利用电力电子装置的探测式故障识别技术分析与展望

电力电子装置在电力系统大量接入改变了电网故障特征,适用于同步机激励下电网的常规继电保护面临挑战。电力电子化电力系统故障暂态特征复杂、持续时间较短,限制了被动检测保护技术的应用和发展,利用电力电子设备的可控能力可以提高继电保护对故障的甄别能力。文中总结了控制与保护融合的探测式故障识别方法的关键技术,对能够实现主动探测的电力设备进行了分类,阐述了实现注入操作的可行性和注入探测信号的物理限制,最后探讨了探测式故障识别方法的应用场景,并给出了研究展望。     

构建更加坚强电网安全“第一道防线”的探讨

电力系统“三道防线”长期以来为保障电网安全发挥了重要作用，确保了电力系统遇到各种事故时的安全稳定运行。而继电保护担负着快速可靠切除故障的重任，是保障电网安全的第一道防线。首先，介绍了电网发展给“第一道防线”带来的挑战，分析了传统工频量继电保护内部故障灵敏度不足以及误动和拒动风险并存的原因。其次，梳理了继电保护应对挑战的措施，提出了基于故障模型参数特征的保护原理、基于多元信息的广域保护技术和基于暂态量的继电保护方法。最后，给出了构建更加完善和坚强“第一道防线”的建议。通过加强预防性控制在故障前、后阶段的功能，阻断继发性连锁故障的发生，同时加强第一道防线与后续防线的协同，共同抵御系统性事故的发生。     

基于小波变换的电力系统故障暂态信号分析

介绍了连续小波变换定义.小波变换具有良好的时频局部化特性,并可根据信号频率的变化自动调节时频窗口,因此小波变换十分适合电力系统故障产生的暂态信号的分析.电力系统故障暂态信号的小波变换模极大值标志着电力系统最重要的故障特征,可以作为继电保护和故障测距的依据     

继电保护综合故障分析系统研究与应用

为了解决传统人工故障分析模式下获取信息耗时长、信息不全,不能快速准确判断电网故障时保护是否正确动作,影响电网故障后快速复电的问题。本文以提高电力系统故障响应速度为导向,立足于智能电网的自动化、智能化的特征,提出研究一套变电站继电保护故障可视化分析及状态预警系统,实现基于SVG可视化技术的设备故障动态反演、多维度可视化综合故障分析及保护设备元件级状态监视与预警等主要功能。系统在电网故障时能够自动全面获取故障量特征信息,结合保护定值、开关量变位、保护动作时序等因素综合判断保护动作情况,进行动态反演,并将故障时保护相关信息及动作情况自动发送到移动终端,最终给出保护动作结论并提供检修方案让运维人员快速恢复电力系统。     

基于等传变思路的超高速输电线路保护研究与开发

提出了基于等传变思路的系列超高速线路保护新技术,包括基于单端暂态信息的输电线路解微分方程算法距离保护以及基于双端暂态信息的采样值差动保护。通过利用等传变思路有效克服了电容式电压互感器暂态传变误差以及线路分布电容干扰噪声对保护算法精度和速度的不利影响,同时针对性地提出了出口三相短路故障的加速动作方案。基于现有的保护软硬件平台实现了新型线路保护,实验室检测表明单端量保护算法针对出口三相短路故障的动作时间小于2.7 ms,双端量差动保护算法全线动作时间小于5.8 ms。所提保护新技术可以有效应对电力电子化电网中故障暂态特性复杂多变、对故障清除速度要求极高等线路保护面临的新挑战。     

交直流互联电网暂态功率倒向及对继电保护的影响

由于交直流系统的相互作用，在交流输电系统中出现暂态功率倒向并导致纵联方向保护误动事件的实例已经出现。基于国际大电网会议（CIGRE）直流输电标准测试系统，研究当逆变侧交流系统故障时，直流输电系统的响应特性及交流输电系统的故障电气特征。分析了交直流互联电网环境下，在交流系统故障的暂态过程中暂态功率倒向的机理、交流故障特征量的变化及对继电保护的影响，并提出了可采取的技术措施。     

用于保护校验的电磁暂态仿真软件

为实现电力系统继电保护的仿真校验，开发了电力系统故障暂态仿真ADCMX软件包。该软件由系统等值模块、故障仿真模块、数据库和图形操作模块、保护仿真接口模块构成。文中应用了面向对象编程技术(OOP)，不仅提高了软件的模块性和可重用性，而且实现了仿真模型的自适应变换以及步距的自适应控制，适用于较长时间的复杂故障暂态仿真。还根据IEEE标准的暂态数据交换通用格式(COMTRADE)，在考虑互感器暂态的基础上形成了与继电保护仿真器的接口，可以提供与故障录波器相同的保护校验数据源。     

基于暂态电流波形特征的快速差动保护新原理

随着大规模交直流互联系统的发展,系统故障后引发的问题越发严重,因此对继电保护的性能提出了更高的要求。线路故障暂态量中蕴含有丰富的故障信息,通过对故障分量暂态差动电流的研究发现:区内故障时故障相呈工频变化规律;区内故障时非故障相及区外故障时的各相均呈高频变化规律,且存在理论最小振荡频率。据此提出一种基于暂态电流波形的纵联保护新原理,采用最小二乘拟合提取暂态波形主频率并构造了相应保护判据。经仿真验证,该方法能够可靠、灵敏地识别区内、外各类短路故障,有效提高了保护动作速度,具有较强耐过渡电阻和抗高频噪声干扰的能力,对采样频率要求不高,具有一定的实用价值。     

多端直流系统直流故障保护研究综述

对国内外多端直流系统的故障保护问题进行了综述。首先分析了基于电压源型换流器的多端直流系统故障的过程,研究了故障电流的特征和解析表达式。其次讨论了针对多端直流系统的继电保护原理,对电压/电流保护、纵联保护和行波暂态量保护进行的分析。然后针对多端直流系统的故障隔离问题,从选择性和恢复速度的角度对现有的策略进行了分析。最后,建议应当从加强有针对性的继电保护方案研究、重视故障快速恢复过程中换流器的性能以及关注测量环节对故障保护的影响3个方面展开研究工作,解决多端直流输电系统的故障保护问题。     

含大规模电力电子装备的电力系统故障分析与保护综述

大规模电力电子装备接入使电力系统故障特征不仅受拓扑结构影响,而且受控制策略的影响,导致基于同步机故障特征的常规保护方法对含电力电子装备电力系统存在适应性问题。文中综述了国内外含新能源电源、高压直流、柔性直流的电力系统故障建模、故障特征分析及继电保护的研究进展,在此基础上对含大规模电力电子装备的电力系统故障特征分析方法提出思考,对保护原理的发展趋势进行分析总结。最后,提出考虑协调控制与保护的建议与设想,并探讨了进一步的研究方向。     

220 kV变电站10 kV直供负荷的改善措施及其经济分析

为了协调220 kV与110 kV变电站布点关系,结合某省220 kV变电站三卷变压器10 kV低压侧直接向负荷供电（简称直供）的实际情况,对全省220 kV变电站进行统计分析,研究其直接供电的现状及运行中反映的问题,并有针对性地从技术和经济层面提出解决办法：对10 kV直供负荷供电时,将配电网规划和10 kV直供负荷相结合,优化配电网的结构,合理利用220 kV变电站的容量,由220 kV变电站向周边10 kV负荷系统直接供电,在确保供电可靠性的情况下,控制10 kV线路的送电距离。以上措施可挖掘现有电网的供电潜能,降低线路损耗,使电网布局更趋合理。     

大规模储能系统发展现状及示范应用

随着储能技术的飞速发展,大规模储能系统已经成为保证电力系统可靠供电的一个重要手段。介绍了储能技术的类别及其在电力系统中的作用,并阐述了其在电力系统中的应用研究现状和目前的主要示范应用实例,论述了储能技术未来发展趋势。     

智能变电站中高频开关电源技术应用

高频开关电源因其性能可靠、体积小、效率高等优点,已广泛应用于智能变电站直流系统中,为变电站安全、可靠运行提供保障。首先简单介绍了交直流一体化电源系统,然后分别对直流充电模块、通信电源模块、UPS电源模块作了详细分析,重点研究了高频开关电源的N+1冗余技术和均流技术。通过研究发现,这2种技术的应用提高了高频开关电源模块的可靠性。高频开关电源能够满足智能变电站对直流系统可靠性的要求。     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

1 000 kV皖南-浙北特高压线路工频参数测试干扰及结果分析

特高压线路工频参数测试干扰分析是选择适合工频参数测试方法及测试结果分析的重要基础。测试了1 000 kV皖南-浙北特高压线路正序和零序参数测试期间的干扰电压信号,分析了其频谱特征;在此基础上,通过与正序参数仿真计算值的对比分析了正序参数实际测试偏差。结果表明：皖南-浙北特高压同塔双回线路工频参数测试期间,干扰电压存在“三相不平衡性及时变性”的特点;工频法和异频法2种不同方法得到的线路参数测试结果存在一定差异;干扰电压“时变”时,线路工频参数测试宜采用异频法。     

基于先验方差的发电机惯量辨识数据质量评估

发电机惯量是电力系统频率特性分析与在线应用的重要参数。基于发电机正常运行时机端有功功率和频率的类噪声信号可对发电机惯量进行实时辨识。然而实测数据质量存在的缺陷,导致现有算法对实测数据辨识效果较差。为解决该问题,本文以谱分析与系统辨识理论为基础,通过参考系统估计、模型参数方差估计、惯量方差估计三个步骤,建立惯量辨识结果的先验方差统计量,在进行辨识前对类噪声数据段进行评价和筛选,提升了惯量辨识的准确度。基于仿真数据和实测数据的数据评估筛选结果验证了本文提出方法的有效性。结果表明,先验方差较小的数据段,惯量辨识的准确度较高。     

ICEMI' 2015征文通知（英文）

正Qingdao,China7.16-19,2015The International Conference on Electronic MeasurementInstruments(ICEMI)is the world’s premier conference dedicated to the electronic measurement and test of devices,boards and systems that is covering the complete cycle from design,verification,test,diagnosis,failure analysis and process of manufactory and products     

基于暂态相关性分析的小电流接地故障选线方法

小电流接地系统发生单相接地故障时,接地点产生的暂态故障电流包含了整个系统中全部的暂态故障电流特征量。非故障线路的三相暂态电流主要表现为对地电容电流,考虑到系统中存在的电感影响,健全线路中的两相电流差非常小,且波形与自身的暂态零序电流明显不相关,而故障线路的两相电流差与其暂态零序电流表现出明显的相关性。利用这一特征,首先对母线电压进行小波变换,通过三相近似系数比例AR检测配电网是否发生了单相接地故障,并找出故障相;然后,运用相关性分析比较各条线路的两相电流差与零序电流的相关性,能够正确地选出故障线路,文章通过MATLAB/SIMULINK建模,验证了该方法的正确性。     

12th International Conference on Electronic Measurement&Instruments(ICEMI'2015)

正Qingdao,China7.16-19,2015The International Conference on Electronic MeasurementInstruments(ICEMI)is the world's premier conference dedicated to the electronic measurement and test of devices,boards and systems that is covering the complete cycle from design,verification,test,diagnosis,failure analysis and process of manufactory and products     

East China Market in Dire Need of Three Major Breakthroughs

Since started as a pilot project of regional power marketin June, 2003, East China power market has been actively andsteadily progressing, and has promulgated in succession amarket establishing program, market operating rules andspecifications for the functions of technical support systems.The technical support systems have been built up by stagesincluding the master station system in East China region and