输电线路故障选相方案探讨

分析了反映序电流、电流突变量和补偿电压的选相原理,提出了当电压互感器断线时为防止误动应闭锁补偿电压选相.针对相间短路不存在零序分量、序电流选相对相间短路不适用及序电流选相无法正确判别单相接地短路、两相接地短路和两相短路问题,构建了优化和组合方法加以解决.     

HVDC逆变侧典型故障暂态响应分析

基于PSCAD/EMTDC建立±500 kV直流输电系统的详细模型,仿真分析逆变侧典型故障,包括交流系统单相接地故障、阀控系统误开通故障和不开通故障3种,对故障引起的暂态响应特性和控制策略进行统计分析。研究结果表明,故障会引起直流电压、直流电流和直流功率等电气量的剧烈变化,且会导致换相失败,换相失败发生次数和持续时间与故障类型有关;故障切除后,良好的控制策略使系统快速恢复     

风电场对继电保护选相元件的影响与改进

为了准确分析风电机组对继电保护选相元件的影响,文章针对永磁直驱风电机组,利用参数聚合法搭建50 MW风电机组并网模型,分析风电机组在接地故障情况下暂态特性,得出风电机组的弱电源特性对基于相电流差突变和序电流大小的选相元件产生的影响,并提出基于稳态电压对称分量的选项元件代替传统的电流选项元件,并在PSCAD/EMTDC中搭建选相模块进行仿真验证,仿真结果表明:基于稳态电压对称分量的风电场选相元件是有效和实用的,在不同的故障类型、故障位置和过渡电阻下均能够准确可靠地选出故障相。     

风电场对继电保护选相元件影响与改进

为了准确分析风电机组对继电保护选相元件的影响,文章针对永磁直驱风电机组,利用参数聚合法搭建50 MW风电机组并网模型,分析风电机组在接地故障情况下暂态特性,得出风电机组的弱电源特性对基于相电流差突变和序电流大小的选相元件产生的影响,并提出基于稳态电压对称分量的选项元件代替传统的电流选项元件,并在PSCAD/EMTDC中搭建选相模块进行仿真验证,仿真结果表明:基于稳态电压对称分量的风电场选相元件是有效和实用的,在不同的故障类型、故障位置和过渡电阻下均能够准确可靠地选出故障相。     

适用于集群风电场送出线的选相元件研究

集群风电场送出线故障时,其表现为弱馈特性,且正、负序阻抗不相等,此时相电流差突变量选相元件和电流序分量选相元件无法正常工作。由于故障电压不受弱馈、频偏等特性的影响,且保护安装处的电压与故障点基本同相位,因此,文章提出一种适用于集群风电场送出线的选相新方案,该方案结合了电压模故障分量和稳态电压序分量选相方法的优点,避免了集群风电场送出线上故障电流与常规选相元件不相适应的问题,构成有足够灵敏度进行故障类别判断和故障相选择的选相元件。通过PSCAD建模仿真,结果表明该选相方案能够适用于集群风电场送出线,为后续故障重合闸以及配合常规工频距离保护的正确动作提供保障。     

基于定关断面积的分层接入UHVDC系统换流器协调控制策略

基于分层接入特高压直流输电（UHVDC）系统逆变侧高低端的耦合特性,分析叠弧面积增加引发换流器换相失败的机理,提出一种抑制分层接入UHVDC系统非故障层换流器换相失败的协调控制策略。该策略通过补偿交流故障后非故障层换流器所需的叠弧面积,使晶闸管具有足够的关断面积完成去游离过程,从而防止换相失败的发生。最后基于PSCAD/EMTDC搭建实际系统模型并进行了仿真验证,结果表明所提协调控制策略能有效抑制不同故障程度下受端电网对称和不对称故障下非故障层换流器的换相失败,可提升系统的稳定性。     

高压直流输电系统换相失败判断方法研究

详细分析了换流器在换相电压不对称情况下实际的触发过程及换相原理,并着重考虑了换流器交流侧三次谐波对实际触发角的影响以及交流侧三次谐波和直流侧二次谐波对换相角的影响,提出了考虑谐波的熄弧角计算方法,进而基于熄弧角判断是否发生换相失败。在PSCAD中搭建Cigre-Benchmark标准直流系统,在换流母线处设置不对称故障,通过提出方法判断是否发生换相失败,结果表明所提方法准确有效。     

交直流混联系统对交流电网继电保护影响综述

我国交直流混联电网格局已基本形成,但其对交流电网继电保护的影响依旧存在较多难题。重点分析交直流混联电网故障特性及其对交流电网继电保护的影响与对策。对于距离保护,重点分析换相失败时测量阻抗不准等问题;对于方向纵联保护,换相失败时交直流系统出现“竞争”,可能导致非故障线路出现暂态功率倒向引起误动而故障线路有可能发生拒动问题。对于差动保护,换相失败可能导致其可靠性降低,同时换相失败或直流偏磁时换流变差动保护也存在不正确动作。文章进一步对现有存在的解决方案进行了总结与研究展望。     

高压直流输电逆变侧控制模式切换对后续换相失败的影响

交流系统故障造成的交流电压降低、直流电流升高和电压过零点偏移是高压直流输电系统换相失败的主要原因,但无法解释高压直流输电系统在故障恢复过程中出现的后续换相失败现象。对此,从逆变侧故障恢复过程中控制模式切换的角度入手,考虑了控制模式变化情况对后续换相失败的影响,提出了一种抑制后续换相失败的变关断角控制策略,用逆变侧定电流控制和定关断角控制输出的差值去修正定关断角控制的整定值,让逆变侧定关断角控制跟踪定电流控制,实现了控制模式提前平稳切换。在PSCAD/EMTDC中运用CIGRE标准测试模型实现了所提出的控制策略,仿真结果验证了其有效性。     

基于堆叠自动编码器的输电线路故障选相方法

针对人工神经网络(ANN)用于输电线路故障选相时收敛性差的问题,提出一种基于堆叠自动编码器(SAE)的故障选相方法,即先构建SAE深层架构模型,再将线路两端采集的故障电流、电压及相关序分量组成的综合电气量数据作为输入特征对SAE进行两阶段训练学习,该模型可充分提取输入量的高阶特征,能够对复杂故障数据进行较好地分类,进而得到精准的选相结果。仿真试验和现场实际故障数据的测试结果表明,该方法受故障位置、过渡电阻、系统电压及负荷水平等因素影响小,较人工神经网络(ANN)有更优的收敛性能和选相准确率。     

基于关断时间的静止变频器换相失败抑制技术

静止变频器广泛应用于抽水蓄能电站、燃气轮机、泵站等电动机启动。实际运行中常因晶闸管性能下降引起关断角的余量不足,继而发生换相失败。为抑制换相失败,提出一种基于晶闸管换相关断时间偏差量的控制策略;并设计了控制决策函数,依据晶闸管换相关断时间的偏差量情况,选择无输出、补偿增大关断角、降低直流电流3种形式,抑制晶闸管换相失败。当偏差量小于死区值时,无输出;当偏差量超过死区值时,增大关断角;当关断角接近功率因数极限值时,降低直流电流。工程现场验证表明,该策略在静止变频器最小拖动电流允许的晶闸管换相的余量角范围内,可避免因晶闸管性能下降导致的换相失败。     

Multi-infeed HVDC中混合高压直流输电对传统高压直流输电的影响

为分析Multi-infeed HVDC中两种结构的H-HVDC系统对LCC-HVDC系统的影响,引入换相失败免疫因子(CFII)指标定量评估了两种结构的H-HVDC系统对LCC-HVDC系统抵御换相失败能力的影响,基于PSCAD/EMTDC仿真软件建立了两种混合多馈入子系统,研究了两种混合系统在单相、三相接地故障状态下H-HVDC系统对LCC-HVDC系统暂态运行特性的影响。结果表明,VSC-LCC HVDC系统提高了LCC-HVDC系统抵御换相失败的能力;VSC-LCC HVDC系统有效地降低了LCC-HVDC系统的暂态过电压,对故障恢复时间也有一定的改善,提高了LCC-HVDC系统的暂态运行特性。     

基于多区域相位突变量信息的主动配电网故障定位方案研究

针对分布式电源接入主动配电网后,传统电流保护可能出现误动或者拒动的情况,提出一种基于多区域相位突变量信息的主动配电网故障定位方案。文章首先介绍了在DG接入主动配电网时的故障定位方案,该方案根据母线上各线路电流的相位突变量信息识别出故障线路;然后利用该线路各区域线段两端的正序电流与负荷电流的相位突变量信息关系对故障线段进行区域定位;最后在PSCAD仿真软件中对方案进行仿真验证。仿真结果表明,该方案受DG接入位置、容量的影响较小,可有效解决传统电流保护拒动或者误动的情况,有效地提高了主动配电网的安全稳定性。     

基于和差量变换选相原理研究

为迅速正确判别电力系统故障相别,针对序电流选相、对称分量变换法、稳态量选相、相电流选相、补偿电压选相法存在的缺陷,根据简化变换阵选相原理提出了时域选相方案,原理简单、动作正确率高,并适用于时域和频域变换,提高了保护动作速度。     

合空变涌流谐波对直流系统换相失败的影响及分析方法

变压器空载合闸会产生含有大量谐波成分的励磁涌流,多重谐波综合作用会对直流系统造成影响,引发换相失败。为此,首先通过谐波换相系数分析得出直流系统换相失败原因为多重谐波中低次谐波的影响;其次通过基波电压幅值变化与过零点位移两个方面定义谐波综合影响因数,评价多重谐波对直流系统换相过程的影响程度;再以实际宜华±500kV直流输电系统仿真模型,结合1 000kV主变模型进行仿真计算,计算谐波综合影响因素。研究结果验证了仿真过程中7次换相失败的发生。     

应用机电暂态程序判断直流换相失败的分析

换相失败是直流系统常见的故障之一,连续换相失败或者多回直流同时换相失败,将会严重危害交直流系统的稳定运行。因此,换相失败的判断是一个非常重要的问题。机电暂态程序具有模型简单、仿真规模大、计算时间短等特点,而且仿真精度能够满足电力系统的计算要求,常常用于分析大型交直流混合电网的换相失败原因。在阐述换向失败的机理及其影响因素的基础上,分析了机电暂态程序的直流模型和换相失败判据,并且通过一算例计算,比较了国内常用的机电暂态程序BPA和PSS/E的仿真结果,着重分析了两个程序用于换相失败研究的范围。     

故障分量电流保护性能分析

分析了反映故障分量电流保护的动作特性、负荷波动及故障分量存在的时间及方向性,提出了采用基于不同原理的故障分量组合可解决选相、健全相电流影响动作的正确性,采用不同原理的方向元件及不同组合方式解决方向元件误动和拒动方案.     

四桥臂电压质量调节器及其在微电网中的应用

低压配电网电压跌落、骤升、不平衡、谐波等扰动影响微电网的正常并网运行,为抑制以上配电网电压扰动影响,采用具有综合补偿电压扰动能力的四桥臂电压质量调节器（VQR）。针对VQR的补偿目标,采用一种基于新型谐振PVPI控制器的电压电流双环控制策略,通过提取跌落后电压基波正序分量,将输出补偿量分为跌落（或骤升）补偿部分和用于抵消负序、零序及谐波电压分量部分,利用PVPI控制实现对两部分补偿指令信号的零稳态误差控制。仿真结果证明所提出的四桥臂电压质量调节器有效地补偿了配电网电压扰动的影响,提高了微电网故障穿越能力。     

直流输电典型换相失败案例分析

我国直流输电快速发展,换相失败是直流输电最常见的故障。结合实际工程几起换相失败案例,从直流输电最基本的换相过程描述交流系统扰动、误触发、丢脉冲等原因引起的换相失败,分析了几种典型原因引起的换相失败的波形差异,阐述了直流输电换相失败的一般性原理,即某种原因导致的阀的无序导通可能引发换相失败,最后从电网规划、控制保护系统优化等方面提出了建议以提高直流输电运行可靠性。     

基于超导磁储能系统的双馈风机协同故障穿越策略

在大规模风电基地通过高压直流输电远距离送出背景下,闭锁、换相失败等直流故障会在送端产生暂态电压扰动导致风机连锁脱网,严重威胁系统的安全稳定.建立风电外送系统模型,结合过电压下双馈风机的暂态响应分析,揭示了直流闭锁导致双馈风机连锁脱网这一过程的内在机理;进一步地,提出一种基于超导磁储能系统和改进风机控制协同的故障穿越策略...