基于固有频率的超高压线路选相新方法

故障后由于分布电容引起的高频分量在频域表现为固有频率主频的谐波形式,分析了影响固有频率的各种因素,提出了一种基于固有频率的超高压输电线路故障选相新方法。该方法采集输电线路单侧故障后电流,通过模量变换获取模分量,利用多信号分类(MUSIC)算法求取模电流频谱,利用频谱特征进行故障类型识别,确定故障相。理论分析表明,故障后的各种频率信号中,除了工频信号以外,固有频率信号是明确的,且信号较强,便于采集。与传统选相方法相比,该方案可以准确、快速地识别故障类型,确定故障相别,且不受系统振荡、负荷电流、故障时刻和系统运行方式的影响,受TA饱和的影响较小。仿真分析验证了该方法的灵敏性和可靠性。     

一种基于固有频率的超高压线路相间保护方案

在分析影响固有频率因素的基础上,提出了一种利用固有频率的超高压输电线路相间故障保护方案。理论分析表明,故障后产生的各种频率信号中,固有频率信号是明确的,且信号较强,便于采集。该方案利用线路两侧的固有频率主频差和阻抗判据区分区内、外相间故障,可以有效提高区内故障时保护的动作速度,同时保证区外故障时保护不误动。该方案不受系统振荡、负荷电流、故障时刻、过渡电阻、故障点位置和系统运行方式的影响,受电流互感器饱和的影响较小。ATP仿真和MATLAB分析验证了该方案的有效性。     

基于VMD-后向预测prony的直流混合线路故障测距方法

直流线路采用架空线和电缆混合的拓扑结构时,会造成频谱混叠,影响固有频率主频的提取,故障距离和固有频率的关系也变得复杂。针对这一问题,提出一种基于VMD-后向预测prony来确定固有频率的直流混合线路故障测距方法。首先,通过VMD算法分解得到多个IMF分量;其次,选取暂态信息丰富的IMF分量,采用后向预测prony算法确定固有频率主成分对应的频率值,以确定故障区段;最后,根据对应区段线路的故障距离和固有频率的关系式计算故障距离,实现测距。仿真结果表明,该方法频率提取精度高,在保留固有频率法耐过渡电阻能力强的特点的同时,提高了故障测距精度。     

固有频率与行波时域定位结合的多端直流混合输电线路故障定位方案

为解决多端直流混合输电线路故障定位以及传统故障定位存在的波速影响的问题,本文对不同拓扑结构的线路提出定位方案。利用变分模态分解与Teager能量算子结合固有频率和行波时域定位确定了新型的定位方案,同时利用固有频率识别不同拓扑下的故障区域,并将Schavemaker电弧模型应用于弧光高阻故障影响分析中。PSCAD/EMTDC平台仿真结果表明,本文方案能准确定位不同区段的故障,综合的定位误差为+/-500 m。在方案稳定性分析中,结果表明在高阻、高噪声以及弧光高阻情况该方案仍能表现良好。最后,将本文方案与行波双端时域定位方案对比,本文方案可有效避免线路参数变化的影响。     

家用电冰箱压缩机零件固有频率对噪声影响的分析

本文分析了零件固有频率对家用电冰箱压缩机噪声的影响;运用力锤激振法分析压缩机整机及主要零部件的固有频率,分析出单个零件和整机固有频率对压缩机噪声的影响因素,确定修改方案后.对零件进行优化,达到有效降低压缩机噪声的目的.     

基于行波固有频率的特高压直流输电线路纵联保护方法

故障后行波在故障点与线路终端间来回反射,形成的固有频率与故障距离有明确的数学关系。特高压直流(Ultra High Voltage Direct Current, UHVDC)输电线路的边界由平波电抗器和直流滤波器构成,与交流线路相比,线路故障后形成的行波固有频率更加清晰。基于此,提出了一种利用线路两端固有频率主成分特征的特高压直流输电线路纵联保护方案。根据电流变化率构造故障启动判据;用MUSIC方法对故障后的暂态电流数据进行频谱分析,利用区内外故障时线路两端固有频率特征差异构造保护判据;利用原始行波信号和解耦后行波信号提取的固有频率主成分构造选极判据,形成完整的基于行波固有频率的特高压直流输电线路纵联保护方案。在PSCAD/EMTDC中建立特高压直流输电系统模型,并在不同故障工况下对该保护方案的适应性进行仿真。大量仿真结果表明,该保护方法在不同故障工况下均能可靠、快速动作,具有较好的适应性和实用价值。     

基于复解析带通滤波器的固有频率自适应提取原理和方法

超高压线路故障时产生的周期性暂态高频分量,在频域上表现为一系列固有频率的形式,该频率随故障点位置、系统运行方式和过渡电阻变化而变化.针对传统快速傅里叶(FFT)算法,在采样频率较高的情况下,频率分辨率不足,无法准确识别固有频率的问题,提出了一种基于复解析带通滤波器的固有频率自适应提取方法,首先对故障后的电流进行FFT分析,确定固有频率的大致范围,然后设计复解析带通滤波器对原信号重新下采样、滤波,经移频得到新信号,对其进行FFT谱分析,得到固有频率的准确值.利用PSCAD对一500kV输电系统进行了仿真验证,仿真结果表明,该方法能够有效提高频率分辨率,可以准确提取固有频率值.     

基于三迭代算法的输电线路故障测距方法

提出了一种基于改进的联合对角化算法的故障测距方法,能较为精确地确定输电线路故障距离。该方法首先对含有丰富故障信息的高频暂态分量进行相模变换,然后分别用FFT和TIA分析所选的模分量,结合两种算法的结果,确定出相邻两个固有频率之差,进而计算出故障距离。用MATLAB对-例500kV输电系统进行了算例仿真,结果表明,该方法能较为准确地提取出固有频率之差,测距精度很高。     

基于模态分析的变压器铁芯故障诊断

为诊断变压器铁芯松动故障,提出了基于模态分析的故障诊断方法,通过变压器振动信号与铁芯固有频率的共振响应识别变压器故障。该方法的应用首先需要确定变压器铁芯固有频率随铁芯松动的变化规律,采用仿真软件ANSYS Workbench确定了变压器样机不同预紧力下铁芯固有频率的变化规律,再结合实验条件下采集的变压器铁芯故障前后的振动信号,验证了振动信号与铁芯固有频率的共振响应可以有效反映变压器故障状态。研究结果表明,铁芯固有频率会随着松动程度增加而减小。变压器样机发生铁芯松动故障后,振动信号与铁芯固有频率在500 Hz分量处发生共振,幅值出现显著增大。     

基于行波固有频率的电网故障定位方法

基于行波固有频率的输电线路故障定位方法,无需识别行波波头及检测行波到达时刻即可实现精确故障定位,具有一定优势.电网发生故障时,故障行波将沿不同的路径传播,且其频谱中包含反映不同传播路径的固有频率分量,该频率值与行波传播路径的长度间存在一定的关系.基于此,提出一种基于行波传播路径及其固有频率的电网故障单端定位方法,该方法首先根据故障行波的固有频率值判断故障线路,然后根据反映包含故障点的行波传播路径的固有频率值精确计算故障距离.大量仿真分析表明,该方法能准确地判断出故障线路,精确地估算故障距离,且不受故障位置、故障类型、故障电阻、故障初相角的影响,具有较好的适应性和一定的实用价值.     

快速评估电力系统频率稳定性的方法

针对动态分析频率稳定性计算费时、无法满足在线应用的难题,从静态分析的角度提出了一种快速评估频率稳定性的方法。该方法以故障后稳态频率或近似故障后稳态频率为评估指标,并以最大故障后波动频率为辅助指标。文中建立的3个指标数学模型均是代数方程,不包含微分方程。这些指标具有计算速度快、符合物理实际的优点,可以满足大型电网实际在线应用的需要。算例仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

一种提取行波自然频率的单端故障测距方法

在行波故障测距法中,对准确提取行波波前到达时刻的信号处理方法的研究一直是重点和难点。该文提出一种基于提取故障线路自然频率的单端测距新方法。在输电线上传播的行波在频域上表现为一个特定频率的谐波形式,称为行波的自然频率。采用复小波对故障后电流或电压信号进行连续小波变换,再对小波参数进行后处理以提取主自然频率,结合行波在该频率的波速,计算得出故障发生的距离。运用该算法对大量故障仿真实例进行了分析,结果验证了算法的可行性及其精度。     

基于WAMS的电力系统受扰轨迹预测

基于相量测量单元（PMU）上传的实时功角数据，应用曲线拟合理论，提出了一种电力系统事故后功角轨迹快速预测的新方法。该方法从一个简单电力系统调速控制模型出发，推导出了功角与时间关系的数学模型，即功角随时间呈正弦衰减变化。由此提出了利用三角函数曲线拟合技术，对功角受扰轨迹进行预测。对IEEE 9节点系统与华北电网进行了仿真计算，结果验证了该方法的有效性。此外，与多项式曲线拟合法的对比分析表明，该方法优于传统的多项式曲线拟合法，具有更好的预测效果。     

江苏电网低频低压减负荷优化配置研究(二)——研究方法与动态模型参数的获得

采用时域动态仿真法研究了江苏电网及各分区电网的频率电压动态特性,分别得到了江苏全网和各分区电网的综合负荷频率响应系数。对江苏电网现行低频低压减负荷方案进行了校核,表明可能出现负荷过切、频率悬浮等问题。给出了江苏电网新的低频低压减负荷优化配置方案。研究表明,采用轮级间协调的集中控制型减负荷装置并配以后加速机制可以有效地改善故障下频率电压恢复曲线,减少切负荷量。     

基于故障后最小动能轨迹的同步发电机暂态稳定性分析方法

为了简单并准确地分析同步发电机暂态稳定性,提出结合时域仿真,并分别利用故障后系统稳定和不稳定时的故障切除时间和最小动能线性连接的交点,得到同步发电机的故障临界切除时间的混合评价方法。针对同步发电机模型不考虑阻尼和考虑阻尼2种情况,对提出的基于故障后最小动能轨迹暂态稳定性混合评价方法,分别进行了故障临界切除时间的计算,并和传统的故障后最小动能轨迹方法、时域仿真方法结果进行了比较。结果表明混合方法计算精度优于传统的故障后最小动能轨迹方法,该计算方法比时域法更简单。     

基于功率分布特性法分析和控制区间联络线功率振荡

针对故障后区间联络线功率振荡的问题,结合动态稳定分析理论提出采用电网支路功率分布特性法分析发电机状态量对联络线功率振荡的影响,并制定相应的控制措施。根据故障后系统的网络情况,分析各电源出力对联络线支路传输功率的影响程度。运用矩阵束分析法对故障后联络线功率进行模态分析,识别系统主要互联振荡模式幅值,并基于上述分析提出根据联络线支路功率综合贡献因子调整故障后各区域发电机出力的方法抑制互联区域振荡。采用CEPRI 8机36节点系统对该方法的有效性进行了仿真验证。仿真结果表明,所述控制方法显著地提升了系统阻尼,能够抑制故障后系统的区间功率振荡。     

多区域单机等效法分析和控制故障后区间振荡

针对故障后系统的区间振荡,提出改进的单机等效法分析不同区域间的相互作用,并制定相应的控制措施。根据故障后各发电机功角的振荡轨迹,将系统划分为若干个主导振荡区域和非主导振荡区域,并将多区域系统进一步等效为单机无穷大母线(one machine infinite bus,OMIB)系统。定义并计算不同区域间的相对动能及OMIB系统动能,用于分析不同区域间的非线性相互作用。采用傅里叶频谱分析和Prony分析辨识OMIB系统参数,得到故障后系统的主导振荡模式及相应的阻尼比。基于上述分析,提出调整故障前各区域发电机出力的方法以减少区间的相对动能,抑制互联区域振荡。算法用于分析和控制IEEE5区域16机标准测试系统的故障后区间振荡。仿真结果表明,算法不但能准确辨识故障后的主导振荡模式,且能分析多种区间模式的非线性相互作用;控制措施显著地提升了系统阻尼,抑制了故障后系统的区间低频振荡。     

基于横差模电流暂态能量的同杆双回线保护方案

利用同杆双回线内部故障和外部故障的特点,构成了能准确区分区内、区外故障的速动保护方案。将同杆双回线各回线故障后的电流量分解为不同频段上的暂态信息和稳态信息,得到故障后电流的暂态特征,利用暂态特征的差值构成基于横差模电流暂态能量的保护方案,利用相继动作方法可迅速切除同杆双回线内部的各种故障。保护的灵敏度不受过渡电阻、雷击、故障类型、负荷电流、系统运行方式等因素的影响。此外,由于保护的数据窗很短,电压互感器、电流互感器的传变特性对保护的性能没有影响。     

正交滤波相量算法的故障暂态响应及校正方法

正交滤波相量算法在故障暂态过程中的响应与故障前电气量及故障初相角有关,输出结果不确定。为更快得到准确的故障后相量,利用正交滤波器的等效变换提出1种校正方法,以故障起始时刻为起点,仅利用故障后的采样值,随着不断扩展的数据窗,迅速将正交滤波相量算法输出校正到故障稳态结果,通过理论分析和数字仿真验证了该校正算法的有效性。所提出的校正算法适用于电流、电压、阻抗等电气量的计算,不受频率偏移和故障前电气量影响,相比于滑窗相量算法和两点乘积等短窗算法,性能有较大提高,且计算量增加不大。     

一种高压输电线路故障暂态分量自由振荡主频率的估算方法

由于高压远距离输电线路分布电容很大,故障后产生的自由振荡频率分量不可忽略。在自由振荡频率分量中最接近于工频分量的称为自由振荡主频分量。针对自由振荡主频分量,以往的分析方法仅利用经过反复验证才能应用的推论进行推导,缺乏普遍意义,并且推导得出的衰减时间常数并不准确。针对此问题,基于继电保护中经常采用的假设"系统元件阻抗角相等",提出一种新的暂态分量分析方法,推导出高压输电线路自由振荡主频的表达式以及主频范围,简便、清晰地估算出自由振荡主频率的大小,验证自由振荡主频率存在于一定范围内,实现了对主要暂态分量的理论分析,为其在继电保护方面的应用提供理论基础。新方法推导得到的衰减时间常数更加准确。并且,文中还将这种新的推导方法应用于接入并联电抗器等场合的暂态分析中。最后利用PSCAD对特高压线路模型进行仿真,仿真结果证明了新分析方法的正确性。