基于Hausdorff距离的自适应母线保护新原理

传统基于工频量的差动式或比相式母线保护装置受滤波算法数据窗影响动作速度较慢且原理上无法摆脱电流互感器(current transformer,CT)暂态饱和带来的不利影响。为此,提出了一种基于Hausdorff距离算法的自适应母线保护新原理。首先给出了Hausdorff距离算法的基本原理,然后将与母线相连任一支路电流与其余各支路电流之和进行采样值同步及标幺化处理,接着分析了两者Hausdorff距离在不同系统工况下的变化规律,据此提出设置2个门槛值将动作平面划分为三区域以自适应区分内、外部故障及CT饱和情况。理论分析和基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,所提新判据动作速度快、抗CT饱和能力强、灵敏度高,门槛值整定简单且对系统不同运行方式能做到可靠自适应。     

应对直流电源丢失问题的中压变电站二次系统性能提升方案及远方冗余保护新判据研究

我国对中压变电站每个间隔一般只配备一套保护系统,采用保护测控一体化设计,且多套保护共用一套直流系统。则当保护用直流电源丢失后,所关联的多个间隔将同时失去对应的保护功能。此时一旦发生故障,只能依靠远后备保护进行故障切除,带来故障影响范围过大以及故障切除动作时间过长的问题。为此,该文提出两种高性价比的中压变电站二次系统性能提升方案,为实施基于远方跳闸的单元式线路远方主保护奠定物质基础。在此基础上,提出完全不依赖多端数据同步对时、基于补偿电压模量比较的远方冗余保护实用化新判据,以有效应对保护用直流电源的丢失问题。理论分析与仿真结果表明,所提保护新判据无需严格多端数据的同步,且覆盖区域内部分数据不完整或暂时不可达时也有望实现快速的选择性保护。此外,判据具有较高的灵敏度,与原有距离I段保护共同组成的应急主保护能有效覆盖线路大部分故障,其选择性及动作速度均高于距离II段保护。     

计及风电不确定性及排放影响的机组组合策略及其效益评估

为应对含风电的电力系统在调度过程中风电的波动性和预测不确定性,提出了备用容量配置与风电预测误差概率评估相协调的应对方案,将备用容量补偿和预测误差补偿成本量化引入机组组合模型,建立风电综合补偿成本模型;将经济、政策、环境等因素计入火电机组排污成本,给出了含风电的电力系统机组组合策略及其效益评估。算例表明,该策略能够用于形成含风电的电力系统机组组合的最佳配置,有效减少风电波动性和不确定性的影响。     

基于割电流的配电网选择性快速辅助保护方法

针对配电网在单电源供电模式下只采集线路单侧信息的特点,以及集中式广域保护架构下保护智能中心采取串行处理大量信息会产生一定延时的问题,提出一种基于割电流的配电网选择性快速辅助保护新原理。该保护依托保护智能中心,利用上传的电流同步相量展开故障搜索。在一定的时间框架内保护智能中心同时收到所有节点的信息场景下,保护智能中心采用割电流差动和二分法搜索模式快速搜索故障线路。根据搜索结果对故障线路的断路器下达远方跳闸命令,并对可能发生误动的保护下达闭锁命令。理论分析和仿真结果表明,所设计的保护方案能够快速准确地判断出故障线路,且应用于不同场景时能够改善传统阶段式电流保护"四性"(可靠性、选择性、速动性和灵敏性)的不足。     

基于站域信息波形形态比较的数据异常及CT断线闭锁判据

线路保护采样数据异常以及电流互感器(CT)断线是线路保护误动的主要原因之一。为解决线路保护误动作问题,提出了一种基于站域信息的波形形态比较线路保护数据异常及CT断线闭锁判据。利用母线进出线电流之间的等量关系,构造任意进出线电流的冗余数据;借助Hausdorff距离算法计算任意线路的实测数据与冗余数据之间的波形相似程度,并与整定门槛值比较,实现对区内故障以及数据异常或CT断线场景的准确辨区分。理论分析和仿真试验表明,当数据异常或CT断线时,闭锁判据能够可靠制动线路保护;当线路区内故障时,线路保护可靠动作跳闸,不会发生误闭锁。     

采用S变换相位差及能量相对熵的换流变零序差动保护新判据

针对换流变压器零序差动保护误动现象,提出一种采用S变换相位差及能量相对熵算法的换流变零序差动保护新判据。通过分析换流变压器区内各类故障、区外故障及外部故障切除时零序电流的特点,利用零序差动保护两侧自产零序电流和中性线上零序电流的相位和能量概率分布差异进行识别。当发生区外故障时,零序差动保护两侧零序电流的波形极为相似,其相位差和能量相对熵值都基本为0。当发生区内故障时,零序差动保护两侧零序电流相位相反且波形相似度小,其相位差接近180°且能量相对熵值增大。仿真验证表明,该判据可准确迅速识别区内与区外故障,其性能不受故障类型和过渡电阻的影响,且具有一定的抗电流互感器饱和的能力。     

基于小波包变换的电流互感器饱和识别及 有效数据运用策略

为解决电流互感器(CT)发生饱和时其二次电流畸变进而导致母线差动保护误动的问题,提出一种电流互感器饱和识别及有效数据提取方案。首先基于采样信息时频特性的相似性将连接于同一母线的CT划分为一组,然后在保护启动后采用优化小波包算法识别组内所有CT采样电流的突变点,通过对比识别CT饱和,同时提取故障发生后的有效数据段,根据其长度采用不同的滤波算法进行保护计算。基于PSCAD的仿真表明所提方案能够准确识别各种不同类型的CT饱和,对于快速饱和、干扰以及转换性故障也能有效应对。     

提升配电网线路保护可靠性的远方保护及其与就地保护优化配合方案研究

在配电网中,线路保护一般仅采用单套配置的电流三段式保护,因此存在可靠性低、易受采样环节影响等问题。另外,大量分布式电源(DG)的接入,使得其中的瞬时速动过电流Ⅰ段保护范围显著缩小。为解决以上问题,该文充分利用线路及其所连接的母线背侧电流信息,构造多重化纵联保护判据,并提出具备抗采样异常能力的高可靠远方保护冗余跳闸逻辑,其中,保护判据利用超快速纵联保护算法来缩短判据计算时间,为信息上传、下达及处理环节留有足够的时间裕度,以实现远方保护与就地保护的有效配合。另外,充分考虑通信延时以及端子误碰或网络攻击带来的影响,提出基于智能断路器的保护跳闸逻辑,并在此基础上设计就地保护与远方保护最优配合方案。理论分析及仿真算例验证了该方案能有效地应对单个互感器出现干扰、饱和、断线等采样环节异常以及网络攻击的极端场景,提升了配电网保护的可靠性。     

一种抗电流互感器饱和的工频变化量保护新方案

电流互感器(CT)饱和将导致传统工频变化量保护在线路故障时拒动,为解决该问题,该文首先分析工频变化量保护的工作电压与系统阻抗、故障电流变化量之间的关系以及电流互感器饱和对工频变化量保护动作特性的影响,进而提出一种基于系统最大、最小整定阻抗的抗电流互感器饱和的工频变化量保护方案。理论分析及基于PSCAD的仿真表明该算法不仅能够保持工频变化量保护原有的动作性能,还能在电流互感器饱和时准确动作。     

基于联邦学习的综合能源系统集成需求响应机制

随着能源集成技术的发展,需求响应已经逐渐进化到集成需求响应(IDR),同时用户对于隐私保护的关注也日益增长。针对拥有冷热电设备和负荷的配电网侧综合能源系统,建立了多能源耦合交互模型,以反映不同能源消费行为之间的相互影响,并以运行成本最低为目标,以设备出力特性和多能源负荷特性为约束,设计了IDR优化模型。为了保护用户隐私,提出了联邦学习(FL)架构,重写IDR模型并将其置于该FL架构中进行迭代计算。仿真结果表明所提计算方法与不考虑耦合的传统需求响应方案相比,具有较好的成本优势;与其他分布式需求响应算法相比,计算效率也有所提升。