独立运行微电网的故障特征分析

根据某海岛的微电网结构建立了电磁暂态仿真模型,其包含4种微电源:储能、柴油发电机、直驱风机和光伏发电单元。在模型中设置多种故障,分析相应的故障特征及故障对传统继电保护的影响,并得出如下结论:在各微电源故障期间均能提供一定的故障电流,并且其自身保护按低电压穿越要求整定的前提下,馈线上的电流速断保护受各微电源故障电流受限的影响无法使用,而过电流保护受影响很小;电网电压严重跌落时,采用PQ控制的微电源故障电流频率将偏离工频,由此可能导致故障馈线母线侧的过电流保护失效,此时只能依靠纵联保护;在包含PQ控制的微电网中,不应配置基于故障分量的继电保护装置。     

利用模量模型识别的VSC-HVDC输电线路纵联保护新原理

电压源换流器型高压直流(VSC-HVDC)输电控制系统复杂,故障承受能力差,线路保护装置动作正确率不高。文中提出了一种利用模量模型识别的VSC-HVDC输电线路纵联保护新原理。该原理将区外故障等效为正的电容模型,差动电流和差动电压导数相关系数为1;将区内故障等效为负的电容模型,差动电流和差动电压导数相关系数为-1。通过判别相关系数的正负,即可区分区内、区外故障。在实际运行中,VSC-HVDC输电系统多为双极运行,为降低极间电磁耦合的影响,采用了1模和0模量构成判据。理论分析和PSCAD仿真实验表明,新原理无需补偿输电线路电容电流,原理简单、易于整定,不受过渡电阻和控制特性的影响,在各种工况下均能快速可靠地区分区内、区外故障。     

基于GOOSE报文特征的电力通信安全优化研究

针对GOOSE报文帧结构信息进行分组,结合心跳报文传输机制进行安全加固方案的优化,采用选择性加固的模式,优化后的数字签名安全认证方式既能保障重要电力信息的安全,又能显著改善安全加固过程的实时性。对具体的实现机制进行了设计,并运用OPNET软件进行优化方案的性能仿真分析。     

基于TLS连接的智能变电站远动通信

智能变电站远动通信的安全是电力系统的重要环节,TLS技术可以实现控制端与变电站之间安全连接的建立过程,但是完整的TLS通信连接过程步骤与耗时较多,本文对智能变电站远动通信中的TLS过程进行优化,将完整的TLS过程与精简的TLS过程综合配置,有效降低了TLS过程造成的通信延时情况,提高了智能变电站通信网络的时间性能。     

基于双端电气量的串补线路故障测距新算法

目前带串补装置的高压线路进行双端测距时需要进行真伪根判断,对此提出了一种基于双端电气量的串补线路故障测距新算法。分别建立串补电容两侧的线路故障模型,在发生故障后,首先识别2个模型的参数,然后计算2个模型的误差来判断故障点相对串补电容的位置,再利用相应模型的参数进行故障测距。该算法不需判断真伪根,有利于快速准确地定位故障。EMTP仿真结果显示,所提算法不受金属氧化物压敏电阻(MOV)、系统阻抗、故障类型和故障位置的影响,测距误差都在0.6%以内。     

就地化分布式元件保护子机动作行为差异分析

分析了造成就地化分布式子机保护动作行为不一致的原因,以及子机中断机制对保护计算的影响。各子机间中断异步将导致保护离散采样、数据插值、积分计算的一系列差异,进而导致保护动作行为不一致。针对子机中断异步问题,着重介绍了就地化分布式保护子机中断同步方法,方法不依赖于外部对时源,能够在较短时间内完成各子机同步。分析计算结果表明,子机中断同步后各子机能够有效降低保护计算值差异,进而增强保护动作行为的一致性。文中同时介绍了子机中断同步在异常情形下的处理方法。     

锁相环的动态性能及对线路保护的影响分析

大规模并网的可再生能源网侧变流器多采用恒功率控制,控制系统中的锁相环决定了端口电压频率。锁相环基于正常运行工况设计,一般不考虑电网故障时的特性。针对锁相环的动态性能,研究了锁相环的结构,分析了电网不平衡、电压信号频率变化以及多阶信号输入条件下的特性,构建了一个40台风机的风电场等效模型,分析了锁相环性能对线路保护的影响。结果发现风电场规模增大后,差动保护和距离保护都会不同程度地受到影响,而90°功率方向元件性能可靠。分析结果为大规模可再生能源并网送出线及附近联络线的线路保护的选型及整定提供参考。     

多核DSP在就地化保护测试中的关键技术研究

针对智能变电站就地化保护测试面临的数据高速传输和实时处理问题,分析了就地化保护高可靠性无缝冗余(HSR)环网多子机的测试模型。评估了报文类型、大小以及传输速度等要求,设计了基于多核数字信号处理器(DSP)的硬件整体解决方案。在多核DSP软件实现上,将任务分解并映射到各个核心进行并行处理。使用核间通信(IPC)中断和共享内存实现核心间快速数据迁移,基于串行高速输入输出口(SRIO)完成高速报文传输。通过对报文计算、缓存、传输速度和可靠性等环节进行测试验证。结果表明,多核DSP的性能满足就地化保护测试所需的数据计算和吞吐量需求。     

变电站内传输IEC 62351通信密钥的加密传输方法

随着智能变电站信息化水平的提高，通信系统的网络安全问题日益凸显。而以认证加密为核心的网络安全解决方案，如IEC62351标准，需要借助特定的安全传输通道来传输应用密钥。提出了一种在对称加密下实现通信密钥自动协商的方法来构造应用密钥的安全传输通道。该方法以高级加密标准算法及对称密钥组为基础，通过初始密钥结合随机数验证的方式实现了通信密钥的协商机制。协商后的通信密钥具有随机性特征，解决了传统对称加密所有通信使用同一密钥可能带来的安全风险问题。还在防重放、加密强度、抵御密钥失窃攻击等方面进行了技术分析。该方法具有很好的安全性，易用性，可为智能变电站网络安全系统的密钥传输提供借鉴。     

基于最小二乘矩阵束算法的工频分量提取方法

从故障暂态信号中准确地提取出工频分量对于继电保护十分重要。最小二乘矩阵束算法采用衰减指数和模型,可以有效消除各类谐波及衰减直流分量的影响。文中通过仿真研究了采样频率、时间窗及模型阶数等关键参数选取对最小二乘矩阵束算法的影响。同时,分析了滤波器及数据采样对算法的影响。最后,在1个工频周期下与傅氏算法进行对比,仿真结果表明最小二乘矩阵束算法具有较高的计算精度。