用性强。     

基于FastICA的高压直流输电线路故障测距方法

提出了采用快速独立分量分析(FastICA)的高压直流输电线路(HVDC)单端行波故障测距方法。利用FastICA算法对故障后的直流输电线路电流信号进行处理,分离出电流行波特征信号,检测初始行波波头与第二个行波波头到达测量点的时间,并判断这两个波头的极性关系,实现了故障测距。应用Matlab软件,建立了HVDC系统模型,对多种故障类型进行了故障测距仿真。结果表明,该方法可准确区分中点内外故障,正确有效。     

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。     

补偿线路分布电容电流的柔性直流配电网电流差动保护方法

针对系统接线方式和线路分布电容影响导致柔性直流配电网故障辨识困难的问题,在对传统电流差动保护在柔性直流配电网中的适用性分析基础上,利用线路贝瑞隆模型推得故障点电流与直流线路两端差电流之间的关系.进一步地,提出具有线路分布电容电流补偿的新型电流差动保护方案,解决对称单极接线方式下故障特征微弱、分布电容电流影响大带来的故障辨识难题.最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,建立柔性直流配电网模型,通过仿真分析验证所提出的电流差动保护方案的可行性和适用性.     

一种模块化多电平直流输电线路单端保护原理

应用故障网络分析法,研究了模块化多电平高压直流输电线路可能发生的各种短路故障类型,并对其故障特性进行分析。分析结果表明:当发生正极故障时,两侧换流站正极、负极串联小电感电压的故障分量的极性均为负; 当发生负极故障时,串联小电感处电压的故障分量的极性均为正; 当发生双极故障时,正极、负极串联小电感处电压的故障分量的极性为一负一正,二者极性是相异。根据此特征,可以实现故障极的判别。另外,当发生单极区内故障时,正、负极串联小电感处,电压故障分量的变化速率不同; 当发生单极区外故障时,上述位置处,电压故障分量的变化速率都比较慢,几乎相同。若单极故障是正极区内故障,正极电压故障分量变化率要远大于负极的; 若是负极区内故障,则正极电压故障分量变化率要远小于负极的。当发生双极区内故障时,正、负极的电压故障分量的变化速率均很快,其极性为正极为负,负极为正,二者的极性是不同的。因此,根据一端换流站正、负极小电感电压的故障分量变化速率的快慢,可实现区内、外故障的识别。最后,用PSCAD搭建双端模块化多电平高压直流输电系统仿真模型。基于该模型,进行各种故障的仿真,用以产生故障数据,并用MATLAB对故障数据进行处理,对保护算法进行验证。仿真结果表明故障分析及保护原理的正确性和有效性。     

基于可拓工程的特高压直流输电线路故障类型甄别

±800 kV特高压直流输电线路故障类型的正确判别是国家电网安全稳定运行的重要保证。针对目前基于行波保护的装置在实际运行中存在的易拒动和易误动的问题,本文研究了基于暂态电压和暂态能量的两种暂态特性分析与故障类型甄别原理。然后在介绍可拓工程原理的基础上,应用可拓学中的物元模型将两种故障类型识别判据进行可拓融合,提出了用于区分输电线路发生单极接地故障、双极接地故障、非故障性雷击和故障性雷击四种暂态状况的识别判据。     

基于MATLAB/Simulink的高压直流输电系统的建模及仿真研究

分析了高压直流输电(HVDC)系统的结构和原理,建立了一个6脉冲桥HVDC系统模型并进行了仿真。     

基于模量传输时间差的直流线路双端故障测距

针对传统高压直流输电线路双端测距依赖高精度同步对时,对通信通道要求较高的问题,提出利用故障行波线模、零模分量在线路中的传输时差来计算故障距离的双端测距方法。该方法通过提取故障行波两种模态分量的暂态信息,检测两种模量分别到达线路两端处的时刻,利用两者的时间差实现故障定位,克服了因两端检测装置时钟不同步所引起的误差。对于线模零模波速难以确定的问题,利用数学方法结合仿真数据拟合出波速曲线,再通过多次迭代过程不断对行波波速和故障距离进行优化,最后得到更准确的行波模量波速和故障距离值。在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建系统仿真模型,模拟时间不同步、不同故障距离和过渡电阻情况下的输电线短路状况,通过分析仿真,结果表明该方法定位准确性高,耐过渡电阻能力强,且不受时间不同步影响,具有良好的稳定性。     

平行双回线路单回线不对称故障时提取故障分量的新方法

针对传统的只能在故障后2到3个周波提取故障分量的缺点,提出了单回线不对称故障在整个故障过程提取故障分量的新方法.该方法在平行双回线路的六序故障分量理论和单回线不对称故障复合序网图的基础上,根据同向网正、负序电流分布系数相等和反向网正、负序电流分布系数相等的特点,用正、负序电流反向量和负序电流同向量间接求得正序电流同向量的故障分量,进而合成得到每回线各相电流的故障分量.该方法不受负荷电流和电网参数波动的影响.PSASP和MATLAB仿真表明,通过该方法得到的故障分量同实际故障分量相同,而且可以长时间提取.     

HVDC互调谐波引起发电机次同步谐振的仿真

高压直流输电系统（HVDC）对三峡电站运行的影响一直是国内外广泛关注课题．在深入分析了三峡直流输电系统非特征谐波产生机理的基础上,研究了互调谐波对电站水轮发电机组轴系的影响．利用MATLAB仿真软件建立了考虑发电机组轴系的三峡交、直流混合输电系统的仿真模型．通过时域仿真的方法分析了直流输电系统在送、受两端电网频率不一致的情况下引起的互调谐波次相关分量对三峡电站水轮发电机组轴系的影响．最后利用频域复转矩系数法的计算结果进一步检验了时域仿真结果的正确性．     

电力系统模数混合试验系统

为了研究新型继电保护和各种探制设备，必须建立一种准确而有效的电力系统实时试验系统，文中讨论了电力系统动态模拟和实时数字仿真(RTDS)的建模、相似性、试验方法和有效性。基于两种试验系统的互补性，作者提出一种模数混合试验系统，在这种混合试验系统中可以进行电力系统控制设备和继电保护的各种性能试验与研究。