基于分段阻抗匹配的风电场集电线路单相接地故障测距方法

为解决风电场因集电线路单相接地短路故障引起的弃风窝电问题,提出了基于分段阻抗匹配的风电场集电线路单相接地短路故障测距方法。通过搭建单一区间的测距模型和风机支路等效注入电流模型,构建了从首段向故障点所在区段分段阻抗匹配的测距算法,通过判断计算结果是否处于当前区间来判别是否得到最终结果或需要继续向后续区间递推运算。PSCAD/EMTDC仿真验证了所提方法的可行性。     

风电场集电线路单相接地故障柔性电压消弧与动态保护新原理

为解决风电场集电系统长期存在的线路单相接地故障处理难题,提出风电场中性点柔性接地方式,理论推导获得柔性接地风电场三序等效电路,与集电线路单相接地故障复合序网模型,建立风电场零序电压柔性调控理论,提出集电线路单相接地故障柔性电压消弧方法,可主动将故障点电压及故障残流迅速抑制到零,实现单相接地故障电弧的可靠消除。进一步提出基于零序电流动态增量的高阻故障辨识与保护方法,通过柔性调控零序补偿电流,逐渐放大故障残流,实现永久性单相接地故障的灵敏感知与保护。利用PSCAD/EMTDC搭建含双馈异步风电机(doubly-fedinduction generator,DFIG)的规模化风电场模型,模拟多种运行与故障条件对所提方法进行验证,仿真结果表明,该方法能够在考虑系统不平衡电压的情况下精准调控集电线路故障点电压,实现瞬时性单相接地故障快速可靠消弧,动态感知并持续抑制永久性单相接地故障残流,实现集电线路高阻接地故障的灵敏保护。该技术有望提升风电场运行灵活性与故障防御能力,有力保障新能源电能外送的持续性、可靠性。     

图学习与零序分量相结合的风电场集电线单相接地故障定位

由于风电场集电线线路短、连接风机多且风机间距小，传统行波测距等故障定位方法难以适用。为此该文提出一种图学习与零序分量相结合的新型层次化单相接地故障定位方案。首先，计及集电线拓扑信息构建图数据，应用图卷积神经网络进行图分类建模判断集电线故障区域；然后，为克服样本不平衡的影响，结合迁移学习进行模型串联，并引入代价敏感机制后处理分类结果；最后，利用风电场接地方式与箱变接线特点，基于双端零序分量推导与风机无关的故障区域测距公式。所提方案可跨越风机实现定位，并能克服数据不同步的影响，所需测点少，适用于含分支集电线。仿真表明，图卷积神经网络相对传统深度网络判断正确率更高，模型串联结合代价敏感机制可有效克服样本不平衡影响；故障区域判断与测距效果不受故障位置、过渡电阻和风速的影响。     

风电场中性点接地电阻阻值优化方案研究

以某风电场为例,通过分析单相接地故障后集电线路的零序电流分布情况,发现中性点接地电阻阻值选择不合理时,集电线路零序电流保护不能同时满足灵敏性与选择性的要求。通过优化中性点接地电阻阻值和集电线路零序保护整定方法,达到了继电保护要求,提高了集电线路的运行稳定性。     

基于行波的风电场集电线路波头算法研究

针对风电场线路采用电缆架空混架情况较多,传统阻抗法故障测距对于风电场较难实现的问题,从行波法故障测距角度出发,利用双端法故障测距实现风电场集电线路的故障测距。对于行波法故障测距,影响其故障测距的精度为行波到达监测终端的时间和行波在风电场线路中传输的速度,因此利用大量风电场采集的数据,对风电场故障时刻行波进行研究。该算法对于风电场故障测距精度具有较大提升,可减小风电场运维工作量,实现风电场经济效益。     

风电场集电线路故障监测系统设计与应用研究

<正>从风电场集电线路故障监测着手,建立了故障监测系统,阐述了故障监测系统的主要构成及关键测距技术。该故障监测系统投入风电场集电线路的应用结果和数据表明,其具有良好的故障测距精确性与稳定性,大大减小了风电场故障排查难度,实现了风电场智能化运维。     

中性点经小电阻接地风电场集电线路单相接地故障测距研究

风电场集电线路呈现多分支、多电源接入的形态。线路发生单相接地故障后,不同分支上风机依据感受到的电压降的不同而自动投入不同的低穿控制策略,从而会导致输出不同的分支电流,使得基于阻抗原理的测距方法失效。该文巧妙地利用风机箱变高压侧采用三角形接线的现实,无零序电流回路,提出基于故障区段逐次搜索的单相接地故障测距方法,并引入描述故障点弧光接地的对数电弧模型,实现了较高的测距精度。仿真算例和实际案例数据验证了算法的有效性。该算法可同时求解得到故障点电弧的长度,为后续的故障类型辨识奠定了基础。     

新能源发电站集电线路故障测距方法

针对集电线路的故障定位问题,以故障工频单端测距方法为例介绍了阻抗测距法以及3种常用行波测距方法.结合新能源发电站集电线路本身的特点,指出传统故障测距法应用于新能源电站集电线路时的局限性,给出适用于集电线路的阻抗法和行波法.总结各个测距法的优缺点,给出新能源发电站集电线路故障测距建议.     

风电场集电线路行波故障测距及行波衰减研究

文章以某风电场安装集电线路行波检测装置为例,基于行波传输理论,利用仿真建模和风电场集电线路实际故障情况,研究出风电场集电线路发生故障时行波传输衰减特性。合理应用行波检测装置,有效减少风电场停电时间,降低故障成本。     

风电场单相接地引起全场停电的原因分析

针对某风电场集电线路CT下口单相接地故障造成的全风场停电事故,通过分析故障过程、故障历史记录、现场保护装置及设备情况等,找出故障原因,并为继电保护整定计算提供依据,最后结合规程规范要求采取相应防范措施,使风电场运行更可靠。     

小波模糊神经网络应用于配电网输电线的故障测距

在小电流接地系统单相接地故障特征分析的基础上，提出了一种基于故障后稳态及暂态电气量的小波模糊神经网络的故障测距方法。单相接地故障时的暂态分量故障特征非常明显，且故障暂态高频分量受故障前负荷的影响较少，故可以采用故障暂态分量描述故障模式特征并进行故障定位，鉴于已有的小波神经网络模型不适合于故障测距，作者从广义的小波神经网络概念出发，结合模糊控制理论，提出了适合于电力系统故障暂态和稳态信号分析的小波模糊神经网络方法，并将该方法应用于小电流接地系统直配输电线路的故障测距。理论分析及大量的EMTP仿真结果表明：本文所提出的小波模糊神经网络理论，模型及算法具有较好的故障测距性能，并可应用于电力系统的故障分析。     

基于神经网络建模的零序直流原理测距研究

针对电力电缆铺设隐蔽,发生故障时不易准确定位故障点的问题,研究了零序直流保护原理和人工神经网络技术在小电流接地系统单相接地故障测距中的应用。利用直流信号不受电网电容影响的特性,建立检测源与接地网电路模型。根据电路模型,建立其数学模型,由于模型中的一些参数复杂,则考虑采用神经网络对其未知量进行辨识,并将辨识好的数学模型应用于故障测距中。根据实验数据,对两种模型进行分析,结果表明利用神经网络辨识参数的方法能够准确、可靠地实现故障测距。     

消弧线圈接地系统单相断线故障的辨识与定位

在66 kV中性点经消弧线圈接地系统中,架空线路单相断线时有发生并产生虚幻接地现象,依靠传统三相电压特征法无法辨别单相断线和单相接地。针对此类情况结合故障实例,从理论上分析出了单相断线的影响因素和产生虚幻接地的原因,结合故障案例详尽比较单相接地和单相断线的断线点两侧变电站10 kV母线电压特征,提出单相断线辨别和故障定位方法,实现正确辨别单相断线与单相接地故障并能准确判断故障区间。为调度员辨别故障类型和故障定位提供依据。     

基于GPRS技术的配电线路故障自动定位系统

为解决小电流接地系统线路故障,尤其是单相接地故障的自动定位问题,提出一种实现配电线路短路故障和单相接地故障快速自动定位的新方法。该方法通过检测过流现象判断相间短路故障,通过在中性点投入中电阻增加接地故障电流有功分量的方法实现单相接地故障的检测。故障检测信息通过通用分组无线业务(GPRS)无线通信网络上报至自动定位系统主站,主站自动定位分析软件根据各节点上报的故障检测信息,可以定位出故障所在区段。     

基于暂态零序电流图像识别的配电网单相接地故障区域定位

为了提高配电网单相接地故障的定位准确率,提出一种基于暂态零序电流图像识别的配电网单相接地故障区域定位方法。通过PSCAD实现故障仿真,构建卷积神经网络(CNN)学习所需图像集。根据单相接地故障的两值性和分化性特征,基于Python编程进行图像预处理,采用VGGNet11网络结构对预处理后的字节形式故障样本进行训练,得到故障区域定位模型,并可视化分析模型分类效果。典型10 kV配电网模型数字仿真及现场试验均表明,所提方法能够准确实现故障区域定位,不受系统接地方式、故障电阻和初始相角的影响。可采用暂态录波型故障指示器采集线路暂态零序电流,信号获取方便。     

10 kV配电网单相接地故障交直流信号注入综合定位法

针对10 kV配电网单相接地故障,提出一种基于接地电阻和网络拓扑的交直流信号注入综合定位方法。该方法首先通过交流注入法估算接地电阻,对不同的接地电阻采用不同的信号注入方式和检测方式;然后结合网络拓扑和二分法原理,应用直流注入法确定宏观故障区域并进行故障点检测。综合定位方法可以有效处理接地电阻小于20 kΩ的各种单相接地故障,且不受网络结构、分布电容、线路参数和接地电阻的影响。仿真结果验证了该方法的正确性和可行性。     

基于负序电压变化量的灵活接地配电网永久性单相接地故障定位

针对灵活接地配电网,提出一种基于负序电压变化量的灵活接地配电网永久性单相接地故障定位方法。首先基于并联小电阻投入前后的负序电压变化量确定故障区域,其次根据零序电流修正投影比例系数判断故障分支从而确定故障区段,然后利用负序电压变化量测量值与计算值之间的偏差计算故障概率,对比故障区段内各个虚拟节点的故障概率进行精确定位,同时提出一种适用于该区段定位方法的测量点优化布置方案。最后利用PSCAD搭建仿真模型,仿真数据分析验证了所提永久性单相接地故障定位方法的有效性及可靠性。     

基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法

分布式电源(distributed generation, DG)大量接入使配电网继电保护面临严峻挑战。单相接地故障发生概率大,但故障信息十分微弱,特别是在DG多样化故障输出特性的影响下,有源配电网单相故障定位的准确性常难以保证。为此,提出了一种基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法。分析了配电网单相接地故障下DG的输出特性,建立了在不同故障位置下有源配电网的正序增广网络,构建了故障位置关于馈线出口以及DG输出电流的函数,建立了配电网单相接地故障位置模型,利用不同故障位置下短路电流矢量占比系数的差异性构建了新的故障定位判据。通过将单相接地故障定位问题转化为故障位置模型系数的求解问题,提高了故障定位的准确性和实用性。理论和仿真分析表明,在不同故障位置、不同过渡电阻下均能准确定位单相接地故障,具有原理清晰、故障特征量采集便捷、灵敏性和可靠性高的优点。     

结合决策系数和ESMD-TEO的集电线路故障定位方法

为降低海上风电场结构复杂、故障行波信号微弱等因素对集电线路故障定位的影响,提出一种基于决策系数与极点对称模态分解-Teager能量算子ESMD-TEO(extreme-point symmetric mode decomposition-Teager ener?gy operator)的集电多分支线路故障定位方法.分析...     

基于故障相接地的配电网单相接地故障自动处理

针对中性点非有效接地配电网单相接地故障处理难题,提出一种基于故障相接地的配电网单相接地故障自动处理方案。自动化系统由变电站内的故障相接地熄弧选线装置和配置于馈线开关的故障相接地启动保护装置构成。通过采用故障相接地手段实现单相接地故障的可靠熄弧,利用故障相接地断开前后的零序电压和零序电流变化特征实现永久性单相接地故障选线、选段、隔离和健全区域供电恢复。通过对故障相接地断开前后系统零序电压和零序电流的变化规律分析,构造了基于故障相接地断开前后基波零序电流比值的单相接地选线和选段判据。讨论了单相接地故障处理启动判据、故障相接地断开时刻感知、故障相接地断开前中性点中电阻投入必要性等关键技术问题。结合实例对所提出的单相接地故障处理过程进行了说明,并开展了实验验证,结果表明了所提出方法的可行性和有效性。