基于振荡边界圆的失磁保护新判据研究

提出了一种新的失磁保护判据——振荡边界圆判据,来解决传统的失磁保护阻抗元件无法区分失磁与振荡这一问题。推导了发生振荡时机端阻抗轨迹的方程,经过分析得到系统发生低励磁振荡时,低励程度越深,机端阻抗轨迹圆越小,并且形成包含关系。根据这一结论,提出振荡边界圆判据,当机端测量阻抗轨迹进入振荡边界圆内,认为发生了失磁故障,保护直接动作,通过仿真验证了该判据的正确性。针对振荡边界圆判据,提出了一套新的失磁保护方案,并通过实例分析,验证了新失磁保护方案的有效性。     

自适应振荡闭锁判据的实现

探讨了在实际可能的系统运行工况和振荡模式下,采用"圆套圆"自适应振荡闭锁判据时,振荡轨迹在内圆停留的时间与跨越时差比值的实际最大值,在此基础上提出了一套完整的自适应振荡闭锁新策略.最后通过EMTP仿真实验验证了新方案的有效性.     

关于振荡角的振荡中心电压和ucosφ的变化特征

基于等值电势幅值不等的双机系统在失步过程中振荡角的振荡中心位置公式,研究了振荡角的振荡中心电压公式及其变化特征。研究发现,在一个失步周期中,当δ在0°和360°附近时,ucosφ可能并不能代表系统中任一点的电压,没有具体的物理意义。但在其它情况下,ucosφ基本能够反应失步断面联络线上最低电压点的变化特征。故提出了基于ucosφ轨迹特征的失步解列装置启动判据,该判据能够在系统失步前准确启动装置,并对利用ucosφ轨迹实现振荡闭锁功能进行了探讨。最后,通过仿真进行了必要的说明。     

基于振荡中心电压的对称性故障开放新判据

本文利用计算电压为一余弦函数且在系统振荡时等于振荡中心电压、而在三相短路时的其值不大于电弧电阻上的压降的特征,并考虑在振荡时的一个较短的时间内,可认为计算电压是匀速变化的特点,提出了一种振荡中对称性故障开放判据。当计算电压在0附近小区间内停留的时间超过计算获得的预期时间时,说明发生了对称性故障,开放保护动作。新判据与振荡周期自适应,易于整定,易于实现。仿真结果证明了该判据的正确性和有效性。     

SCS-500L功率振荡解列装置的研制

SCS-500L功率振荡解列装置的判据基于功率振荡轨迹,原理简单,可控性好,工程应用方便。该装置采用高速数字信号处理技术,具有运算速度快、精度和可靠性高、人机界面友好等方面的优势,可适应电网结构和系统工况的灵活多变性。最后利用数字仿真验证了该判据和装置的有效性。     

多频振荡下失步解列判据的适用性分析

目前国内使用的失步解列装置应用的失步判据都是在两机失稳的情况下推导得出,在多频失步振荡情况下是否仍然适用值得探讨。以三机等值系统为模型,推导出各电气量的表达式,得出在多频振荡时失步中心在不同线路之间以及同一线路的不同位置之间发生迁移,而且各机组越不同调,失步中心可能在更多的线路之间发生迁移。此外,对基于Ucosφ轨迹、测量阻抗轨迹以及视在阻抗角变化规律的三种失步解列判据在多频振荡情况下的适用性进行分析研究,可知三种失步判据都存在误判的风险,建议将基于视在阻抗角判据与线路两端相角差判据配合使用,提高失步解列装置的正确性。     

测量阻抗的振荡轨迹识别

振荡是电力系统中一种严重的异常运行状态,容易引起距离保护的误动,而振荡轨迹的识别是研究振荡对距离保护影响的理论基础,经典的振荡轨迹分析一般是基于系统两侧电势幅值相等的假定条件进行的。所提方法不进行任何假设,基于测量阻抗的数学解析式,对测量阻抗的振荡轨迹进行了详细推导。推导结果显示,在任意系统阻抗角下,系统两侧电势不等时振荡轨迹为圆,并确定了振荡圆心和半径。PSCAD/EMTDC仿真验证了所提方法的正确性。     

基于线路两端电压间夹角的三相故障开放判据

线路两端电压间夹角反映线路两侧电源之间的电势角差,系统振荡时该角度周期性变化,变化周期与振荡周期相同;线路上发生三相故障时,该角度稳定为180°.基于此特征,提出了一种新的线路保护振荡中三相故障开放判据.在一个较短时间内,可以认为振荡是匀速的,根据线路两端电压间夹角相对于时间的变化率,可以推测该角度在180°左右的较小角度区间内停留的时间,如果该角度停留在180°左右超过推测时间,可确认发生了三相故障,并开放保护.新判据可以实时根据振荡速度确定开放时间,与振荡周期自适应,该判据加快了振荡中三相故障的切除速度.动模数据仿真验证了该判据的有效性.     

基于ucosφ复合判据的南方电网区域暂态失稳预警策略

基于广域响应的暂态稳定判别技术是实现大电网暂态失稳实时预警的重要手段。本文基于振荡中心电压ucosφ的变化规律,提出了一种互联电网区域暂态失稳预警策略。首先改进了基于ucosφ轨迹积分的暂态失稳判据,克服了该判据在部分复杂故障下失稳判别相对滞后的不足;继而提出了一种ucosφ轨迹穿区识别算法,在不增加量测的基础上构成ucosφ复合判据,进一步提高了失稳判别的可靠性;最后结合南方电网暂态稳定特性,设计了南方电网区域暂态失稳预警方案,综合广域多站点的ucosφ轨迹积分运算和穿区识别结果实时评估系统的暂态稳定性。仿真表明,所提判据与方案能更加快速、准确地识别系统暂态失稳,为电网严重故障后的紧急控制提供基础。     

基于相位角原理的失步振荡解列判据机理研究

就双机等值系统在失步振荡过程中的电压、电流和相位角等电气量进行理论分析和计算,总结出它们尤其是相位角在失步过程中的变化规律;考虑实际运行情况,进一步探讨基于相位角原理的判据在装置上实现时应该注意的问题,指出失步解列装置应能正确区分失步振荡、同步振荡和故障;通过增加启动判据来实现加速启动等辅助条件,进一步补充、完善相位角原理判据,使判据具有先进性和普遍适用性。     

A novel power swing blocking scheme using adaptive neuro-fuzzy inference system

A power swing may be caused by any sudden change in the configuration or the loading of an electrical network. During a power swing, the impedance locus moves along an impedance circle with possible encroachment into the distance relay zone, which may cause an unnecessary tripping. In order to prevent the distance relay from tripping under such condition, a novel power swing blocking (PSB) scheme is proposed in this paper. The proposed scheme uses an adaptive neuro-fuzzy inference systems (ANFIS) for preventing distance relay from tripping during power swings. The input signals to ANFIS, include the change of positive sequence impedance, positive and negative sequence currents, and power swing center voltage. Extensive tests show that the proposed PSB has two distinct features that are advantageous over existing schemes. The first is that the proposed scheme is able to detect various kinds of power swings thus block distance relays during power swings, even if the power swings are fast or the power swings occur during single pole open conditions. The second distinct feature is that the proposed scheme is able to clear the blocking if faults occur within the relay trip zone during power swings, even if the faults are high resistance faults, or the faults occur at the power swing center, or the faults occur when the power angle is close to 180°.     

基于双重二阶广义积分虚拟阻抗的并联逆变器控制

虚拟阻抗控制在并联逆变器控制中得到了广泛应用,但是会带来电压降落的问题,并且虚拟阻抗法需要对输出电流求导,使得系统对输出电流噪声和非线性负载很敏感。为解决此问题,提出一种基于双重二阶广义积分器（dual-second order general integrator,DSOGI）的虚拟阻抗模型,该模型避免了对输出电流求导,降低了对输出电流的敏感度,从而较好地抑制了输出电流中的噪声,并降低了非线性负载对系统的影响;同时可减少电压降落和抑制系统间的环流,改善了系统的电能质量。对逆变器并联控制系统进行了应用对比分析,结果验证了基于DSOGI虚拟阻抗模型的有效性。     

计算机失磁保护的研究

根据失磁过程机端电压特性和励磁电压变化特性,提出了一种综合的、较为完备的计算机失磁保护方案。本方案综合运用了失磁保护中几种常用的主判据,对传统的静稳极限阻抗圆动作特性进行了改进,并突出了转子判据的作用,从而提高了失磁保护的可靠性。根据该方案设计的计算机失磁保护装置已成功地应用于华中电力系统。     

基于电压比较的牵引供电系统异相短路保护

首先通过测量阻抗轨迹法对异相短路故障的测量阻抗的进行分析,得出牵引网发生异相高阻电弧短路故障时,常规原理的阻抗保护将拒动的结论.在异相短路故障特性的基础上,利用电压向量图法对故障电压进行了分析,发现两供电臂电压和相间电压的幅值和相位发生有规律的变化,根据电压变化特征,建立了基于两供电臂电压和相间电压的相关比较,同时结合...     

基于补偿电压故障分量的纵联方向保护原理与仿真研究

根据负序、零序、正序突变量及相间突变量等在故障分量叠加网络中的分布情况,该文提出了基于上述各种故障分量的一系列方向保护判据.这些判据利用故障后母线电压故障分量与补偿电压故障分量幅值的相互关系来判别故障点的方向.根据各判据的特点,从实用化角度考虑,提出了基于补偿电压故障分量的综合纵联方向保护原理.并按照故障发展的不同时段分别投入不同的保护判据,综合构成了完善的纵联方向保护方案.文中还进一步分析了该系列判据的动作特性以及灵敏度问题.仿真结果表明,由该系列方向保护判据构成的纵联方向保护具有原理简单可靠、动作速度快、灵敏度高、容易实现等优点,能适应于系统中各种复杂故障工况,如：故障发展、复故障、弱馈、高阻接地、非全相以及系统振荡等.     

特高压输电线路用新型TCSC方案及其控制策略研究

为了在1 000 kV特高压输电线路或有较大额定电流的750 kV输电线路上加装可控串补(thyristor controlledseries compensation,TCSC),解决目前TCSC中所需晶闸管阀通流能力不足的问题,提出了一种基于双阀控电抗器(thyristor controlled reactance,TCR)支路并联的TCSC实现方案,并对其控制策略进行了研究。通过对幅值相等控制策略下双TCR支路TCSC进行数学建模,设计了相应的阻抗控制环节和幅值相等控制环节,实现了相应的控制目标。仿真结果表明,提出的TCSC实现方案及其控制策略可行,适用于工程应用。     

An inverse‐time low‐impedance protection design for feeders in active distribution networks

One of the major issues associated with active distribution networks (ADNs) is to devise an appropriate protection scheme that works successfully in different operation modes. This paper describes the design of an inverse‐time low‐impedance (ITLI) protection scheme with the aid of the advanced measurement technologies in ADNs. The scheme detects faults and calculates tripping time by using the magnitude ratio of the maximum load impedance to the measured impedance. ITLI protection is immune to varying fault current caused by the flexible operation modes and able to automatically adjust fault‐tripping time according to the fault severity. With the existing communication infrastructures, an event‐triggered adaptive setting scheme updates the settings of ITLI relays in real time. The setting method not only enhances the detecting capability but also provides higher reliability and sensitivity before, during, and after events in ADNs, such as tap position adjustment, DGs fluctuation, and network structure change. Besides, an acceleration method based on the definite‐time grading technique is presented to reduce the impact of infeeds and fault resistance. The effectiveness of the proposed protection scheme is demonstrated in a 12.47‐kV active distribution network established by PSCAD/EMTDC. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于LabVIEW的铅酸蓄电池阻抗参数辨识系统研究

基于LabVIEW对铅酸蓄电池的阻抗参数辨识系统进行了研究,在对铅酸蓄电池阻抗进行全面分析的基础上,提出了系统设计的总体方案以及软件和硬件的具体设计;同时提出了由虚拟仪器实现变频交流恒流源的方法,实现了铅酸蓄电池阻抗参数的在线实时辨识,具有重要的实际意义和推广价值.     

基于Sobol拟随机脉宽调制的电网阻抗测量方法

利用并网逆变器获取的实时电网阻抗信息可用于电网状态监测、故障诊断、并网设备稳定控制等领域,提高并网设备和电网调控的智能化水平。由于注入的扰动信号常施加于逆变器电流控制环路,阻抗测量频段受限于控制器带宽。为了提高高频阻抗测量的准确性,文中利用随机脉宽调制的频谱搬移和Sobol拟随机序列的均匀性,提出了一种基于Sobol拟随机脉宽调制(SQRPWM)的电网阻抗测量方法,并根据系统带宽和稳定性约束等条件优化设计了SQRPWM频率边界。在Starsim的实验平台上验证了所提出的SQRPWM阻抗测量方案以及单脉冲+SQRPWM混合阻抗测量方案的可行性,结果表明所提阻抗测量方案具有扰动小、高频段测量精度高的优点,并可与基于电流扰动的阻抗测量方案联合,扩展电网阻抗测量的频段,获取宽频阻抗信息。