输配电线路运行故障及对策

输配电线路出现故障时,光伏侧的故障暂态表现跟系统侧完全不同,影响传统工频量保护动作的可靠性。为使保护动作更加可靠,分析了光伏侧短路电流特征,得到了光伏侧短路电流各阶段的近似表达式,并对其功率控制暂态阶段的变化特征进行分析。结果发现其暂态电流是一个非旋转量,与系统侧的波形特征完全不一样。在此特性基础上,提出了一种纵联保护方法。仿真发现所提方案在各类故障和不一样的过渡电阻下动作均十分可靠,有望增强光伏并网输配电线路的安全性能。     

利用信号距离识别的高压直流输电线路保护方案

为了改进传统高压直流差动保护的动作可靠性,提出了一种基于信号距离识别的高压直流输电线路保护方案.通过对高压直流输电系统在不同故障情况下线路两端电流变化特征进行分析发现,直流线路发生内部接地故障后的暂态过程中,两端电流变化极性相反,电流波形差异度较高,而在线路外部故障时,两端电流变化极性相同,且电流波形相似度较高.在此基...     

基于故障穿越特性的光伏直流输电线路保护研究

输电线路继电保护是保障系统稳定、安全运行的关键主体之一。为提高光伏直流并网系统的供电可靠性,需对光伏直流输电线路的保护进行研究。由于直流故障发展速度快,需保护快速动作,因此研究了不同故障处的穿越特性,利用该穿越特性构造了基于暂态量的纵联保护方法,并在MATLAB仿真中验证了该保护方法的可靠性。     

大型光伏电站汇集系统的故障特性及其线路保护

集中式与分布式光伏系统在拓扑和控制上的显著区别,造成两者故障特性的不同,导致现有含分布式光伏的配电网故障分析方法和保护原理在集中式光伏电站汇集系统中无法适用。为此,针对广泛应用于集中式光伏逆变器中的正负序双同步旋转坐标系电流控制器,计及直流侧光伏电池板电源特性影响,推导出不同控制目标下故障电流统一表达式。在此基础上,结合现场短路试验数据,考察850 MW大型光伏电站内35 k V汇集线路的电流保护性能,证明架空线下游电流保护存在不能正确动作现象,同时提出距离保护新配置方案。在PSCAD/EMTDC中搭建光伏电磁暂态详细模型并利用现场实测数据验证了模型的正确性,大量仿真实例证明了新保护配置的有效性。研究结果为大型光伏电站汇集系统保护配置提供参考。     

基于小波多尺度分析的输电线路直击雷暂态识别

研究和识别输电线路直击雷的暂态特征对研制基于暂态量的保护及提高其可靠性都具有十分重要的意义。该文首先从保护的角度对输电线路各类直击雷的特点进行深入的研究分析；通过小波变换对输电线路直击雷、短路故障等暂态信号的多分辨率分析，发现其暂态电流附加分量的能量分布特点反映了对应暂态过程的内在特征，可用以构成判据实现输电线路非故障性雷击暂态的准确、可靠识别，从而大大提高保护的抗雷电干扰能力。大量EMTP仿真计算验证了所提方法是正确、有效的。     

750 kV及特高压输电线路的暂态电流研究

特高压输电线路分布电容大,分布电感小,电阻小,且传输距离远,故障暂态量大且暂态过程明显。研究特高压输电线路在故障和合闸过程中的暂态电流特征,对于分析保护的动作行为很有意义。针对750kV及特高压带并联电抗器的输电线路,采用简化模型推导了故障及合闸过程中的暂态电流公式。分析了影响暂态电流中自由分量频率和幅值的各种因素。大量ATP仿真验证了理论分析的正确性,并讨论了不同暂态情况下保护算法可能受到的影响。     

输电线路感应雷击暂态特征分析及其识别方法

该文对架空输电线路感应雷电冲击所产生的暂态过程进行了详细的分析，并由此引出其对基于暂态量保护所造成的影响；对输电线路感应雷击与短路故障的不同暂态特征进行了深入的分析和比较：在此基础上，给出了一个识别输电线路感应雷击暂态量的方法，该方法利用暂态量的线模和零模信息构成判据，能够有效地区分感应雷击暂态量和故障暂态量。大量的EMTP仿真计算结果表明，所提出的判据是正确、有效的，能作为附加判据用以提高基于暂态量保护的抗干扰能力。     

基于暂态电流波形相关性的新能源场站送出线路纵联保护

新能源电源通过变流器并网,其短路电流受控制策略影响而呈现幅值受限、频率为非工频、相角受控等特性,导致传统工频量保护动作性能下降、甚至出现误拒动。提出了一种适用于新能源场站送出线路的主保护原理,以保证新能源电力系统安全可靠运行。分析了同步发电机和各类新能源电源故障暂态电流波形特征,获知送出线路区内、外故障时两侧暂态电流波形相关性存在明显差异,进而提出了基于波形相关性的纵联保护新原理,利用相关系数度量波形相关性并构造了动作判据。仿真结果表明所提保护能够可靠、灵敏地识别送出线路区内、外各种类型短路故障,数据窗长仅为10ms,耐受过渡电阻和噪声的能力强,采用常规采样频率即可,容易推广应用。录波数据验证了所提保护有效性。     

基于巴氏距离算法的风电场交直流并网系统送出线纵联保护∗

风电场常见的并网方式有交流并网和柔性直流并网,交流并网送出线和柔性直流并网交流侧送出线发生短路故障时,线路保护都会受到风机故障特征的影响,且在柔性直流送出系统中,电气量还受到换流侧电子元件的非线性调节和谐波的影响,导致传统继电保护在两种送出系统中的动作性能较差.因此,根据送出线发生区内外故障的电 流波形特征,将基于时域量的巴氏距离算法与纵联保护结合,计算两端电流波形相似程度,以此判断线路是否发生故 障,并考虑过渡电阻、噪声干扰、混叠频率、CT饱和等对保护方案的影响.最后,基于MATLAB/Simulink 和 PSCAD/EMTDC平台搭建双馈风机分别经交流送出的系统电磁暂态仿真模型,仿真验证保护方案在双馈风电场送出线上的适应性.结果表明,保护方案在以上因素影响下仍能正确动作,保护的动作性能较好。     

考虑过渡电阻影响的柔性直流配电系统电流突变量保护

柔性直流配电系统中,直流故障下,其换流器自身保护的闭锁速度快,有效故障信息极少,系统保护需要高速检测故障。基于有限的故障暂态信号,研究快速、准确识别故障区域的保护是直流配电系统发展的迫切需求。因此,提出了一种适用于多端柔性直流配电系统的暂态量保护。利用直流双极短路故障后的直流电流波形变化特征,计算电流波形曲率并以此为判据,与电流突变量(di/dt)算法相结合,实现不同过渡电阻故障的快速、可靠识别。该保护基于本地测量实现直流线路保护,计算量小,解决了传统电流突变量保护受过渡电阻故障影响无法正确动作的问题。最后,在PSCAD中搭建精细化多端柔性直流配电系统仿真模型,验证了所提出的电流波形曲率保护方法的动作性能,保障了直流配电系统的安全可靠运行。     

（18期已排）一种光伏电站送出线路自适应距离保护方法

针对光伏电站送出线路光伏电站侧距离保护受过渡电阻影响的问题,提出一种自适应距离保护方法。分析比较了过渡电阻对传统双侧电源线路和对光伏电站送出线路距离保护的影响不同原理,根据过渡电阻影响距离保护测量阻抗偏移相量图的几何关系推导出了一种新的自适应保护判据,该判据加入了自适应整定系数,且自适应整定系数仅依赖于附加阻抗倾斜角的获得。通过公式推导获得了倾斜角与故障线路两侧电流幅值比和相位差的函数关系,从而提出一种光伏电站送出线路自适应距离保护方法。最后,在Dig SILENT/Power Factory软件中仿真对比了传统距离保护和改进距离保护下不同故障类型下光伏电站侧距离保护动作情况。仿真分析结果显示,所提方法极大地改善了过渡电阻对光伏电站送出线路距离保护的影响,从而验证了所提方法的可行性。     

Integrated protection based on multifrequency domain information for UHV half-wavelength AC transmission line

Half-wavelength AC Transmission (HWACT) can improve capability of AC transmission significantly. According to the basic principle of HWACT, the electromagnetic transient model of HWACT is built to analyze the fault transient process of transmission line. Based on fault characteristics of HWACT, the adaptability of traditional protections for transmission lines is analyzed briefly, such as current differential protection, distance protection and over current protection. In order to solve the problems of conventional protection caused by HWACT, a novel integrated protection based on multi- requency domain information is proposed in this paper, which uses both the power frequency information and transient information. The integrated protection based on multi-frequency domain information takes advantages of power frequency and transient protections, which can not only improve the performance of traditional protection of AC transmission line but also realize fast fault judgment by transient travelling wave protection.     

Integrated protection based on multifrequencydomain information for UHVhalf-wavelength AC transmission line

Half-wavelength AC Transmission (HWACT) can improve capability of AC transmission significantly. According to the basic principle of HWACT, the electromagnetic transient model of HWACT is built to analyze the fault transient process of transmission line. Based on fault characteristics of HWACT, the adaptability of traditional protections for transmission lines is analyzed briefly, such as current differential protection, distance protection and over current protection. In order to solve the problems of conventional protection caused by HWACT, a novel integrated protection based on multi-frequency domain information is proposed in this paper, which uses both the power frequency information and transient information. The integrated protection based on multi-frequency domain information takes advantages of power frequency and transient protections, which can not only improve the performance of traditional protection of AC transmission line but also realize fast fault judgment by transient travelling wave protection.     

一种基于HHT的光伏并网发电系统保护方法

当光伏发电系统所连电网发生短路故障时,光伏电源的故障电流会发生暂态突变,但由于逆变器控制电路的保护作用,短路电流的幅值较小,因而传统的保护方法对光伏并网发电系统不一定适用。为寻求适合光伏并网发电系统的保护方法,建立了基于PSCAD/EMTDC的光伏并网发电系统仿真模型,对其短路电流的特性进行了仿真分析,利用希尔伯特-黄变换(HHT)对故障电流的波形进行分解,提出一种基于HHT的光伏并网发电系统保护方法,并进行了算例分析。结果表明,在含有光伏发电的电网发生短路故障时,该保护方法具有一定的有效性和可行性。     

基于波形相似度因子的双馈风电场送出线路单相接地保护

提出了一种基于波形相似度因子的双馈风电场送出线路单相接地保护方法。推导出电网故障下的风力发电机端口短路电流表达式,分析风电送出线路故障后故障电流的暂态特性。在此基础上,建立了风电送出系统的0模瞬时值模型。然后,利用区内外故障时模型差异特征构造0模电压波形相似度因子,进行故障定位。最后,通过仿真验证了该方法在各种单相接地故障情况下,均能正确识别区内外故障,不受过渡电阻和频率偏移影响。     

基于暂态电流波形斜率的中压柔性直流配电线路故障定位方法

为了提高中压柔性直流配电网的安全稳定运行能力,提出了一种基于暂态电流波形斜率的中压柔性直流配电线路故障定位新方法。通过分析时域内的单极接地短路故障、双极短路故障暂态特性,发现不同故障类型下暂态电流突变点的波形切线斜率不受电容放电形式的影响,暂态电流波形切线斜率与故障点位置构呈反比例型函数关系。利用正、负极电压梯度判别故障类型与故障极,针对不同故障类型,利用线路两端故障暂态电流波形的切线斜率求解故障距离。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了所提方法的有效性与准确性,其能够在不同故障类型、不同故障距离、不同过渡电阻的情况下精确定位故障点位置。     

基于母线关联出线暂态频谱信息的UPFC线路纵联保护

统一潮流控制器(UPFC)作为新一代柔性交流输电系统元件在输电线路中逐渐应用,需要对含UPFC线路的保护原理进行深入研究。通过分析UPFC对线路故障暂态影响,得出高频分量经其串联侧时发生严重衰减,使仅利用单端暂态量的保护可靠性下降。分析母线关联出线的故障暂态特征可知,同一母线的故障侧线路与非故障侧线路的电流频谱分布存在明显差异。通过采用小波能量熵提取母线各出线暂态信息,提出一种适用于含UPFC线路的方向纵联保护方案。仿真结果表明,该方案可准确识别区内、外故障及母线故障,在不同过渡电阻、故障初始角等故障情况下,均具有较好的灵敏性和可靠性。     

基于行波波形相关性分析的直流输电线路纵联保护方案

直流输电线路差动保护易受故障暂态影响,动作速度慢,有必要研究性能更为优越的纵联保护方案。通过对线路区内、区外故障行波传输过程的分析可知:区外故障时,故障侧前行波与非故障侧反行波为同一行波,波形呈现很强的相似性;区内故障时,一侧的前行波与另一侧反行波为不同行波,波形相似度很小。根据此特征差异,提出了一种基于行波波形相关性分析的快速纵联保护方案。仿真结果表明,所提出的纵联保护方案能够快速识别区内、区外故障,准确检测高阻接地故障,正确判别故障极,适用于不同电压等级直流输电工程,且对数据同步性要求不高。     

结合EMD-WVD和布谷鸟搜索算法的输电线路故障暂态保护

为促进基于波形唯一性暂态保护原理的实用化,提出了一种结合经验模态分解-维格纳威尔分布（EMD-WVD）和布谷鸟搜索算法的输电线路暂态保护方法。该方法利用EMD处理故障暂态信号,得到不同频段的单分量信号;采用波形相关性系数对各单分量信号分别与原暂态信号进行相似度计算,筛选真实暂态信号分量。然后,对真分量分别求WVD,并将所有真分量的WVD进行线性叠加获得的能量谱密度图与故障样本库中的能量谱密度图不断迭代匹配计算相似度,依据相似度判别区内外故障,实现输电线路故障快速可靠保护。仿真结果表明,EMD-WVD方法能有效提高故障暂态波形分析的准确度,布谷鸟搜索算法能有效提高波形匹配速度,两者结合有望促进暂态保护的实用化。