防止距离Ⅲ段保护因过负荷误动方法的分析与改进

深入研究了防止距离III段保护因过负荷误动作的方法——基于转移潮流灵敏度因子的潮流转移识别方案。在归纳转移潮流灵敏度因子矩阵特征的基础上,指出了该方案仅依靠有功潮流判据可能导致故障和过负荷误判断的缺陷,深入分析了错误产生的原因。补充了阻抗角附加判据以改善原有方案的性能,引入潮流转移特征量的概念并应用于提出的改进方案。该方案在发生潮流转移过负荷时能可靠闭锁距离III段保护,有效预防连锁跳闸。对新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了改进方案的优越性和实用性。     

基于广域测量系统的潮流转移识别方法

电力系统中的潮流转移会引起线路事故过负荷及其距离Ⅲ段保护误动作,这是导致连锁跳闸,最终发生大停电事故的重要因素之一。为此,利用广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)的优势,提出一种潮流转移识别方案。根据三相电流增量及零序电流的大小来区分线路过负荷和不对称短路故障,根据电压幅值的大小来区分线路过负荷和对称短路故障,并提出了相应的识别判据。考虑到系统振荡对判据判断的影响和故障切除后过负荷发生的情况,提出了具体的潮流转移识别策略,并给出了实现流程,该策略可有效防止距离Ⅲ段元件在事故过负荷时误动,并能保证在故障时可靠开放距离Ⅲ段保护。通过对新英格兰10机39节点系统进行仿真,验证了该方法的有效性。     

避免事故过负荷条件下远后备保护不合理动作的解决方案

潮流转移引起的连锁跳闸是导致世界各国大停电的重要因素之一,基于此,针对距离保护 III 段在事故过负荷下的不合理动作问题,进行基于广域测量系统信息的广域后备保护、基于就地信息的过负荷限制和基于站域共享信息的过负荷识别及闭锁3类研究。总结了国内外提出的解决该问题的方案,分析了现有研究存在的问题,指出了需要研究和解决的关键问题。     

具有防过负荷误动的距离保护新方法

针对事故潮流易造成线路传统距离保护III段误动的隐性故障问题,详细研究了过负荷和故障在Uφcosφφ和电压序分量相位等电气特征差异,提出了一种具有防过负荷误动的距离保护III段新方法。此方法包括两部分:基于Uφφcos(φφφ+90°-φline)0.5UNN的全相过负荷与相间故障识别方法;基于电流不对程度、ARG(U·φ2/U·0)和ARG(U·φ1/U·0)的非全相过负荷与单相接地故障识别方法。介绍了具有防止过负荷误动的距离保护III段实施方案,并通过了RTDS仿真试验验证。     

基于广域保护系统的距离后备保护整定方案

电网中发生潮流转移现象后,受影响的输电线路会承受大量的转移负荷,进入过负荷运行状态。距离保护后备段的整定要求躲开线路正常运行时的最小负荷阻抗,因此潮流转移带来的线路过负荷将会对距离保护后备段带来显著影响。针对这一情况,提出了一种能够应对潮流转移情况的距离后备保护整定方案。该方案基于广域保护系统,利用WAMS可测幅值与相角的特点快速计算线路的视在阻抗值。然后根据线路视在阻抗的变化幅度确定线路所承受的转移负荷比例,针对线路不同的过负荷状态进行与之对应的后备保护整定值调整,既防止过负荷线路上的后备保护发生误动,又使后备保护保有正确识别短路故障的能力。最后将整定信息与负荷波动情况上传至调度中心,为调度中心进行负荷控制提供辅助决策,并依据调度中心的决策进一步调整后备保护的整定值,直至线路恢复正常的负荷输送状态。以新英格兰10机39节点系统为样例,采用BPA仿真验证了该方案的有效性。     

潮流转移过负荷识别新方案

为了解决现阶段保护减载的潮流转移过负荷识别环节在系统振荡时发生误判的问题,详细研究了系统振荡对潮流转移过负荷识别的影响,分析了过负荷、系统振荡和故障的特点,根据三者之间测量阻抗角、测量阻抗变化率、电流序分量及保护动作情况的差异,提出了潮流转移过负荷识别新方案。即在后备保护启动后,先根据电流序分量的特征和保护II段动作情况区分出故障,再利用测量阻抗变化率的特征,区分过负荷和系统振荡;或者先根据测量阻抗变化率的特征区分出系统振荡,再利用测量阻抗角的特征,区分过负荷和故障。算例分析结果表明,潮流转移过负荷识别新方案能够有效识别出过负荷,并可以防止系统振荡时的误判,证明了该方案的正确性和有效性。     

基于复合相量平面的自适应过负荷识别方法

针对本地距离保护III段易受事故过负荷影响导致误动的问题,提出了一种基于复合相量平面的自适应过负荷识别方法。首先根据不同运行工况下量测相量的几何分布特性,建立虚拟电压降落方程,并据此求解自适应整定系数的计算公式,构造距离保护III段自适应过负荷识别判据,然后,将该判据与传统距离保护III段的动作特性相结合,以识别过负荷与对称故障。IEEE 10机39节点系统仿真结果验证了该方法一方面可避免由于过负荷引发的距离保护III段误动情况的发生,另一方面,在过负荷又出现对称故障情况下,仍能有效发挥后备保护的作用。     

基于转移潮流反应灵敏度的新型距离保护算法

非故障过流引起的距离3段保护连锁跳闸是导致大停电事故的主要原因,判断与故障线路相连接的线路上产生过流的原因进而闭锁由非自身故障造成的保护动作,是避免此类大停电事故的关键。提出了一种基于转移潮流反应灵敏度的新型距离保护算法。通过比较故障时线路上的实测潮流和由故障前线路潮流及转移潮流反应灵敏度计算而来的故障潮流的近似程度,而区分转移潮流过流和真实故障过流,进而阻止由于非故障过流造成的距离3段保护误动作。在Matlab/Simulink软件环境下,对互连6母线系统在不同工况下进行了实例仿真计算,结果表明该方法具有较高的准确性和实用性。     

防止距离Ⅲ段保护因过负荷误动的方法

传统距离Ⅲ段保护不能识别线路的过负荷是由于区内故障还是潮流转移引起的,当系统中发生事故过负荷时,距离Ⅲ段保护的误动作对大停电事故的发生起着推波助澜的作用。基于广域测量系统(Wide Area Measurement System,WAMS)提出了两种判据,用来识别各种故障和过负荷,并给出了防止距离Ⅲ段保护因过负荷误动方法的实现逻辑。通过仿真验证,结果表明,使用这两种判据可以有效识别故障的发生,防止距离Ⅲ段元件在事故过负荷时误动。     

一种基于本地信息的自适应过负荷保护方案

潮流转移引起的连锁跳闸是导致世界各国大停电的重要因素之一。以潮流转移过负荷识别的结果作为触发事件,提出一种基于本地信息的自适应过负荷保护方案,根据线路不同的过负荷状态采取不同的措施:对于保护区域内的故障,后备保护应在延时结束后快速动作断路器跳闸;对于潮流转移引起的过负荷,通过测量满足实时性要求的数据估计线路承受过负荷的最大能力,修改后备保护的动作时间整定值,为安全稳定控制系统争取时间。仿真结果验证了该方案的有效性。     

基于统一潮流控制器（UPFC）的电力系统稳态潮流控制的模型和算法

本文在分析统一潮流控制器（ＵＰＦＣ）的基础上，导出了ＵＰＦＣ的潮流控制模型，提出了易于同常规ＰＱ分解潮流计算相结合的算法。算例表明，该方法能有效地用于分析ＵＰＦＣ对潮流控制作用，且具有较好的收敛性     

计及电压与无功功率的直流潮流算法

直流潮流算法在电力系统中应用广泛,但目前的直流潮流算法大多无法准确计算节点电压幅值和支路无功潮流。因此,文中基于经典直流潮流算法,考虑无功功率方程,提出了一种计及电压与无功功率的直流潮流算法,可在保留直流潮流算法线性与快速性的前提下,实现节点电压幅值与无功潮流的近似求解。对IEEE 118节点系统、Polish 3012节点系统和国内实际大系统的仿真验证表明,所提出的改进直流潮算法能够精确、快速地求解系统中的节点电压幅值与无功潮流。     

含平衡机约束条件的区间直流潮流模型与方法

传统区间潮流研究未考虑一些实际的物理限制,如平衡机出力约束、发电准稳态调整等,使得区间结果过于保守。为解决此问题,文中分别建立了含平衡机约束和准稳态调整约束的区间直流潮流模型,并采用优化的方法进行求解。所提出的模型能够扩展到含其他约束的区间直流潮流模型,具有一定通用性。采用9节点和IEEE 118节点系统对所建立的模型进行详细仿真分析,结果证明了方法的有效性,克服了传统无约束区间直流潮流的保守性。     

柔性交流输电技术的发展及其应用

根据世界上柔性交流输电技术的发展和应用现状，对其特点和功能进行了详细的论述和分类，从多方面叙述了它的先进性、可用性和重要意义，最后介绍了该项技术在世界上的应用情况。     

考虑直流潮流控制器的直流电网分析方法

提出了一种含有直流潮流控制器的直流电网分析方法,考虑了直流潮流控制器以及换流站的控制对直流潮流的影响。通过理论计算,分析了直流潮流控制器对潮流控制的灵敏性,研究了其对直流电网潮流布局产生的影响。利用PSCAD/EM TDC仿真软件搭建了CIGRE B4-58直流测试系统,证明了所提分析方法的正确性。     

电力系统不对称谐波潮流的一种实用计算方法

提出了一种电力系统不对称谐波（基波）潮流的分立迭代算法,该方法实现了基波潮流与谐波潮流的解耦。不对称基波潮流计算采用三相P-Q分解法,而不对称谐波潮流计算则采用解线性三相节点方程的方法。通过对某一实际电网的计算表明,这种不对称谐波（基波）潮流计算方法计算速度快、占用内存少、收敛可靠,可用于大规模系统谐波潮流的计算。     

潮流计算收敛性问题研究综述

阐述了研究电力系统潮流不收敛问题的重要意义,分析了潮流计算不收敛的两种可能性:潮流病态和潮流无解,然后分别从这两个方面进行了综述。文中通过对已有研究方法的比较,总结了其中的不足,并提出几点建议完善潮流计算不收敛问题的研究,最后指出了以后的研究重点。     

电力系统潮流解算中广义潮流控制器（GPFC）的统一分析

在对串联补偿、并联补偿、移相调节和统一潮流控制进行深入分析的基础上 ，通过广义潮流控制器(Generalized Power Flow Controller,简称GPFC） 的概念分析了上列这些潮流控制方式的统一处理方法。该方法很容易与常规 算法相结合，并能在程序中以统一的数据格式计及多个各种潮流控制方式的 作用。实例分析表明，本文方法具有作用方便和灵活的特点，可以为更好地 分析各种潮流控制方式对电力系统的影响提供有效的工具。     

A power flow tracing method focused on reactive power and SC

“Tracing the power flow of electricity” is a concept that has become the focus of attention recently, as the deregulation or the liberalization of the electric power market proceeds. Although a number of methods, such as “tracing method by power flow contribution,” have already been published, reactive power contribution has been little studied to date. However, applying “tracing the power flow of electricity” to ancillary service, for example compensation of reactive power, is very important. In this paper, we focus on line flows and static capacitors in particular, and study how to deal with the problem. We perform a computer simulation using a simple system and show the tracing results. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 156(1): 33–43, 2006; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/ eej.20118     

配电网区间线性三相潮流的非迭代仿射求逆计算方法

现有配电网区间潮流计算大多是以迭代法为基础扩展得到的,需要进行多次区间迭代以获取收敛的潮流解,因而存在收敛性和计算效率低下问题。为此,文中将线性三相潮流算法与仿射求逆方法相结合,提出了一种配电网区间线性三相潮流的非迭代仿射求逆计算方法。所提方法采用仿射数描述区间变量间的相关性,将潮流方程转化为仿射线性潮流方程,并引入仿射矩阵求逆方法对其进行求解。该方法无须迭代,不存在收敛性问题。最后采用多个三相不平衡系统作为算例,通过与其他3种方法的分析比较,验证了所提算法的性能。结果表明,所提算法兼具高效性和低保守性优点,且性能稳定。