相间接地故障时常规选相元件动作行为分析及改进措施

针对高压线路相间接地故障时两故障相对地电阻可能不均衡的现象,通过对典型相间接地故障模型进行分析,总结出故障电流特点,并分析了此类故障情况下两种典型选相元件的动作行为。在此基础上,提出了相电流突变量的附加选相判据结合序分量的选相判据的综合选相方法。PSCAD和RTDS仿真表明两故障相对地电阻不对称的相间接地故障时,可能导致距离保护常规单独基于相间电流突变量原理和序分量原理的选相元件不正确动作,并验证了提出的综合选相方法的有效性。     

基于相位差的不对称配电网接地故障选相方法

在配电网中性点不接地及经消弧线圈接地系统中,针对传统接地故障选相方法未考虑泄漏电阻及三相不对称情况导致过渡电阻较高时选相错误的问题,论文提出了基于相位差的不对称配电网接地故障选相方法,考虑线路泄漏电阻及三相不对称参数,分析了故障相电压和故障前后中性点电压变化量的相位差与消弧线圈补偿状态及线路参数的内在联系,得出了接地故障选相判据,最后提出了配电网接地故障选相方法实现方案。在PSCAD/EMTDC仿真环境中搭建配电网接地故障模型,仿真结果表明在不同过渡电阻及消弧线圈不同补偿状态下判据均适用,验证了所提方法的可行性。     

基于电压突变量信息值的接地故障选相方法

为解决主动干预熄弧装置选相误判问题,研究了接地故障电压特征,针对不同接地电阻,分析故障前后电压量变化状况,计算电压突变量信息值形成选相序列,构建选相判别专家库,提出基于电压突变量信息值的接地故障选相方法,同时,根据合闸前后系统各线路零序有功分量变化特征实现装置选相校核,确保装置动作正确。该方法不受接地电阻大小影响,对各种接地故障具有较强适应性。利用Matlab进行建模和仿真,仿真结果验证了该方法的有效性。     

用电流故障分量判别故障类型及故障特殊相

本文应用线路一侧的电流故障分量判别线路内部发生三相短路、两相短路、两相接地短路、单相接地短路时的故障类型及故障特殊相。     

基于故障分量能量系数和PNN的故障选相研究

故障选相是高压输电线路继电保护正确运行的重要环节,也是精确测距的重要前提。传统的故障选相方法仅适用于简单故障,灵敏度较低,容易受系统运行方式、故障接地电阻等的影响。笔者在输电线路各相电流故障分量分析的基础上,借鉴信号能量的概念,给出了故障分量能量的定义,提出一种利用故障分量能量系数实现故障选相的新方法。该方法直接利用故障电流,提取故障分量并计算故障分量前2个周期的信号能量,得到故障状态下各相电流故障分量能量占电流故障分量总能量的比例系数,构造故障相识别特征向量,建立故障选相概率神经网络进行选相。仿真结果表明该方法不受故障初始角、故障位置和过渡电阻等因素的影响,能准确实现故障选相。仿真分析验证了其有效性。     

基于小波变换接地故障选相判据的改进

研究了目前基于小波变换的故障选相判据,发现在发生接地故障时,由于没有考虑线模、零模的不同传播速度和不同衰减情况,无法准确确定故障相。提出了一种改进判据．首先用有无零模分量判断是否发生接地故障;对单相接地故障,进一步用线模间的关系进行选相．不再考虑零模分量大小;对两相接地故障,利用故障相电流分量突变量大于非故障相电流分量的突变量,运用已有的线模分量判断故障相。编制了相应的程序。算例仿真结果显示．改进判据对各种短路类型均能作出正确选相。     

输电线路接地故障选相判据改进

经研究现有电力系统输电线路接地故障选相判据发现,当线路发生接地故障时,由于没有考虑线模、零模在传输过程中的衰减情况,直接利用零模量和线模量之间的幅值关系选相的判据出现误判。提出了新的改进判据,首先用有无零模分量判断是否发生接地故障,当单相接地故障时,进一步用线模间的极性关系进行选相,不考虑零模分量大小;当两相接地故障时,综合运用线模分量判断故障相。通过仿真,验证了改进判据的有效性。     

适应于逆变型风电接入系统的改进故障序分量选相方法

针对传统故障序分量选相元件在逆变型风电接入系统中可靠性较低的问题,提出了一种改进的故障序分量选相方法。首先,分析在最新风电场低电压穿越策略下,风电侧的故障序阻抗特性及传统故障序分量选相元件的适应性。然后,利用负正序、负零序阻抗相位差等效正负序、零负序电流分支系数相位差,以补偿传统序分量选相判据的相角误差。最后,采用补偿后的故障序电流相位差作为选相判据,实现了故障相的判别。同时通过调整零负序选相分区,使其具有较好的耐过渡电阻能力。仿真实验表明,在不同故障类型、故障位置和过渡电阻下改进选相方法均能可靠地选出故障相。     

一种电流故障分量高压线路保护选相元件

准确有效的选相元件是高压输电线路采用自动重合闸的前提，分析了线路发生不同故障情况下电流序分量之间的关系，提出了基于电流序分量间相位关系和幅值关系的选相新原理，对于接地故障，先利用零、负序电流相位关系判断故障发生在A，B还是C区，每个区域对应一种单相接地故障和一种两相短路接地故障；再用正序电流突变量和负序电流之间的相位关系来确定对应区域内的具体故障相别，该选相元件原理简单，相区划分的裕度角大，不受系统正序抗和负序阻抗不相等的影响，并且有很强的耐过渡电阻能力，EMTP仿真结果和动模实验表明，该选相元件能有效可靠地选出故障相，完全能满足现场要求。     

一种故障分量选相元件接地短路判据的修正

在详细分析故障分量选相原理的基础上,对传统故障分量选相元件的接地短路故障判据进行了修正。修正后的判据仅利用负序故障分量电流相位和正序故障分量电流相位之间的相位差,加入对零序电压分量的阈值判断来区分接地故障。克服了原判据由于零序电流分布因子与正、负序电流分布因子不相等而产生误判的缺点,较好地解决了接地故障误判断问题,同时简化了选相流程。仿真实验验证了该判据的正确性和稳定性。     

基于序分量无功功率的单相自适应重合闸

针对不带并联电抗器的超高压输电线路,提出一种基于序分量无功功率的单相自适应重合闸实现方法。当线路发生单相接地故障且故障相两端断路器跳开后,在永久性故障下,线路侧各相电压和电流值经短暂时间过渡到稳态,之后各序分量无功功率基本保持恒定;在瞬时性故障二次电弧尚未熄弧阶段,电弧电压和故障相端电压随电弧拉长不断升高,正序无功与负序无功呈现相反方向的增减变化。基于这一现象,采用线路侧断开处的正序与负序无功功率分量的变化率来区别永久性和瞬时性故障。在二次电弧熄弧瞬间,故障相电压相位会后移90°,此时正序与负序无功功率分别有不同极性的跃变,通过检测序分量无功功率的突变来捕捉熄弧时刻。该方法实现简单,耐过渡电阻能力强,受故障位置影响小,能适用于重负载线路。EMTP仿真验证了其正确性和有效性。     

基于序分量的辐射网三相潮流求解

提出了不对称运行条件下基于序分量的前推回代法求解三相潮流问题，三相潮流问题被分解成正序、负序和零序3个子问题，在求得各序间相互影响各序点注入电流之后，采取以下求解方法：对正序、负序网络沿辐射支路用前推回代的方法求解，对零序网用常规高斯塞德尔（Gauss-Seidel)迭代法求解，这样可加快求解的速度。实例表明：该方法对未完全换位线路且具有不平衡节点功率时有好的鲁棒性，与直接对三序都用常规Gauss-Seidel迭代法相比，具有收敛快的特点，总的计算时间可缩短，解决了不对称运行条件下的具有多级电压辐射网三相潮流的求解问题。     

不对称系统中基于FBD理论的无功电流快速检测方法

为克服传统FBD法(Fryze-Buchholz-Dpenbrock method)电流检测中低通滤波对检测速度和检测准确性的影响,对不对称系统中线性负载的无功功率检测方法进行研究,提出一种无功电流的快速检测方法。对总平均功率和瞬时总电压均方根与电压及电流正、负序分量瞬时值之间的数学关系进行推导,在对系统电压和电流进行快速序分解的基础上,利用其序分量的瞬时值直接计算总平均功率和瞬时总电压均方根。通过对总平均功率和瞬时总电压均方根的直接计算,取消了传统FBD法无功电流检测中的低通滤波器,简化了检测方法,提高了无功电流的检测速度和检测准确性。该方法适用于三相三线系统中不平衡情况下的线性负载无功电流检测,仿真验证了该检测方法的正确性和可行性。     

基于改进型自适应滤波器的正负序分解方法

针对分布式发电系统微电网并网的控制需求,文中介绍了一种三相电网电压信号正负序分量的提取方法,作为电网信号处理和同步的工具。基于多结构ANF的方法能够估计出电网信号的频率、振幅、基波及其正交分量等有用信息,利用基波及其正交分量信息能检测出电网中的正负序分量,但当电网信号的幅度或频率变化时,传统多结构ANF方法性能将降低。文中通过优化ANF的动态方程,提出一种改进的ANF结构,使其具有频率和幅值自适应性,并将改进后的多结构ANF用于电网信号正负序分量的提取。MATLAB仿真结果表明,该方案对电网信号中存在的电力系统干扰具有很高的抗干扰度,当三相电网信号不平衡时,其频率和幅度估计性能优于传统的多结构ANF正负序提取方法。     

基于六序分量法的六相输电系统故障选相

六相输电是多相输电技术中最接近实用化的一种.针对其多达120种的故障,运用同正、负、零序和反正、负、零序的六序分量法分析六相系统故障,变换得到的各序分量物理含义清晰.六相系统中的同序量、反序量分别对应于双回线中的反序量、同序量,依据故障边界条件构成的复合序网得到了六相系统的序分量特征以及与六相系统兼容运行的三相系统序分量特征.在此基础上,提出一种判别六相输电系统故障类型的方法,可用作六相输电线路的选相元件动作判据.     

基于对称分量模型的电力系统短路故障计算方法

对称分量法及其序网联接技术是电力系统故障处理的传统方法，但目前存在着许多因素引起了网络参数的三相不对称，以至序网无法分离，序网联接技术失效。该文以相分量故障处理方法为依据，提出了一种相分量坐标下的故障向量变换法。采用多态计算技术，用矩阵变换代替传统的数值计算，用不同的矩阵参数表达各种对称和不对称短路故障的特点，以使用统一的公式计算短路故障，将该方法推广至对称分量坐标下，无需序网联接就可以实现对称分量坐标下短路的故障处理，简化了短路电流计算编程的难点，分析了组合故障等情况，给出了新方法的处理结果，用实例证明了该方法简单实用的优越性。     

不对称三相电路谐波和负序电流的实时检测方法

对于不对称三相电路，电力有源滤波器能同时抑制谐波电流、负序电流分量，还能补偿基波无功功率。为此需准确检测这些电流分量，文中提出了一种实时检测不对称三相电路谐波和负序电流分量以及基波无功电流分量的方法，并对该检测方法进行了理论分析。用PSpice软件仿真证明了所提方法的正确性。     

电网中三相电压不对称谐波及负序电流检测方法的研究

大功率电力电子器件的应用，使得电网电流或电压波形产生畸变，进而使系统的电能质量下降。准确检测这些电流分量，正确评价用户电能质量的好坏，已经是非常迫切的问题。为此，本文提出了一种在三相电压不对称情况下，实地检测电网谐波，负序电流分量以其波无功电流分量的方法，并对该检测方法进行了理论分析，实验和仿真证明了所提方法的正确性。     

基于小波变换的d-q电力谐波检测法研究

为了更有效地治理电力系统谐波污染,文中采用一种基于小波变换的d-q电力谐波检测法。该方法使用小波变换将基于瞬时无功功率理论d-q法的LPF滤波环节替换,并在Park变换后滤除负序分量。小波变换采用小波多分辨率分析实现,将小波变换后的直流分量和各次交流分量进行重构,分别得到三相电流的基波和各次谐波。在PSCAD/EMTDC中进行基于小波变换的d-q法建模和仿真实验,并通过与d-q法的仿真结果进行比较来验证该方法的可行性和精确度。结果表明该方法能够更精确的检测基波和各频段谐波分量。     

直驱永磁同步风电机组不对称故障穿越的研究

分析电网发生不对称故障对直驱永磁风力发电机组(D-PMSG)的影响,研究其控制策略,以提高其不对称故障穿越的能力。把电网电压实时引入机侧整流器参考功率的计算中,提出了按照电网正序电压和其额定电压的比减小发电机输出功率的控制策略。建立了经背靠背双PWM变流器并网的D-PMSG仿真模型。机侧整流器控制内环采用电流前馈控制,外环采用功率环控制发电机输出功率。网侧逆变器控制内环采用电流前馈控制,并控制负序电流为零,外环采用电压环稳定直流电压。仿真结果表明,在不对称故障时,这种策略保持了发电机功率平衡和变流器功率平衡,限制了直流电压的升高,保持了逆变器三相电流对称,实现了机组不对称故障穿越。