基于有限PMU的广域后备保护研究

对新型的基于有限数量相量测量单元（PMU）的广域后备保护进行了研究。通过布点算法,在电网相关母线中安装有限的相量测量单元,根据布点算法形成的电压推算关系构成保护区,将故障视为“透明”,利用安装点的实测值推算保护区内其余的母线电压。故障时,根据正序电压幅值分布特征定位故障关联母线,推算该母线关联支路的有功功率,根据相对误差特征选出故障线路。PMU的高速实测数据的引入使得实时故障定位成为可能。算例仿真验证了基于有限PMU的广域后备保护的正确性和有效性。     

基于有限PMU的输电网广域后备保护方法

文中提出了一种仅利用有限个PMU对输电线路实现广域保护.在满足故障完全可观性的条件下,利用二进制整数线性规划求解PMU最小数量,计算装有PMU节点的正序电压幅值的最大与最小瞬时值之差的绝对值,得到该绝对值最大的节点,利用基尔霍夫电流定律确定故障距离以及故障线路,在IEEE9节点系统上的仿真验证了所提模型的有效性,在不同负荷水平、外部故障、频率波动、量测和同步误差、不同故障类型以及故障初相角下都有较高的鲁棒性.     

基于保护元件与PMU数据多源的广域后备保护算法

为了提高广域后备保护的准确性与容错性,提出了一种同时利用传统保护元件和相量测量单元(PMU)数据的广域后备保护算法。将实时获得的广域保护动作加权,得到综合判断值,然后采用高斯函数获得对应的故障概率。同时,根据统计数据,由正序电压幅值、线路两侧正序电流相角差,计算得到PMU数据对应的故障概率,再将两种故障概率加权综合。在理论上定量地分析了广域保护容错的极限位数。在IEEE 14节点系统上的多组案例实验结果表明,该算法对多个保护误动与拒动有较高的容错性,并且能够检测多重故障。     

基于区域PMU和节点故障注入电流的广域后备保护算法

电网结构日益复杂,传统输电线路后备保护整定变得越来越困难.文中在间隔母线布置相量测量单元(PMU)策略下,先根据广域差动法确定故障区域,再估计出故障区域中未布置有PMU母线的电压和节点注入电流,推导出该区域节点电压故障分量方程,构造节点故障注入电流.分析故障发生前后故障线路两侧母线和正常母线的节点故障注入电流的变化特征,构造广域后备保护判据.基于IEEE 39节点系统的仿真结果验证了所提算法不受故障位置、类型和过渡电阻影响,在各种故障情景下均能检测出故障线路.     

基于潮流转移因子的广域后备保护方案

针对潮流转移引起的连锁跳闸问题,分析了现有后备保护方案存在的缺陷,提出了一种基于广域测量系统(WAMS)的可识别潮流转移的新型后备保护方案,引入了用于估算发生潮流转移后电网中潮流分布的潮流转移因子(flowtransferringrelativityfactor,FTRF)的概念,推导了FTRF矩阵的计算方法。对新英格兰10机39节点系统进行了潮流转移的仿真计算,验证了所提出广域后备保护方案的有效性。     

广域测量系统下基于PMU的在线电压稳定指标

针对系统电压稳定课题,提出了一种在线电压稳定监测指标。该指标采用精确的线路模型,考虑了线路分布电容的充电作用,不受无功功率流向不确定性的影响。该指标算法形式非常简单,便于微机实现。通过IEEE标准算例进行验证,结果分析表明它比其它指标有更好的指示效果。将该指标结合PMU的实时同步数据,可以实现广域测量系统在线电压稳定监测,为电压稳定控制提供更加准确的信息。     

基于故障匹配度的广域后备保护新原理

提出一种基于故障匹配度的广域后备保护新方法.该方法在系统正常运行时,根据系统拓扑和相量测量单元(PMU)的配置情况,形成保护关联域.系统发生故障后,通过分析各关联域内差动电流故障稳态分量,界定故障关联域,计算该关联域内的故障匹配度,并据此确定具体的故障位置.采用新英格兰10机39节点系统的分布参数模型进行仿真验证,结果表明该方法不受系统运行方式的影响,能够在PMU有限测点情况下快速、灵敏、可靠地实现故障定位,且在定位过程中无需修改系统矩阵,计算量小,易于实现.     

基于广域保护系统的距离后备保护整定方案

电网中发生潮流转移现象后,受影响的输电线路会承受大量的转移负荷,进入过负荷运行状态。距离保护后备段的整定要求躲开线路正常运行时的最小负荷阻抗,因此潮流转移带来的线路过负荷将会对距离保护后备段带来显著影响。针对这一情况,提出了一种能够应对潮流转移情况的距离后备保护整定方案。该方案基于广域保护系统,利用WAMS可测幅值与相角的特点快速计算线路的视在阻抗值。然后根据线路视在阻抗的变化幅度确定线路所承受的转移负荷比例,针对线路不同的过负荷状态进行与之对应的后备保护整定值调整,既防止过负荷线路上的后备保护发生误动,又使后备保护保有正确识别短路故障的能力。最后将整定信息与负荷波动情况上传至调度中心,为调度中心进行负荷控制提供辅助决策,并依据调度中心的决策进一步调整后备保护的整定值,直至线路恢复正常的负荷输送状态。以新英格兰10机39节点系统为样例,采用BPA仿真验证了该方案的有效性。     

有限相量测量单元下最小二乘估计的广域后备保护算法

提出了一种基于有限相量测量单元(PMU)的广域后备保护算法。它采用最小二乘法得到一个区域内各节点的电压估计值,利用这些电压估计值计算出本区域内每条线路的电流估计值,获得各线路电流实际值与估计值的残差值,进行排序,将电流残差值最大的两条线路列为疑似故障线路。利用多组PMU的电压故障分量,计算出疑似故障线路的多组线路故障点位置。利用故障点位置位于[0,1]之间等特性,给出了线路故障的判据。在IEEE 14节点系统上的仿真实验结果表明,所提出的算法能够准确判断出故障线路,不受故障点位置、故障类型的影响。     

基于广域信息多端高压输电区域后备保护

采用分布参数建模,提出一种基于广域信息多端高压输电区域后备保护新原理。该后备保护功能包括广域电流差动保护新原理和故障支路选择算法。广域电流差动保护依据分布参数电路中,正常运行时多端高压输电区域内所选参考点的电流流入与流出量代数和为零,故障时参考节点的差动量能准确反映故障电流这一特征对保护区内故障情况进行检测。故障支路选择算法依据故障支路选择方程根的分布特点判别故障支路和确定故障位置。经广域后备保护服务器计算分析,若保护区内故障,主站通过通信网络向故障线路跳闸装置发送控制命令,故障线路跳闸装置接收到来自主站的跳闸命令后跳开故障线路两端断路器,将故障与系统隔离。仿真试验验证了该后备保护算法的正确性和有效性。     

基于故障电压比较与多信息融合的广域后备保护算法

为了提高广域后备保护系统的容错性,且使其在复杂工况下具有良好的动作性能,提出一种将故障电压比较和多信息融合相结合的广域后备保护算法。该算法利用本线路和相邻线路的保护动作值加权得到综合值,由其与故障门槛值的比值计算出对应的故障概率。同时利用相量测量单元(Phasor measurement unit,PMU)测得的线路一侧电压电流推算另一侧电压故障分量,以推算值与测量值的比值获得PMU数据对应的故障概率,将两种故障概率加权综合识别故障元件。该算法原理简洁,基于IEEE 4机8节点系统的算例结果表明,该算法在高阻接地、非全相运行再故障、故障转换等工况下具有良好的动作性能,多个保护拒动与误动时均能准确识别故障元件,有较高的容错性。     

基于PMU的广域保护系统

电力系统的稳定与控制问题是现代大电网的根本问题,本文在回顾了广域保护的发展及其使用现状的基础上,从系统结构、功能配置、通讯等方面介绍了使用先进计算机和通信技术的新一代广域保护系统及在电力系统的应用,并展望了其未来的发展动向。     

关于广域后备保护研究的综述

分析基于广域信息的后备保护的主要保护原理,包括:广域电流差动保护、基于广域信息的自适应保护、基于专家系统的广域后备保护、基于潮流转移识别的广域后备保护以及基于复杂网络原理的广域后备保护。简单说明了各种广域后备保护优缺点。基于广域信息的后备保护已成为目前研究的热点,随着智能电网的不断发展,广域后备保护技术将会得到不断的改善。     

利用有限相量测量单元的故障识别与广域后备保护策略

针对传统后备保护整定困难、动作延时长、配合关系复杂等问题,提出了一种利用有限相量测量单元的故障识别与广域后备保护策略。首先,根据相量测量单元的安装位置划分后备保护区域;在发生故障时,利用电气量信息确定故障设备所在的后备保护区域,以期快速缩小可疑故障设备范围。其次,提出一种基于解析模型的故障识别方法和广域后备保护策略。当主保护未能成功切除故障时,这种解析模型可综合利用主保护动作警报、断路器动作警报、后备保护启动信息和功率方向继电器指向信息,利用禁忌算法（tabu search,TS）求解最优故障假说,并通过解析保护和断路器的动作逻辑判断拒动装置。之后,根据不同的拒动情况提出相应的后备保护策略以防止故障扩大。最后,以IEEE 39节点系统为例,对所提出的方法做了验证。仿真结果表明,所提出的方法是可行的,具有较强的容错能力。     

关于广域测量系统及广域控制保护系统的评述

评述广域测量系统及广域控制保护系统的构成、关键技术及应用领域,提出广域测量预警控制系统的概念.分别讨论了基于纯相量测量单元(PMU)数据的应用功能,以及结合PMU数据与模型仿真结果的应用功能.在此基础上指出广域测量预警控制系统理论和应用的瓶颈及可能的解决途径.     

基于网格平台的广域后备保护专家系统

传统的后备保护以单元件的保护为出发点,缺乏系统全局的观念。介绍了一种网格环境中的广域后备专家系统,它以保证整个输电线网络的稳定与安全为基础,从广域角度实现线路保护的目的。本文首先讨论了网格技术及其在电力系统继电保护中的应用,包括网格的基本概念和特点以及网格技术在广域后备保护中的应用前景;之后介绍了广域后备保护专家系统(BPES)的基本算法和系统结构。通过仿真,验证了其比传统后备保护的优越之处。     

基于LabWindows/CVI的广域后备保护监控软件设计

介绍广域网络后备保护的基本概况及美国国家仪器公司(National Instruments,简称NI)的虚拟仪器开发工具LabWindows/CVI的特点.根据作者的软件开发经验和体会,讨论利用LabWindows/CVI实现广域网络后备保护后台机监控软件设计的过程和细节,对LabWindows/CVI在电力系统中的应用前景进行了展望.     

广域后备保护方案的研究

随着电网的不断扩大,电力系统对继电保护的要求越来越高。传统后备保护的弊端日益显现出来,动作时限较长和故障切除范围较大,对整个系统的安全稳定运行带来了影响。在计算机和通讯技术高速发展的前提下,广域信息被应用到电力系统继电保护中,为继电保护的发展提供新的方向。本文提出了一种新型的广域后备保护方案,利用电力系统多点的短路功率方向信号,与主保护相互配合。本保护方案的保护动作时限比传统后备要短,故障切除范围较小,不受系统运行方式的影响。     

基于贝叶斯网络的广域后备保护故障诊断检测

提出一种针对广域后备保护特征要求的贝叶斯网络线路故障诊断方法,根据保护动作和断路器跳闸信号,建立了面向元件的电网线路故障诊断模型。该模型是由Noisy-Or,Noisy-And节点组成的贝叶斯网络。该故障诊断方法具有实时性和准确性和较强的容错能力等特点,满足广域后备保护特征对故障诊断实时性、准确性的要求。