复杂电磁暂态下变压器差动保护异常动作行为分析及对策

随着电力系统结构与组成的复杂性增加,变压器差动保护发生原因不明的误、拒动作几率明显上升,给电网安全带来隐患,也影响工业生产的正常运行.分析变压器经历外部故障切除、有载合闸、非线性负荷投入、换流变合闸等复杂电磁暂态过程时基于二次谐波制动的差动保护误动的机理,指出TA局部暂态饱和、非线性特性元件的相互作用是造成上述保护误动的根本原因.并对换流变压器差动保护在故障情况下长延时动作的原因进行分析,基于相电压突变量和差流突变量的时差,提出一种能有效解决上述问题的变压器差动保护判据。在任何非故障的异常情况下,该时差总是存在,而内部故障时该时差很小,可以将变压器故障和其经历的异常运行状态相区分.通过大量的试验对该判据的可行性和有效性进行验证.     

考虑供水系统深度响应的微网经济调度策略

高风电渗透率微网(microgrid,MG)存在实时功率平衡和经济运行难的问题。为此,该文提出一种考虑供水系统(water supply system,WSS)深度响应的MG经济调度策略。首先,将WSS主动解列成多个独立运行的子系统,降低系统关联约束,提高调节灵活性。进而,建立水压的波动性约束,提出WSS需求侧响应模型。在此基础上,充分考虑外电网调峰、调频等需求,提出一种新型的MG经济调度策略。最后,引入近似线性化的方法,将非线性模型转化为经典的混合整数线性规划(mixed-integerlinearprogramming,MILP)问题,提高求解速度。基于15节点的WSS和典型MG的仿真结果表明,WSS深度响应能够显著改善MG运行经济性。该文研究成果为MG可再生能源消纳问题的解决提供了一个崭新的视角。     

基于改进Owen值法的分布式储能双层合作博弈优化策略

针对当前用户侧分布式储能存在的成本较高、利用率低、布局分散等问题,提出一种分布式储能双层合作共享策略,通过分时复用提高储能资源的利用率和经济性。首先,阐述以社区为上层单元、以用户为下层单元的分布式储能双层点对点(peer to peer,P2P)共享交易模式。其次,将分布式储能合作共享问题分解为容量交易子问题和成本分摊子问题。接着,采用交替方向乘子(alternating direction method of multipliers,ADMM)算法构建分布式储能容量双层交易模型,上层侧重于社区间储能共享优化,而下层旨在解决社区内用户储能共享优化。在此基础上,进一步设计一种基于改进Owen值法的双层成本分摊策略,上层采用Shapley值法进行社区间成本分摊,而在下层通过双边Shapley值法完成社区内成本再分摊,以此解决广泛用户群体带来的维数灾和隐私保护问题,同时兼顾各方收益均衡。最后,通过算例仿真验证所提P2P合作共享模式的可行性和优越性,以及成本分摊策略的公平性。     

一种新的差动保护动作行为分析方法:原理篇

通过对ABB公司的两种新型标积制动判据的研究，提出了一种新的评估差动保护动作行为的分析方法，即在穿越电流倍数-电流互感器传变率（流出电流比）坐标平面（p-s坐标平面）上分析差动保护的性能。利用这种分析方法，可以直观地得到：对于任意一种特定的判据，当外部故障的穿越电流造成电流互感器饱和时，判据的误动概率；在内部故障时有流出电流的场合，判据的拒动概率。该方法为有针对性地调节比例制动的各个比例系数、最大限度地发挥判据的效能奠定了理论基础。     

基于协同型复合判据的多端直流环网边界保护原理

利用直流线路两侧加装的限流电抗器对故障高频分量的阻断特性构造边界保护判据,是多端直流电网实现有选择性故障切除的可行技术路线之一。然而,限流电抗器的选型并不以适配保护的灵敏性为依据,导致现有基于最高特征频带的边界保护原理存在着兼顾选择性及灵敏性的矛盾。为解决上述问题,文中研究借助小波包变换将故障暂态量分解为若干频带,并以保护的安全性、灵敏性为双重约束对频带进行了综合考察及预选;在此基础上,利用D-S证据理论将预选频带的多重信息进行融合,最终得到兼顾低特征频带的高抗扰性以及高特征频带的高灵敏性的复合判据。仿真结果表明,所提出判据能够更灵活地区分区内高阻故障及伴随噪声的区外故障。在大样本随机故障场景下,所提判据比传统保护方案具有更高的动作正确率。     

变压器有载合闸时纵联差动保护误动的分析

为了阐明变压器有载合闸及穿越性涌流幅值较低时差动保护误动的机理,建立了一个新的有载合闸变压器模型。通过该模型建立一组非线性微分方程组,通过简化铁心磁化特性的描述,利用4阶龙格?库塔算法求解。结合考虑磁滞效应TA模型的建立,分析了变压器有载合闸过程中一二次涌流的波形及其谐波特征,并指出:低穿越性涌流情况下的变压器差动保护误动现象主要是由TA局部暂态饱和造成的。通过仿真试验验证了上述观点。     

基于小波分析的超高压输电线路无通信全线速动保护方案

提出了一种基于小波分析的输电线路无通信全线速动暂态保护的新方案。该方案利用小波变换构造两个不同中心频率的带通滤波器,提取故障生成的高频暂态信号。通过比较这两个频带内暂态信号的谱能量来实现区内外故障的准确识别。该方案无须通信通道,对故障类型、故障位置、过渡电阻及故障起始角不敏感,不受CT饱和、系统振荡、系统结构和运行方式的影响。ATP仿真初步证明了该方案的有效性。     

基于需求侧管理的电动汽车有序充放电策略

针对电动汽车有序充放电策略的研究,本文通过采用蒙特卡洛随机抽样建立了反映家用车辆用户行为的统计学结果,得到充电规律与充电功率需求期望,在此基础上,建立峰谷分时充放电电价策略的数学模型,分别研究了自然充电与有序充放电策略下规模化电动汽车充放电行为对电网负荷变化规律的影响,并采用遗传算法对分时时段的制定方案进行寻优求解,通过需求侧管理的方法对电动汽车进行有效引导,达到了电动汽车充放电行为有序优化控制的目的。     

相电流比例差动判据与线电流比例差动判据的比较

在星形/三角形连接组的变压器差动保护设计上,原有做法一般是对星形(Y)侧电流转角,进行二次电流的幅值和相位校正,之后与三角形(△)侧绕组的线电流构成差动保护,即线电流差动判据。有观点认为,线电流差动消去了零序电流,造成接地故障时的灵敏度降低。因此,需要引入零序差动保护等补偿措施。通过理论分析发现,原有的设计并没有消去零序电流,其对差动电流的作用从相电流差动判据的显式助增转化为线电流差动的隐式助增,并以相电流差动为参照,考核线电流差动判据的性能。在一致安全性的前提下,确定了线电流差动和相电流差动进行比较的前提。进一步通过灵敏性分析发现,相电流差动对灵敏性的提高不是体现在对差动电流的修正上,而是体现在对制动电流的改善上。     

保护智能化的发展与智能继电器网络

回顾了近年来继电保护原理的发展历程,重点放在暂态、广域和集成保护领域。以此来展望未来的为智能电网而构造的智能继电保护的发展。以智能电网的发展要求和特点为契机,主要介绍了国内在智能保护方面的研究现状。在以上研究的基础上,通过介绍一种基于暂态检测的集成广域保护方案来阐述集暂态、集成和广域保护为一体的智能保护单元所构成的继电器网络的优越性。安装于保护区域网络各变电站中并集成了多种暂态保护算法的集成保护继电器,通过变电站通信网从站内各入出线路上采集电流和电压量并从中提取故障暂态所生成的高频和故障分量信号。这些信号输给继电器内并行处理的暂态保护模块,经过各暂态保护算法处理后得到相应的故障的极性、位置和时标。基于本地信息的保护原理的模块可以直接判断故障是否在保护区内来进一步决定是否发出跳闸指令。基于信号比较的多端量的原理将其所测得的信号极性、方向和时标分别发给相邻的变电站的集成保护继电器和广域保护装置,同时接收来自相邻的变电站的相同信号进行比较来决定故障的位置和相应的跳闸决策。广域继电保护装置接收和比较来自各变电站集成保护装置的信号以此判断故障的位置并做出跳闸决策发给相应的变电站来执行,从而实现电网的广域集成保护。