基于遗传算法的区域电网智能保护

通过对广域保护应用基础研究,提出一种利用区域电网信息的智能保护系统,与现有主保护协同工作,加强电网继电保护水平,简化后备保护。同时,针对广域信息采集易受干扰而出现信息丢失或畸变等实际问题,以及现有广域保护原理对此考虑不足的情况,提出了包括基于状态关联的区域保护原理与基于遗传算法故障判别原理的区域电网智能保护的决策模块及其工作机制。建立了基于遗传算法的故障数学模型,仿真试验验证了该模型的有效性及高容错性。     

柔性直流输电对交流系统负序方向元件影响分析

介绍了柔性直流换流器等效模型,分析了负序方向元件在含柔性直流系统的交流系统电网中的适应性,并通过仿真研究对理论分析进行了验证,提出了保护配置建议。仿真结果表明,交流电网不对称故障时基于负序方向元件的纵联保护可能拒动或误动,对柔性直流换流站出线不宜采用基于负序方向元件的纵联保护。     

电力系统广域继电保护研究综述

分析了传统继电保护在保障电网安稳运行时存在的问题,对基于广域信息的继电保护研究涉及的主要内容进行了综述,包括:在线自适应整定、潮流转移识别、基于故障元件识别的广域后备保护.在线整定的目的是根据系统运行方式的变化,调整保护定值至最佳状态.计及的运行方式变化包括:电力设备投退、发电机出力与负荷变化等.潮流转移识别旨在防止传统后备保护的不适当动作引发电网连锁跳闸事故,主要方法有:支路开断前后输电断面的有功潮流比较、相邻支路电流比较.广域后备保护利用电网多点量测信息确定故障元件的具体位置,从根本上克服了传统后备保护整定复杂、可靠性低的问题.主要研究包括:基于传统主保护理论的故障识别算法、广域信息的容错性算法.最后,提出了以基于故障元件识别的广域后备保护为基础,构建面向智能电网的广域继电保护系统,并对其发展方向进行了展望.     

基于概率神经网络的广域后备保护故障判别研究

广域后备保护采集各节点相关信息,以判别电网某区域的故障元件。利用PNN的良好分类和容错能力,提出了基于PNN的广域后备保护故障判别新方法。以线路故障方向元件、线路距离Ⅱ段测量元件、主保护动作状态为PNN网络输入,利用确定故障下的状态信息矩阵作为训练样本,训练PNN网络;再用随机故障时的元件状态信息向量作为测试样本,通过大量仿真实验,模拟了多种信息不准确情况下的故障判别结果。实验证明基于PNN网络的广域后备保护故障判别,具有很好的容错性和正判能力。     

基于判别分析方法的电网故障元件定位方法

为满足后备保护的自适应调整定值等广域智能化控制的时限要求,提出了一种新的基于判别分析方法的故障元件定位方法。利用广域测量系统提供的实时电网电气量信息,根据故障后故障元件电气量变化显著的特点定位故障元件。该方法分2步实施:应用判断均值是否相等的F检验判定出初判故障元件组;依据马氏距离判别分析方法,最终判别出故障元件。可在后备保护动作时限前定位出故障元件,结果准确有效。     

基于故障电压比较的广域后备保护新算法

提出了一种基于故障电压比较的广域后备保护新算法,有助于解决传统后备保护整定配合复杂,潮流转移时易误动等问题。该算法利用线路一侧电压、电流故障分量的测量值推算另一侧电压故障分量,以推算值与测量值的比值识别故障元件。并通过故障区域检测降低广域信息传输量,加快故障元件识别速度。该算法原理简洁,对保护范围内多点量测数据的同步性要求较低。基于川渝500kV电网测试系统的仿真结果表明,该算法在电网高阻接地、非全相运行、故障转换及重负荷转移等情况下均具有良好的动作性能。     

基于综合变权的分层模糊petri网电网故障诊断方法

为实现对电网故障元件的准确诊断,基于综合变权思想提出了考虑动态权重的分层模糊Petri网(HFPN)评估模型。建立包含可疑故障线路送受两端的主保护、近后备保护以及远后备保护子网,对三类保护建立综合诊断子网,构成对线路故障诊断的双层模型。针对传统固定赋权在警报信息缺失情况下可能造成对故障线路误判的弊端,计及元件的状态水平对决策的动态影响,对模型赋予动态权重以放大动作元件的真实度。融合固定权重和动态权重的故障诊断方法能够有效识别信息缺失情况下的故障线路。通过对典型电网进行多组故障案例仿真,结果表明所提出的基于综合变权的Petri网诊断方法可提高故障诊断的准确率。     

智能变电站新型站域后备保护研究

为解决传统变电站后备保护在配置和原理方面存在的问题,提出了适用于智能变电站的基于电流差动原理的站域后备保护新方案。该方案以变电站及所有出线为保护对象,定义了四类不同特性的差动区,根据其处于制动状态或者差动状态来实现故障定位,并根据主保护和断路器的动作信号确定后备保护的跳闸策略。详细阐述了站域差动后备保护的工作原理、故障元件定位流程以及主、后备保护之间的协调控制方法。采用该方案的智能变电站,保留传统的面向间隔的主保护,集中配置站域后备保护,简化了后备保护的配置和整定。利用PSCAD软件构建了典型变电站仿真模型,对正常运行、保护区内外故障等不同运行状态进行了全面仿真,验证了所提方案的正确性。     

关于500kV线路光纤纵联保护的运维研究

500k V电网是骨干网架,其主保护为光纤纵联保护,做好该类保护的运维工作的意义十分重大。文章首先介绍了光纤纵联保护的原理和通道介质,其次论述了保证线路两端保护逻辑协同的时钟设置、纵联码标定等内容,接着重点分析了光纤纵联保护的故障排除方法、日常运维要点、各运维专业的分工界面以及提升光纤纵联保护"综合生存能力"的针对性措施,最后本文就运维工作中如何高效进行光纤纵联保护的定检进行了适当探析。     

基于联锁的110 kV区域电网线路保护原理及其应用

针对110kV电网的特点,分析了阶段式距离保护在多级线路结构的电网中逐级配合困难的问题,提出了基于联锁的区域电网线路保护原理。该保护原理结合了本线路距离保护和线路对侧变电站的母线电流差动保护、线路距离保护的故障判别结果,从而实现全线范围的快速动作后备保护功能。该保护原理集成于区域保护与控制系统中,通过站域保护设备之间的动作信息发布/订阅,实现了基于联锁的区域电网线路保护功能。基于该原理的区域保护与控制系统已通过仿真测试并投入试运行,其原理的正确性得到了验证。     

新型广域后备保护方案的研究

对一种新型广域后备保护方案进行研究。该保护利用现代通信网络和时间同步技术,通过对广域范围内的故障电流及开关位置信息的采集和综合分析,判断故障区域和开关动作情况,利用实时网络拓扑图和跳闸函数实现最优后备保护跳闸方案。它不存在传统后备保护中动作时限和动作区域相互配合的问题,能大大缩短保护的整体动作时间,优化后备保护的整体功能。应用实例证明了该保护所具有的优点。     

基于贝叶斯网络的电网复杂故障推演新方法

为了分析电网复杂故障过程,基于保护装置与断路器的动作信息构建贝叶斯网络,提出了电网复杂故障推演新方法。应用电网实际拓扑结构信息、继电保护装置和断路器的动作信息构建贝叶斯网络。基于贝叶斯网络进行故障元件诊断,针对远后备保护、近后备保护误判的两种特殊情况,制定了专家系统规则实现保护拒动、误动的识别。将保信系统上送信息与拒动误动分析结果按主保护层-近后备保护-远后备保护-断路器层顺序进行信息整合,推演出发生故障时各层保护装置以及断路器动作先后顺序,实现了电网复杂故障推演。     

基于光纤网的后备保护系统的研制

在继电保护体系中,后备保护不正确动作对系统的影响非常大,随着电网结构日趋复杂和运行方式日益灵活,后备保护的整定也日益复杂和难以协调,这也是造成电力系统级联跳闸的主要原因。文章研制了基于光纤网的后备保护系统,利用网络和通信技术,在传统后备保护系统中增设了集中智能控制处理环节,增强了电力系统安全防御第一道防线的安全可靠性。文章阐述了该系统的结构、功能设置和算法, 并进行了详细的仿真,仿真结果验证了该保护方案的可行性和优越性。     

基于GPS的广域保护终端装置研究

为从整体或区域电网的角度提升继电保护系统的性能、构建实际的广域保护系统,介绍了一种基于全球定位系统(GPS)的广域保护终端装置。该保护终端装置采用模块化结构,每个终端都配置了GPS信号模块和远程通信模块,可通过专用的通信网络共享电网广域信息。阐述了由该终端装置构成的保护系统利用电网广域信息进行保护策略的制定,实现电网中不同地点保护之间动作的协调配合,实现快速的和最小范围的故障隔离,加速后备保护的动作,改善后备保护的性能,并能实现自适应保护。最后,从应用的角度讨论了该装置在实际运行中需要注意的GPS信号可靠性与通信可靠性等关键问题。     

基于故障关联系数的广域后备保护新方法

为了降低广域后备保护通信量,提高故障识别的容错性,提出了基于故障关联系数的广域后备保护新方法。在故障发生后,主站对子站上传的母线各序电压比例系数进行排序以确定候选故障线路。然后,主站向相关子站索取候选故障线路及其相邻线路的保护和方向元件的动作信息,用于计算线路的故障关联系数。最后,主站通过融合线路的故障关联系数并且和设定的门槛值进行比较来实现故障线路的识别。仿真算例表明,新算法广域通信量小,并且具有较高的容错性,可提高广域后备保护的性能。     

基于PSO-LIBSVM的广域后备保护新算法

广域后备保护利用电网线路IED和母线IED采集各元件相关信息,构造基于PSO-LIBSVM的线路和母线故障识别网络。以IED采集的信息作为输入向量,建立故障识别网络的训练样本矩阵;PSO算法寻找最优LIBSVM运行参数并训练故障识别网络,利用随机故障下的测试样本矩阵对线路和母线识别网络进行测试,以识别电网故障元件IED,进而确定故障元件。通过大量实验仿真了多种信息不准确情况下的故障识别,实验证明基于PSO-LIBSVM的广域后备保护新算法,识别准确率高,具有很好的容错性。     

基于区域多信息融合的广域后备保护算法

针对广域保护通信流量大、容错性低等问题,提出了一种基于区域多信息融合的广域后备保护算法。首先,对保护系统进行区域划分,并根据故障电流的分布特性进行故障区域搜索,以减少广域保护的通信流量。其次,对故障区域内的保护动作信息进行归一化处理,并计算线路故障证据的基本概率赋值。最后,采用改进的D-S证据理论进行证据融合,进而识别故障线路。基于PSCAD搭建IEEE 39节点系统进行仿真验证,结果表明该算法能有效识别各类型故障,具有广域通信量小,信息容错性高等良好性能。     

光纤保护接口技术

在全线速动线路主保护配置中纵联光纤保护逐渐占据主导地位,主要讨论了构成纵联光纤保护两端或多端间相互交换保护信息所需接口设备的相关技术,如保护专用光端机技术、复用数字通道技术和同步采样技术等。光纤保护系统的组成主要包括光通信接口设备、光通信系统和光纤保护装置。主要对不同光纤差动保护同步技术和不同光纤保护同步传输技术作了详细比较,认为采样时刻调整法、采样数据修正法是较实用的差动保护同步技术,专用光纤接口、专用SDH系统E1通道接口是应优先采用的光纤保护同步传输技术。     

具有高阻接地故障辨识能力的和阻抗继电器

为构建应对单相高阻接地故障的后备保护,通过对线路两端测量阻抗信息的整合与分析,发现其测量值之和在区内故障时和区外故障时有较大差别,进而提出一种采集测量阻抗稳态值、判据具有自适应性且专门应对单相高阻接地故障的和阻抗继电器。仿真与分析表明该继电器能够反映高阻接地故障,受系统运行方式变化影响小,能够确保不误动,线路非全相运行时仍可靠工作,对数据同步性要求极低,反映高阻故障能力远优于纵联距离保护和纵联差动保护,能够有效补充现有主保护。     

应对线路差动主保护丢失的后备保护应急方案

超高压输电系统中,存在单间隔或多间隔线路差动主保护丢失后后备保护在线路区内故障时可能存在动作延时长、失配导致的误动或拒动风险。针对单间隔或多间隔线路保护装置闭锁、通信设备异常、通信通道故障导致的线路差动主保护丢失工况,分析了后备保护的适应性,提出了基于站域开关量信息采集来判断不同工况导致主保护丢失的识别逻辑。并制定了基于站域共享信息的后备保护主动和被动加速自调整应急优化方案,缩短后备保护的动作时间和自适应调整后备保护的动作范围,并通过仿真验证。仿真表明,优化后的应急后备保护实现线路差动主保护丢失后由距离保护和零序保护快速有序切除故障。