基于暂态主频分量的配电网单相接地故障测距研究

提出一种利用暂态主频量的单端测距算法,并分别通过频域法和时域法的求解,得到故障距离。EMTP仿真结果表明,其测距的最大相对误差小于0.231%,平均测距误差小于20 m,能够满足实际工程需求。     

基于改进Prony算法的输电线路距离保护

对Prony算法进行改进,应用于输电线路距离保护中,在短窗内精确提取故障工频分量,提高保护的动作速度和抗暂态超越的能力。利用Prony算法拟合故障暂态信号,滤除信号的工频极点,求出自由分量极点;并利用实时采样数据精确拟合工频幅值和相位,在一个周期内实现可靠、灵敏、快速的相间距离保护算法,并设计算法实现方案,编写相应的程序。大量仿真结果验证了改进的Prony算法应用于相间距离保护的有效性和准确性。     

CVT暂态引起距离保护超越的研究

利用EMTDC/PSCAD和Matlab进行仿真实验后发现,受电容式电压互感器(CVT)暂态影响,采用传统傅氏算法,发生反方向出口故障时距离保护可能会发生超越现象,而发生正方向出口故障时保护会延迟动作,对距离保护超越的原因进行定量分析后,提出了利用改进半波傅氏算法配合提高低压距离继电器门槛值或扩大小矩形动作区范围的改进方案,解决了CVT暂态引起的距离保护超越问题,并通过仿真验证了该方案的可行性。     

基于故障分量的电网广域后备保护算法

故障分量是由系统故障引发的,因此故障分量中包含着许多故障信息,研究故障分量对电网保护至关重要.在尽量避免通信拥堵的前提下借鉴方向纵联保护原理,并根据故障分量的特点,提出了一种基于正序故障分量的方向纵联差动保护算法.为了增加算法的可靠性,以正序电流相位差原理作为辅,两种算法相互配合,不需要复杂的整定关系,能反应所有短路故障类型,并能区分母线支线路故障.采用IEEE 9节点模型进行了大量仿真验证,结果表明,该保护方法能够正确识别故障元件.     

基于故障暂态电流分量的双回线保护原理

提出了一种利用故障分量中的暂态电流分量实现双回线继电保护的新原理。通过比较故障后双回线上两支路暂态电流分量的相关度来判断区内、外故障。讨论了该保护的动作判据和动作特性,理论分析和仿真计算证明了所提保护原理的正确性和方案的可行性。     

基于单端信息量的特高压串补线路距离保护方案

基于输电线路的R-L模型,提出了一种利用单端信息量的串补线路距离保护方案。该方法根据串补电容与线路参数的关系,列解故障状态网络和故障附加网络微分方程,推导出一组以故障距离和过渡电阻为待求参数的方程式,通过求解线性方程直接得到故障位置。该方法可以实现故障的精准定位,较好地解决了传统距离保护在串补线路中的暂态超越问题,同时,利用MOV导通前的暂态信息,很好的避开了MOV导通初期串补电容电压难以获取的问题,极大的提高了距离保护的可靠性。利用PSCAD仿真验证了该方案的可靠性和有效性。     

高压直流输电线路边界保护算法

暂态量保护是直流线路继电保护的主要研究方向之一,分析直流输电线路及其边界的频率特性,研究直流线路区内外故障判别的边界保护原理;利用快速的改进递归小波变换提取特征差异显著的故障暂态特定频率分量幅值,并构造边界保护的实用算法.经过大量PSCAD仿真实验测试,该边界保护算法可以正确判别故障范围、识别故障极,保护性能不受故障距离、故障类型及过渡电阻等因素的影响.     

基于对称分量突变量距离保护

用对称分量分析了短路故障序分量突变量与故障点间的关系,根据附加状态序网络,推导出有意义的计算前适用于各种横向故障保护安装处至故障点间的k值的一般表达式;故障点存在过渡电阻时k值虽然存在误差,但不影响测距或距离保护程序应用;提出了对称分量突变量选择故障相原理及相间距离保护程序流程和故障点存在过渡电阻时减小误差的措施。通过双侧、单侧电源系统仿真验证了该方案的有效性。     

基于主频分量相关性的谐振接地配电网故障定位方法

针对结构复杂的谐振接地配电网,基于相关性的故障定位算法具有判别裕度较小,易发生误判。依据主频分量故障边界明显的特点,提出一种基于主频分量相关性的谐振接地配电网故障定位方法。首先,对各检测点的零序电流纯故障分量进行滤波,通过Prony算法从各馈线纯故障分量中提取主频分量;然后,分析各相邻检测点的零序电流主频分量之间的相关性,其中相关系数为负所对应的相邻检测点区段为故障区段。仿真分析表明:该方法受故障位置、故障电阻、故障合闸角影响较小,且故障判别裕度较高,不易发生误判,适合结构较复杂的谐振接地配电网故障判别。     

新型小电流接地选线装置的研发与应用

通过分析配电网单相接地故障选线技术的现状,提出了一种新的小电流接地选线方法,利用小波特征频带重构算法对接地电容电流的暂态分量进行提取,以实现对小电流单相接地故障的定位.试验结果表明,该方法能够较好地实现配电网单相接地故障的选线判别.     

特高压直流输电线路差动保护改进方案

提出一种差动保护改进方案,利用特定电压、电流数据与线路电阻三者间可等效转换的特定电气三角平衡关系,辅以积分算法具有的低通滤波效果,将线路两端突变量差流作为动作量,将线路两端电压突变量差与线路电阻之比作为制动量,构造改进判据. 理论分析表明,当线路发生区外故障时,动作量明显小于制动量;线路内部故障时,动作量大于制动量,判据设置清晰、明确. 该方案对采样频率要求不高、整定简洁、结果清晰且不受分布电容电流的影响. 以我国±800 kV特高压工程为参照搭建仿真模型,设置3种典型故障对保护判据进行仿真验证. 结果表明,所荐方案具有可靠性高、判别灵敏的特点,能准确、快速地识别区内、区外故障,具有较好的工程运用前景.     

输电线路暂态量保护的研究进展

输电线路的暂态量保护原理是继电保护的重要新原理之一,保护装置是有望应用于特高压系统,实现故障的超高速切除．针对课题组近10年的暂态保护研究工作进行了较为全面的总结,介绍了一套面向实用化的暂态量保护总体方案,由高速的主保护（双端纵联的方向保护）、超高速的辅保护（单端的边界保护）和配套元件（用于启动、识别雷电干扰、识别合闸于故障、故障选相等）构成;构建了一套暂态量保护的实验装置,包括一台能够同步采集暂态信号并实时进行保护计算与判断的实验室样机和一台能够输出保护用模拟信号的暂态信号发生器．基于EMTP仿真数据和现场行波实录数据,对装置进行性能测试试验,表明暂态量保护原理算法和实验室样机是可行的、动作速度为2—8ms．同时,探讨了影响暂态量保护实用化的互感器高频暂态信号传变特性问题和输电线路高频载波的干扰问题．     

基于边界电流的柔性直流线路保护新方案

基于模块化多电平换流器的柔性直流输电线路保护技术越来越受到关注,由于MMC-HVDC与传统高压直流输电有所差别,提出一种基于边界电流的新型柔性直流线路保护方案。通过对MMC-HVDC直流线路在不同位置发生各类故障时线路边界电流波形的变化特征进行分析,当线路发生内部故障时,其暂态过程中线路整流侧出口电流值明显大于逆变侧出口。当线路发生外部故障时,两端电流值则无明显差异。在此基础上,提出基于边界电流波形差异度的MMC-HVDC直流线路保护判据,并在PSCAD/EMTDC中搭建双端MMC-HVDC模型。大量的仿真结果表明,该保护方案能够正确地判别区内故障和区外故障,具有较高的可靠性。     

输电线路行波测距式距离保护方法研究

主要针对行波测距式距离保护的难点即当对端母线有两回以上进出线时如何正确地区分正向区内区外故障。并且对于相间故障和接地故障提出了不同的方案。对于相间故障,首先给出了根据行波测距结果和行波波头计算故障过渡电阻方法,然后对区内区外故障测得的过渡电阻进行了分析,分析表明区内区外故障测得的过渡电阻有很大的不同,据此提出了一种区分区内区外故障的方法,而且此方法适用于三相故障。对于接地故障,提出了一种零模测距方法和线模测距方法相结合的保护方案,并且分析了接地保护对零模方法测距精度的要求。大量电磁暂态仿真证明了本保护原理的正确性。     

利用多分辨形态梯度实现单端暂态量保护新方案

基于数学形态学中多分辨形态梯度(MMG)的概念提出了一种单端暂态量保护新方案。在MMG的基础上,提取故障产生的暂态电流信号的窗函数能量谱来实现区内外故障的识别。选取一条典型的500kV超高压输电线路并利用PSCAD/EMTDC进行仿真,所得结果表明该方案不受故障类型、故障位置、过渡电阻和初始相角的影响。同时,该算法的计算量比多尺度小波变换的计算量小,有利于工程实现。     

基于信号重构的OFDM频偏跟踪算法的跟踪范围

对多径信道下的一种基于时域接收信号重构的正交频分复用系统频偏跟踪算法的跟踪范围进行了进一步的研究,发现这种算法的跟踪范围不是固定不变的。分析表明,影响时域接收信号重构准确性和跟踪范围的主要因素是判决误差,而子载波调制方式、子载波数目以及加性高斯白噪声和信道估计误差都对判决误差有影响,因而也都影响到跟踪范围。通过仿真,得出了子载波的调制方式和子载波的数目是影响频偏跟踪范围的主要因素的结论,并确定了子载波使用二进制调相和16QAM调制的情况下对应于不同子载波数目的频偏跟踪范围。     

基于数学形态学的暂态行波方向保护方案

在分析暂态行波电流和电压的特征关系基础上,利用数学形态学在检测信号奇异性的优越性,根据其初始波头极性对线路的区内、区外故障做出准确、快速的判断,提出了一种基于数学形态学的暂态行波方向保护方案。采用ATP对各种故障所做的仿真计算验证了所提出的保护原理的正确性和有效性。     

带宽约束下FGS视频传输非均等错误保护

为了在带宽约束的丢包信道下获得最小的视频传输失真，提出一种基于MPEG-4精细粒度可扩展（FGS）编码的非均等错误保护（ULP）策略.该策略采用前向冗余纠错（FEC）方法进行错误保护，并根据FGS视频增强层之间存在的不同重要性, 对不同的增强层分配不同速率的冗余数据.重要性高的层获得更强的错误保护，而重要性低的层获得较弱的错误保护.建立了平均网络丢包概率和FGS视频率失真之间的关系模型，设计了优化的FEC数据分配算法.在网络仿真器（NS-2）中的模拟结果表明，该错误保护策略可以有效地减少视频失真以及视频质量波动，在10%的平均丢包概率下，可以获得1.5dB的质量提高.     

Study of fault injection system based on software

A software fault injection system SFIS is designed,which consists of the target system plus a fault injector,fault library,workload,data collector,and data analyzer. A serial communication mechanism is adopted to simulate the factual work environment. Then a fault model is built for single particle event,which can be denoted as FM=(FL,FT). FL stands for fault location,and FT stands for fault type. The fault model supports three temporal faults: transient,intermittent,and permanent. During the experiments implemented by SFIS,the software interruption method is adopted to inject transient faults,and step trace method is adopted to inject permanent faults into the target system. The experiment results indicate that for the injected transient code segment faults,2.8 % of them do not affect the program output,80.1% of them are detected by the built-in error detection in the system,and 17.1% of them are not detected by fault detection mechanism. The experiment results verify the validity of the fault injection method.