基于电压行波折射系数的柔性直流电网线路纵联保护EI北大核心CSCD

针对柔性直流电网线路纵联保护难以同时适应线路边界存在和不存在情况的问题,提出一种基于电压行波折射系数的柔性直流电网线路纵联保护。通过分析线路的1模波阻抗得到较为精确的故障分量1模电压行波。利用Peterson等效电路定量分析正方向故障时的电压行波折射系数,通过定性分析得到反方向故障下的电压行波折射系数,根据电压行波折射系数的差异构造故障识别判据。在此基础上,设计启动判据和选极判据,与故障识别判据一起形成完整的柔性直流电网线路纵联保护。最后,在PSCAD/EMTDC中进行仿真验证。结果表明,所提纵联保护可实现全线速动,能够耐受500Ω的过渡电阻和20dB的噪声,且对采样频率和数据同步要求低,工程适用性较强。     

基于距离保护契合因子的区域后备保护方法

提出一种基于距离保护契合因子的区域后备保护方法,将各段距离保护的元件动作情况与故障位置的关系量化为距离保护贡献度,并将其作为权重构建保护契合度函数和保护契合度期望函数。将保护契合度函数与保护契合度期望函数之比定义为距离保护契合因子,从而识别故障线路。利用IEEE 10机39节点系统与贵州都匀实际系统进行仿真,仿真结果表明,所提算法不受信息非同步的影响,在距离保护动作50%的信息缺失或错误的情况下,仍能准确判断故障线路。     

基于测量波阻抗相位特性的多端混合直流线路保护方案

电网换相换流器和模块化多电平换流器(line commutated converter-modular multi-level converter,LCC-MMC)并联型多端混合直流输电系统结合了基于电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter-high voltage direct current,LCC-HVDC)与基于模块化多电平换流器型高压直流输电(modular multi-level converter-HVDC,MMC-HVDC)的技术优势,但因其不一致的边界特性、特殊的汇流母线结构、不同的换流站控制策略,导致现有的线路保护方案难以直接应用。为此,文中提出一种基于测量波阻抗相位特性的多端混合直流线路保护方案。首先,推导不同故障位置测点处测量波阻抗表达式,发现在高频段内,测点处测量波阻抗相位在区内外故障条件下差异显著,且相位特征与故障距离、类型和过渡电阻等因素无关;接着,利用S变换提取测量波阻抗相位信息,并结合行波高低频能量比判据,实现故障识别;最后,在PSCAD中进行仿真验证。结果表明,所提保护能够区分T区母线与其相邻线路末端故障,在满足快速性的同时具备一定的耐受过渡电阻(500 Ω)和抗噪声干扰(20 dB)能力,满足多端混合直流系统线路主保护要求。     

基于平均绝对误差的海上风电经柔直送出系统交流海缆纵联保护

海上风电经柔直送出系统交流海缆线路两侧故障电流均受控,故障特征与传统同步电源有着明显差别,差动保护存在不正确动作风险。针对该问题文中介绍了一种基于平均绝对误差的海上风电经柔直送出系统交流海缆纵联保护。所提保护根据一定时间窗内一侧电流采样值与负的另一侧电流采样值之间计算得到的平均绝对误差值在区内外故障时的差异构成保护判据,并对所提保护的性能进行了分析。利用PSCAD软件仿真验证了所提保护在各种工况下的有效性。仿真结果表明：所提保护在区内外故障时能够正确动作,且在高阻故障时有着良好的性能,面对风机不出力的极端情况下也能正常工作并具备选相功能,性能比差动保护更优越,更适用于海上风电经柔直送出系统交流海缆线路。     

同塔混压四回线下的单回线故障零序方向元件动作特性分析

同塔混压四回线发生故障时,由于近距离物理条件,不仅要考虑相间互感,也要考虑不同电压等级系统之间的互感对故障分析及保护产生的较大影响。针对弱电强磁与强电联系两种场景下同塔混压四回线中单回线发生接地故障的情况,首先阐述零序去耦等值电路的建立依据,然后对零序方向元件的动作特性及主要影响因素进行理论分析。结果表明对于弱电强磁场景,不同电压等级之间的零序互感对零序方向元件动作行为的影响可以忽略不计。对于强电联系场景,零序互感、电气强度及故障位置综合影响零序方向元件的动作行为。基于ATP-EMTP建立1 000 kV/500 kV同塔混压四回线模型,对单回线故障条件下的零序方向元件动作行为进行了建模仿真,验证了理论分析的正确性。     

一种3 2接线死区故障隔离与误切元件快速恢复方法

在现有3/2接线方式下,由于保护和互感器的配置并未完全交叉,导致死区的存在。在发生死区故障时,一般由死区故障所在间隔保护以及断路器失灵保护动作相互配合以实现故障的彻底隔离。这种做法会使得断路器的切除范围扩大,甚至会导致正常母线不必要的停运,严重影响系统的安全稳定运行。针对上述问题,分析了在不同保护CT配置方式下的死区故障的特点,提出了一种死区故障隔离与误切元件快速恢复的方法。该方法通过引入断路器的开合状态信息来有效地辨别死区故障和断路器失灵情况,同时利用断路器的重合闸功能,快速恢复切除死区故障时的误切断路器,从而显著提高系统的安全稳定运行水平。     

基于功率平面隐极发电机低励限制与失磁保护配合研究

同步发电机组的低励限制需先于失磁保护动作,而低励限制和失磁保护的判据完全不同,因此二者的整定与配合一直是网源协调的一个难点。从隐极同步发电机静稳边界的功率方程出发,推导出静稳边界在功率平面上消除了机端电压的抛物线型表达式。将失磁保护与低励限制的判据统一为功率平面的抛物线型静稳边界,提出了一种低励限制与失磁保护配合的新方案。该方案物理含义明确,易于整定,可以保证失磁保护与低励限制之间的严格配合关系。对某600 MW火力发电机组开展分析计算,验证了新方案的有效性,在提升同步发电机组进相运行能力的同时保障机组和电网安全稳定运行。     

基于自适应电流保护协同因子的区域后备保护算法

提出一种基于自适应电流保护协同因子的区域后备保护算法,首先将自适应电流保护动作值对故障判断的影响力定义为自适应电流保护效用度,并将其作为权重构建自适应电流保护协同度函数和协同度期望函数,再将自适应电流保护协同度函数与协同度期望函数的比值定义为自适应电流保护协同因子,然后通过自适应电流保护协同因子识别故障线路。算法引入了自适应电流保护判据结果,使该区域后备保护算法的信息源更加可靠,并能应对故障类型的变化。该算法对系统信息同步的要求较低,同时,在保护动作信息高位数缺失或错误的情况下,利用该算法仍能对故障进行准确判断。最后,通过天津某配电网以及IEEE 33节点系统实时数字仿真(RTDS)对该算法进行了验证。