基于形态学–小波综合算法的超高压输电线路单端行波保护新原理

超高压输电线路故障行波通过母线杂散电容前后的波头形状有很大的差异,据此特征,文章提出了一种新的超高压输电线路单端行波保护方案。通过比较区内、区外故障反向行波与其低频分量的初始波头上升(下降)时间比值的大小构成保护判据,能可靠识别区内、区外故障,巧妙地利用2层多分辨形态梯度提取波头上升(下降)时间。理论分析与仿真结果证明了所提出的保护方案具有很高的灵敏度和可靠性。     

基于小波-形态学的串补线路超高速保护新原理

提出了一种串补输电线路的超高速保护新方法,利用小波作为前置滤波单元,有效检测出高频突变量的同时较好地抑制了信号中的稳态分量,数学形态学中的多分辨形态梯度可用来进行边沿检测,突出波形的暂态特征。作者将二者有机结合提取暂态信号中多个频段的谱能量,实现了区内外故障的识别。ATP仿真结果表明该方法对超高压输电线路中不同位置的各种故障均有较好的适应性,该算法的计算量较多尺度小波变换的计算量小,有利于工程实现。     

输电线路单端行波故障测距新算法

输电线路发生故障后,行波从故障点出发向不同方向行进,基于单端行波测距原理,故障点反射波以及其他折射反射行波到达检测母线的各个行波波头极性组合,反映了线路的不同故障区段,可以直接判断出故障点所属区段。文中对随机故障发生的4个区段,利用各类行波到达检测母线的时间,分别推导了不受行波速度影响的故障测距算法。现场应用验证了该算法的有效性。     

输电线路单端行波故障测距新算法

基于输电线路行波理论提出了一种故障测距的新方法.利用行波不同模量的传播时延构造出鉴别线路近区、远区故障的判据,并通过近似模速消除相邻非故障线路行波折射波头的影响,最后对算法的实施给出了优化建议.     

基于小波变换的超高压输电线路暂态保护新原理

在分析电力系统故障时故障暂态电流特征的基础上,利用小波变换的奇异性理论构造新的保护算法.通过检测故障暂态电流的模分量小波变换的模极大值,利用最小二乘法估计其短时李氏指数.通过计算一段时间内李氏指数的平均值来区分区内和区外故障.通过大量ATP仿真证明,对各种故障情况该保护算法能准确可靠地区分.     

基于数学形态学的输电线路单端行波故障测距研究

提出了一种用于单端行波故障测距的多分辨相关函数算法和用于处理实际行波的形态滤波结构元素选择方案。该相关算法采用多时窗处理方式,着力解决宽时窗下相关算法容易出现极值点偏移问题。针对实际故障线路中行波相关法容易受行波波形畸变影响的问题,利用数学形态学设计了前置滤波器,该滤波器较好地抑制了行波波形的畸变,同时保持了行波的主要特征。在有效滤波的基础上采用具有多分辨能力的行波相关法,实现了单端行波故障测距可靠性和准确性的统一。通过对输电线路实测故障数据的处理,证明该方案能同时保证测距可靠性和准确性,具有很高的实用     

基于小波变换技术的输电线路单端行波故障测距

提出了利用小波变换的单端行波测距新方法,可有效提取输电线路故障行波特征并消除行波色散对定位精度的影响,同时解决了如何定义行波到达时间和选取行波传播速度的问题。大量测距结果证实,采用小波变换技术的单端行波测距法的测距结果在可靠性和测距精度上都有很大提高,在单端行波测距法能够使用的条件下,测距精度能够满足现场对精确故障定位的要求。     

基于小波变换技术的输电线路单端行波故障测距

提出了利用小波变换的单端行波测距新方法，可有效提取输电线路故障行波特征并消除行波色散对定位精度的影响，同时解决了如何定义行波到达时间和选取行波传播速度的问题。大量测距结果证实，采用小波变换技术的单端行波测距法的测距结果在可靠性和测距精度上都有很大提高，在单端行波测距法能够使用的条件下，测距精度能够满足现场对精确故障定位的要求。     

基于小波变换的新型暂态行波方向保护

以往的行波方向保护只对电压或电流中的一种行波波头进行信号处理,因此失去了另一电气量的信息,有时会引起方向保护的误判.为此作者提出了一种新型线路保护方案,利用小波变换提取线路故障时保护测量点的暂态电压、电流的特征量,并对二者的波形进行比较,根据其相似程度对线路的区内、区外故障作出准确、快速的判断.采用ATP(Alternative Transients Program)对各种类型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.     

基于形态综合算法的行波差动保护方案

在对传统行波差动保护研究的基础上,提出了一种新的行波差动保护方案,仅利用线路两端初始方向行波波头信息构成保护动作判据。利用多分辨形态梯度变换提取波头模极大值,同时设计了一种新型形态滤波器对信号进行前置滤波,从而组成了形态综合算法。EMTP仿真验证了所提出算法的正确性与可靠性。     

基于数学形态学的线路超高速方向保护

提出了一种基于数学形态学的能在噪声背景下有效应用的超高速方向保护算法。基于形态开闭运算的滤波器可有效滤除暂态行波中的噪声干扰,在完成滤波后,通过多分辨形态梯度(Multi-resolution Morphological Gradient,MMG) 表现出电流电压行波信号的突变特征,通过瞬时功率判据可得到故障方向。建立EMTP典型500kV线路模型进行仿真, 结果表明该判据能在强噪声背景下正确判断出故障方向。     

基于多分辨形态梯度的超高压输电线路无通信全线速动保护新方法

由于超高压输电线路母线上的杂散电容对高频信号有很强的过滤作用,在区内外短路故障时保护安装处获得的高频分量的大小有明显不同,文章据此提出一种基于数学形态学的超高压输电线路无通信全线速动保护新方法。该方法利用多分辨形态梯度对故障信号进行形态学分解,提取故障暂态电流信号的谱能量来实现区内外故障的识别。保护判据由选定的2层分解系数的谱能量之比来构成。仿真试验表明,只要母线杂散电容和采样频率满足一定的条件,该方法在各种故障条件下均能准确判断故障,具有很好的选择性,并且有很强的抗过渡电阻能力,对末端短路故障的反应灵敏度更高。     

特高压半波长交流输电线路的行波保护

中国的能源基地和负荷中心呈现逆向分布,负荷需求不断增加,能源输送问题成为关系国计民生的关键问题。特高压输电是解决中国能源输送问题的一种有效方案,因此研究特高压半波长交流输电具有重大意义。行波保护对于长线路、远距离输电具有其得天独厚的优势,根据半波长交流输电线路上的行波传播特征,提出适用于半波长交流输电线路的行波保护判据。针对半波长交流输电线路全线的保护,基于小波变换理论,选择3阶B样条函数构成小波函数的二进小波并作为主要小波方法,同时利用Mallat塔式分解算法构成保护的算法主体。在分析半波长交流输电线路模量频带空间特性以及小波函数系数序列幅频特性的基础上,确定保护的采样频率、小波变换尺度以及目标频带,并提出适用于半波长交流输电线路的纵联行波保护策略。利用PSCAD/EMTDC和MATLAB进行仿真和编程,由此得到的仿真结果验证了所提保护方案能够在各种故障类型以及故障条件下保护半波长交流输电线路全长和实现较为准确的故障测距,且具有良好的抗过渡电阻的能力。     

一种用于行波保护的电压过零附近故障检测方法

当电压过零点附近发生故障时行波信号十分微弱,并且叠加在强大的工频量信号上,再加上各种干扰因素,实际中行波保护不能正确检测到行波波头,可能导致保护拒动或误动.文章对电压过零点附近故障与非电压过零点附近故障进行了大量的电磁暂态仿真,结果表明,电压过零点附近故障时电流行波的低尺度小波变换波形绝大部分远离时间轴,而非电压过零点附近故障时电流行波的低尺度小波变换波形绝大部分靠近时间轴.并根据这一特征提出了一种检测电压过零点附近故障的方法,仿真试验表明该方法可靠、有效.     

考虑断路器非同期合闸的行波数据采集方案及保护算法研究

现有行波数据采集方案中采集数据的长度为定长,不能很好地适应高压及超高压系统中三相断路器非同期合闸的情况。文章提出了一种数据长度可变的行波数据采集方案,数据长度可根据断路器的闭合自动延长。考虑到大多数行波保护或暂态保护原理在断路器非同期合闸时可能失效,文章提出了一种合闸到故障的检测方法。其原理为:线路无故障时合闸引起的电流波形表现为围绕时间轴卜下交变;而线路存在故障时电流波形总体表现为单调变化的趋势。大量仿真计算证明了该检测方法的可靠性。     

基于多分辨率形态梯度的超高压线路暂态保护新原理

由于母线杂散电容和耦合电容对高频暂态电流的衰减作用,超高压线路发生区内、外故障时的暂态电流行波中高频分量的含量有所不同。利用多分辨形态梯度提取多个频段内暂态信号的谱能量构成新的单端暂态电流保护原理。大量的ATP仿真数据也表明：本方案在线路发生不同位置、不同过渡电阻、不同初始角等情况下的故障时都能准确、快速的放大并提取这种差异。     

基于改进递归小波变换的超高压线路边界保护元件算法

在分析输电线路边界频率特性的基础上,提出了一种基于改进递归小波变换的超高压输电线路边界保护元件算法。采用改进递归小波变换分别提取高频和次高频2个不同中心频率的故障暂态电流分量,利用母线对地杂散电容和阻波器对高频暂态分量的衰减作用,根据2个不同频率分量的暂态能量比值来识别保护区内外的故障。采用PSCAD/ EMTDC对某500 kV超高压输电线路模型进行仿真,结果表明该算法基本不受故障位置、故障过渡电阻、故障类型和故障初始角的影响,能准确识别保护区内外故障。改进递归小波变换算法只采用历史数据信息,实时性好,计算量少,因此基于改进递归小波变换的超高压输电线路边界保护元件算法可提高计算速度,能够满足超高压输电系统高速保护的要求。     

小步长采样的新型直流输电线路行波保护

为解决目前直流线路保护速动性和灵敏性难以同时满足的问题,提出了一种基于小步长采样的新型直流线路保护方案。新型保护以主流的行波保护理念为基础,保证了保护的速动性和实用性,通过使用小步长采样提高了保护的灵敏性。新型行波保护方案以电压变化率判据作为主判据,用于快速、灵敏的故障检测;以电压比判据和电压差判据作为辅助判据,用于保证在雷击线路和极间耦合情况下保护不发生误动作。在PSCAD/EMTDC环境下对新型波保护进行了仿真测试与分析,相关结果表明新型保护同时具有良好的速动性和灵敏性,并且具有较强的抗干扰能力。