谈谈电力系统装设串补电容对继电保护的影响

高压输电线路的串联补偿电容可以大大缩短其联结的两电力系统间的电气距离,提高输电线路的输送功率及提高电力系统运行的稳定性,有重大的技术经济价值。它应用于长距离输电线路能够增加稳定裕度,改善联网负荷分配,提高线路潮流输送能力等。然而串补电容的投入或退出会改变线路的阻抗,影响基于阻抗特性原理的保护的正确测量;对继电保护的工作产生不利的影响。其中对距离保护的影响最甚,距离保护测量阻抗的大小与串补电容的大小和在线路上装设的位置有关。     

基于故障全量的输电线路纵联阻抗算法

提出了一种基于线路两端故障全量的输电线路纵联阻抗算法,在准确地总结基于故障分量纵联阻抗特性的基础上,充分地描述了在各种运行条件下负荷分量对计算结果的影响,确立了合理的保护动作定值.该算法不需专设保护启动元件,在系统运行的任何时刻,一旦计算结果小于保护动作定值,就可确定为区内故障,线路两端保护可协同动作;否则不论是否发生故障,保护都可靠不动.在电磁暂态程序（EMTP）中建立1 MV 500 km线路模型,使用兰州东至咸阳750 kV动模数据,进行了各种故障下的仿真.仿真结果表明,所提出的算法稳定可靠,抗过渡电阻能力较强,动作灵敏,具有自选相能力,能正确判断出上述各故障状态.     

同杆并架双回输电线路故障定位算法的研究

提出了同杆并架双回输电线路跨线故障定位的新算法，算法的故障定位精度不受故障点处过渡电阻，负荷潮流及远端电源内阻抗的影响，算法利用输电线路本地端的电压电流流数据估计故障距离，经EMTP仿真验证故障测距的误差小于1％。     

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。     

复杂大电网无功潮流的参数误差高敏性分析

由于超高压输电线路受所处地理环境、气候条件以及负荷水平等的影响,潮流建模时输电线路参数与真实值之间不可避免会存在误差。从线路的分布参数特性分析了线路参数的误差来源,针对电流流过输电线路时的电压降落和功率损耗,分析线路参数电阻、电抗、电纳的误差对两者的影响,进而扩大到对复杂大电网无功潮流和节点电压的影响。最后,以南方某省500 k V超高压电网为算例,进行潮流计算仿真分析。仿真结果表明了复杂大电网无功潮流对输电线路参数误差具有高敏性,结论对电网优化运行与控制具有重要的指导价值。     

基于首行波曲率半径的交直流互联电网交流输电线路单端量保护

交直流互联电网中逆变侧交流输电线路故障特征与纯交流系统具有较大的差异性,传统交流输电线路的保护方案已经不再适用于逆变侧交流输电线路.首先,基于逆变侧交流输电线路发生区内、外故障时拓扑结构的不同,分别推导了两种情况下线模故障分量电流首行波的表达式,理论上明确了交流输电线路在发生区内、外故障时首行波波形特征的差异性.其次,采用小波变换模极大值法和Levenberg-Marquardt算法提取首行波曲率半径,构造了利用首行波曲率半径进行故障区域识别的高可靠性单端量保护方案.最后,在PSCAD/EMTDC中搭建交直流互联电网模型,使用MATLAB对保护方案进行验证.仿真结果表明：所提保护方案快速有效,可靠性高,耐受过渡电阻的能力较强,具有良好的抗噪声能力.     

特高压长线路电容电流对距离保护的影响

特高压输电线路是全国统一电网的骨干网架．为保证其安全可靠运行,分析指出了特高压长线路的分布参数特性使传统距离保护的测量阻抗不与故障距离成正比．研究表明,线路空载运行条件下发生经高阻故障时短路电流相对偏小,而特高压输电线路电容电流大,因此线路电容电流可能影响阻抗元件出现超越或拒动问题．同时提出了特高压长线路距离保护的改进措施,理论分析与仿真测试验证了传统距离保护应用于特高压长线路时存在的缺陷,并证明了距离保护改进措施的有效性与可行性．     

基于概率输电介数的电网关键线路辨识

现有的关键线路辨识方法大多基于确定运行状态.考虑随机波动负荷的影响,提出基于概率输电介数的辨识方法.以概率潮流为研究基础,考虑负荷不确定性建立了半不变量概率潮流模型;考虑电网拓扑结构和运行状态提出改进功率传输分布因子的改进输电介数,将两方面结合构成概率输电介数用于辨识电网关键线路.在MATPOWER环境下对IEEE30节点系统进行仿真验证、分析,仿真结果证明了本方法的合理性和优越性.     

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。     

探讨黑启动过程中继电保护遇到的新问题

本文介绍了当一个庞大的电力系统发生崩溃后系统的恢复过程,从安全的角度出发,有必要制定地方性的黑启动计划,而在220kV及以上电压等级的电网中,输电线路的主保护为各种不同原理的纵联保护,并以零序电流和距离保护作为后备保护。黑启动过程中,线路保护会遇到一些特殊的问题。     

基于Matpower潮流算法的电力系统静态电压指标计算分析

基于输电线路PI型模型、线路功率传输模型以及两节点系统模型,依据方程有实数解的思想推导了输电线路以及节点的电压稳定性指标计算公式,并借助牛拉潮流计算过程中的潮流、电压以及相角等参数加以程序计算。对某地区220kV电网均值负荷以及峰值负荷下的系统稳定性进行计算,分析表明该指标能够很好的评估当前系统运行状态,筛选出系统中的薄弱运行环节。     

旁路代路风险分析及控制

当设备开关检修,采用旁路开关代路会对电网造成一定风险。结合广州电网的基本情况,对220kV主变变高或变中开关代路运行期间的风险进行分析,提出在220kV主变开关代路运行时,被代主变110kV侧所连母线上应保持有且仅有一台主变运行的风险控制措施。同时,通过对220kV输电线路代路过程及代路运行期间的风险进行风险,提出缩短线路后备保护时间的风险控制措施,并对后备保护时间定值的整定进行了说明。     

带串联补偿的输电线路纵联阻抗性能分析

在系统分析基于串联补偿电容器下输电线路纵联阻抗性能特点和阻值特征的基础上,特别在详细分析串联补偿电容器及其附属的金属氧化物变阻器(MOV)、放电间隙等不同的运行方式在纵联阻抗产生影响的前提下,确立了纵联保护的甄别方法.由于在串联补偿下输电线路分布电容和系统运行方式共同影响纵联阻抗的阻值,因此通过分析和计算才能确定是否需要补偿.一旦纵联阻抗幅值小于设定数值时,就可确定发生区内故障,保护将正确动作;否则,就断定在保护区内没有发生故障,保护将稳定不动.在EMTP软件的仿真中,建立了一条1 000 kV、500 km含工频串联补偿度为45%串联补偿电容器的特高压输电线路模型,进行了在各种故障下的仿真模拟,仿真结果验证了上述纵联阻抗及其算法在串联补偿环境下具有足够的稳定性和可靠性.     

统一潮流控制器串联移相调节仿真研究

统一潮流控制器（UPFC）具有综合控制电力系统基本参数的能力,能同时控制线路有功、无功、母线电压和线路阻抗,实现对输电系统的灵活快速控制。文中提出在甘肃电网存在功率阻塞的线路上装设UPFC后,能提高线路的输送容量,从而使电网变得更加柔性。仿真结果证实了本文的讨论和UPFC控制系统的有效性。     

基于绝对潮流的关键线路辨识方法

针对电力系统中关键线路辨识受系统的运行状态影响、很难快速准确地进行辨识的问题,结合电网实际潮流、绝对潮流、节点性质以及线路输电容量等因素,根据发电机支路功率分布因子、绝对潮流因子和线路权重因子,提出了基于加权绝对潮流因子来进行关键线路辨识。采用连续攻击后系统的切负荷量及全局效能函数对系统的脆弱性进行评估,经IEEE-39和IEEE-57节点系统算例对比了采用绝对潮流和潮流进行关键线路辨识的效果,验证了算法的有效性。结果表明,本文所提出的算法可以提高关键线路辨识的准确度和速度,对于指导电力系统规划和调度运行具有指导意义。     

考虑无功的电力信息物理系统关键线路辨识

线路中无功功率的分配改变,可能会影响关键线路的分布。文章以传输介数和改进的潮流转移熵为计算手段,同时考虑了有功和无功,以这些因素为基础提出了线路综合关键度。关键线路的断开使得电网的连通性变差,为维持系统稳定,电力系统需要切除部分负荷,故文章使用基于最优潮流的失负荷量验证辨识方法的准确性。将IEEE39节点系统作为物理电网模型,计算得出关键线路排序。并从信息系统攻击使得电网线路发生故障,采用基于最优潮流的失负荷量验证上述算法的有效性。结果表明线路综合关键度可以较为准确地辨识出关键线路。     

某220k V变电站#3主变及110kV甲乙线保护分析报告

在某次恶劣天气强送线路过程中,由于带着失压站全站负荷,导致线路主保护未动作,且因线路短路较轻微且复杂,最终线路后备保护亦未动作,由两套主变后备保护中的一套动作切开整段母线上的负荷。通过对该站主变保护及线路保护动作行为的分析,并结合现场实际情况,提出了相关的建议。接地阻抗保护通常用于变压器高中压侧,作为变压器内部及引线、母线、相邻线路接地故障后备保护。     

柔性输电技术在潮流控制上的应用

柔性输电技术是电力系统领域的前沿技术之一,利用它可实现对电力系统潮流的灵活控制,从而充分发挥现有电力系统的潜力.统一潮流控制器(UPFC)是柔性输电控制器中迄今最全面的控制器,可提供对传输线路参数,即电压、线路阻抗和相角的全面动态控制,能够快速控制传输线路的有功和无功功率及母线电压.理论分析同潮流计算结果的比较表明:柔性输电装置的潮流控制能力不仅取决于装置的类型,而且还同线路的初始自然功率分布相关.     

输电线路阻抗测距法和单端行波测距法的对比仿真分析

简述了输电线路的故障测距算法,着重论述了阻抗法和单端行波法的测距原理．在ATPDraw环境下,建立了输电线路仿真模型,并在不同参数条件下和线路发生不同故障类型时,分别用阻抗法和单端行波法对线路故障距离进行仿真计算．仿真计算结果表明,单端行波法具有更高的测量精度和可靠性．     

计及电网停电风险的输电线路动态融冰决策方法

电网发生大面积冰灾情况时,多条输电线路存在覆冰故障隐患,电网稳定运行受到严重威胁,需要提前制定输电线路融冰方案,合理安排融冰顺序。针对此问题,分析输电线路覆冰继续运行给电网带来的停电风险,将与待融冰输电线路相关联的变电站的电气主接线展开,将传统削负荷模型改进后应用于输电网与变电站主接线的组合网络,建立断路器可靠性模型,计算靠后融冰线路因继续运行的电网停电风险;利用计及风速及降雨影响的输电线路覆冰增长预测模型,计算输电线路的覆冰率,根据覆冰率门槛值确定待融冰线路集,基于覆冰严重度模型构建系统全局的覆冰指数指标;综合考虑电网停电风险及系统全局覆冰指数建立输电线路融冰紧迫度指标,动态更新待融冰线路并决策融冰顺序。最后,以IEEE RBTS系统进行算例分析,验证了所提方法的可行性与合理性。