基于电流动态偏差值的MMC-MTDC直流侧故障识别

为了快速可靠识别基于模块化多电平换流器MMC(modular multilevel converter)的多端柔性直流MTDC(multi-terminal direct current)输电系统直流侧故障,提出了一种基于单端单极电流的柔性直流电网故障识别方案。该方案通过对电流动态偏差值极值的检测与电流累差值的计算实现直流线路故障快速定位,采用母线短时能量保护区分直流母线故障和线路故障,并根据所提保护方案设计了一套故障检测和识别单元。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建仿真模型,通过仿真算例验证了该保护方案能在各种情况下快速、可靠地识别故障,无需双端数据通信,无需复杂数据分析与处理,满足多端柔性直流输电系统对保护的要求。     

基于改进方向电流法的特高压直流输电线路故障识别

可靠、精准地识别特高压直流输电系统故障是区内、外保护动作的基础，对整个直流输电系统安全可靠运行具有决定性意义。基于贝瑞隆分布参数模型，以方向电流法为基础引入暂态能量偏离度（暂态值与正常值之比）共同构成故障识别判据，提出一种可准确辨识特高压直流输电整流侧出口故障、直流线路故障和逆变侧出口故障的方法。该识别方法对直流线路通信通道要求低、耐过渡电阻能力强、对采样频率的要求不高。通过在PSCAD中搭建±800 kV直流输电模型并结合Matlab仿真结果表明，该方法可实现直流输电系统故障的准确辨识，且能实现故障选极，具有一定的实际工程价值。     

基于CNN-BiGRU的高压直流输电线路故障识别

针对高压直流(high voltage direct current, HVDC)输电线路故障暂态行波具有时序性和强非线性的特点,导致高过渡电阻情况下故障识别率低的问题,提出基于卷积神经网络(convolutional neural networks, CNN)和双向循环门单元(bidirectional gate recurrent unit, BiGRU)的HVDC输电线路故障识别方法。首先,采用故障后整流侧的双极暂态电流行波作为特征向量,利用CNN提取全局特征,并从中剔除噪声和不稳定成分,完成对数据的降维处理。然后,采用BiGRU来捕获CNN提取到特征的前后时间信息,进一步提取数据中的时序特征,以实现HVDC输电线路故障识别。仿真结果表明：该方法可在不同故障地点以及不同过渡电阻下对单极接地、双极短路、雷击故障、雷击干扰共四种故障实现准确识别,可靠性高,具有较强的耐受过渡电阻能力,同时具备一定的抗噪性能。     

直流输电系统中直流线路故障再启动逻辑分析

为确保高压直流输电系统安全稳定运行,避免直流线路瞬时性故障造成直流输电系统停运,在直流控制保护中增加直流线路故障再启动功能,该功能通过移相重启释放直流线路上累积的能量,清除故障点,恢复直流系统运行,对减少直流系统的停运次数,提高直流系统的可用率作用巨大。介绍鲁固直流系统直流线路故障再启动功能原理和动作逻辑,并对其进行了试验验证,为今后直流工程直流线路故障再启动功能的设置提供参考。     

高压直流输电线路故障识别的分形算法

对高压直流输电线路内部、外部故障进行仿真计算和分析发现:由直流输电线路平波电抗器和直流滤波器构成的物理实体边界对高频分量具有很强的衰减作用,使得外部接地故障下直流输电线路两端量测的故障线模电压短窗时域波形极为平滑,其分形维数为1;而内部接地故障下线路两端量测的故障线模电压短窗时域波形的高频含量高,其分形维数远大于1。据此,形成以单端故障线模电压的分形维数计算为基础的直流输电线路故障识别算法。大量PSCAD仿真实验表明,所提算法有效、可靠。通过对高、低阻故障下的波形特征及其盒维数计算机理的分析,揭示了所提算法具有耐受高阻能力的原因。     

基于单端暂态量的MMC-MTDC直流线路故障辨识方法

在多端柔性直流MTDC(multi-terminal flexible DC)系统中,带有模块化多电平换流器MMC(modular multilevel converter)的直流线路的故障辨识是目前亟需解决的重大科学问题。通过分析直流线路故障期间的暂态电流和电压,提出一种基于单端暂态电流和电压的快速辨识方法。根据故障线路与非故障线路电流变化量的差异建立了故障线路辨识模型,依据正、负极暂态电压的样本标准差建立的故障极辨识模型,辨识时间短且无需两端数据通信。在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建张北四端口柔性直流系统模型,通过算例验证了该方法能在各种故障下快速准确地辨识故障的类型,且具备一定的抗干扰性和耐过渡电阻能力,满足多端柔性直流系统对直流线路故障辨识的要求。     

基于故障电流特征的光伏中压直流输电线路保护研究

光伏中压直流输电系统内部含有的大量电力电子器件使得整体耐压水平不高,在输电线路发生故障时易遭受破坏,需保护快速响应。为此利用故障初期暂态电气量构造了保护判据,该判据利用了以e为底的幂指函数性质对故障电流变化进行统一描述,能可靠识别故障类型,不存在动作死区,具有较好的全线速动能力。最后通过在MATLAB/Simulink进行仿真验证了该保护判据的可靠性,且具有一定的抗外界干扰能力。     

利用电流固有频率的VSC-HVDC直流输电线路故障定位

电压源换流器型直流输电（voltage source converter HVDC,VSC．HVDC）线路故障暂态过程中具有相对于交流线路更强的固有频率信号。由于VSC．HVDC直流输电线路两侧并联大电容,在高频的固有频率下系统阻抗可等效为电容阻抗,其值很小,行波在系统侧近似为全反射,因此,VSC,HVDC直流输电线路的固有频率只与故障距离和波速度有关。据此,提出通过对单端电流运用Prony算法进行频谱分析,获取其固有频率进而实现直流输电电路故障定位的方法。仿真结果表明该方法可实现VSC—HVDC直流输电线路的快速、准确定位。     

基于柔性高压直流输电线路故障测距和故障极性识别新方法

近年来高压直流输电系统得到了广泛的应用,高压直流输电技术快速发展,特别是以VSC-HVDC为代表的轻型直流输电系统发展迅猛,电缆的使用越来越普遍。然而由于电缆的依频特性突出,行波波头衰减和畸变严重,导致行波测距方法的使用受到很大的限制。分别采用小波分析的方法和数学形态学算法提取波头到达时刻,着重介绍了数学形态学算法。通过两种算法的对比可以看出,数学形态学算法相比于小波分析法有明显的优势,它不仅测距准确度高,而且可以通过图像直接区分故障类型。此外,数学形态学算法对噪声不敏感,算法简单,易于实现,不受过渡电阻的影响;并且能够准确测距,同时能够明显地区分出故障极性,无须单独再对故障的极性作判断。     

混合三端直流输电系统线路故障特性及故障电流抑制策略

文中研究了混合三端直流输电系统的直流故障特性及故障电流抑制策略.此系统送端为电网换相换流器(line commutated converter)、受端为混合型模块化多电平换流器(hybrid modular multilevel converter).首先介绍了混合三端直流输电系统拓扑以及控制策略,随后针对不同故障点,...     

MMC-MTDC系统单极接地故障电流计算方法

直流线路单极接地故障是基于模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)的多端直流(multiterminal high voltage direct current,MTDC)输电系统最常见的故障类型,分析其故障电流暂态特性对于故障类型的判断、保护配置的设计、系统参数的优化具有较大的工程意义。提出了一种适用于MMC-MTDC输电系统处于单极接地故障下,故障电流的计算方法。首先完整分析了多端直流系统单极接地故障演化机理;然后对单个换流站进行简化等效,进而将多端直流系统简化为RLC等效电路;根据基尔霍夫定律推导出故障前系统的状态方程;故障发生后,通过修改故障前状态方程中的状态变量及系数矩阵,用微分方程数值解的方法求解状态方程,进而求得故障电流。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件上,搭建了三端MMC直流输电模型,仿真结果验证了故障电流计算方法具有较高的精确度。     

高压直流输电线路故障特性分析

随着高压直流输电线路的发展,线路的输电能力得到了明显的提高,其中线路中出现的故障极大影响了电能的输送。本文通过分析直流输电系统的主要故障类型,阐述了故障产生的机理和特性,并根据故障类型进行分类讨论,对现有的直流输电线路故障保护类型进行了阐述,在不同类型故障下,选择合适的保护方法能够有效降低故障损失,使线路恢复输电的能力大大提高。     

直流输电系统电子式电流互感器故障统计分析

随着特高压直流工程建设不断提速,电子式电流互感器在特高压直流输电系统中应用数量逐步增长,故障统计样本不断丰富,暴露出的一系列问题,严重威胁电网安全稳定运行。为掌握电子式电流互感器的运行现状,针对国家电网公司直流工程应用于直流保护系统的电子式电流互感器故障进行统计分析。统计数据表明,电子式电流互感器故障率远高于电磁式电流互感器,光学电流互感器故障率高于光电式电流互感器。根据各故障部件统计数据,结合典型故障分析,总结电子式电流互感器高故障率的原因和薄弱环节,给出薄弱环节提升建议,为后续电子式电流互感器技术的研究和应用提供参考依据。     

直流输电系统接地极线路故障研究

以天广、高肇和兴安等由德国Siemens公司设计的直流输电系统中为例,首先简介了所设置的接地极线路故障相关保护及运行实例,然后从理论上分析了单极大地运行方式下接地极线路发生接地故障和断线故障时各特征量的变化特点,并通过RTDS实时仿真系统进行了验证;接着根据这些特点,提出了可以准确判明故障类型的改进措施,确保准确检测接地极线路接地故障,并通过启动线路故障重启动功能,提高直流输电系统运行的可靠性。     

基于电流故障分量特征和随机森林的输电线路故障类型识别

为提高输电线路故障选相的精确性,提出了一种基于电流故障分量特征结合随机森林的输电线路故障类型识别新方法.分别在多个短时序列下计算三相电流故障分量能量相对熵与零序电流故障分量能量和,并按特定顺序把在各短时序列下计算得到的结果组成特征样本向量,以表征输电线路故障类型特征.建立随机森林智能故障类型识别模型,并利用故障特征样本...     

直流输电系统接地极线路故障研究

天广、高肇和兴安等由德国Siemens公司设计的直流输电系统中为例,首先简介了所设置的接地极线路故障相关保护及运行实例,然后从理论上分析了单极大地运行方式下接地极线路发生接地故障和断线故障时各特征量的变化特点,并通过RTDS实时仿真系统进行了验证;接着根据这些特点,提出了可以准确判明故障类型的改进措施,确保准确检测接地极线路接地故障,并通过启动线路故障重启动功能,提高直流输电系统运行的可靠性.     

基于故障电流传播特性的高压直流输电线路单端保护方案

针对高压直流输电线路现有行波保护故障识别准确率不高、耐过渡电阻能力不强等问题,提出一种基于故障电流传播特性的单端保护方案。基于高压直流输电系统的等效电路,分别分析故障电流从换流侧到线路、从线路到换流侧以及在线路上的传播特性,进而分析不同位置发生故障时整流站线路边界两侧故障电流特征的差异性。基于此,利用特征频段电流构造区内、区外故障的识别判据,设计直流线路单端保护方案。基于PSCAD/EMTDC软件的仿真结果表明,所提保护方案能够准确识别区内、外故障,且具有良好的耐过渡电阻及抗噪声干扰能力。     

基于能量比值分析的直流输电线路故障判别

针对高压直流输电线路跨域广,遭受雷击概率较高,易引起输电线路故障的问题,提出了一种基于能量比值分析的故障识别方法。在考虑发生雷击故障或接地故障时,引起输电线路暂态能量发生改变,且雷击时的故障能量与接地故障时的故障能量不同的特征,通过从能量的角度出发,提出了利用S变换将输电线路各频带的能量进行分离,提取出特定频带的能量进行比值分析。基于EMTP/PSCAD搭建220 kV高压直流输电线路模型,仿真结果表明其方案可以很好地识别雷击故障和接地短路故障。     

MMC直流输电网线路短路故障电流的近似计算方法

柔性直流电网可灵活消纳大规模可再生能源,但直流线路故障后严重的过电流问题是制约其发展的重要因素之一。短路故障电流的分析和计算对于系统参数的设计和选取具有重要意义,但是由于换流站是高度复杂的非线性系统,无法得到故障电流的精确解析表达式,因此短路故障电流往往通过仿真得到。对于故障电流近似表达式的研究也往往只能针对双端直流系统进行,对于直流电网下的线路短路故障电流则无能为力。该文根据模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)柔性直流电网系统参数的基本特点对其进行合理的简化,得到线路短路故障电流的近似解析解的求解方法,可以在故障后一段时间内较为准确的描述故障电流的整体趋势,可为直流线路保护定值和直流断路器相关参数的选取和整定提供一定的依据。     

基于红外图像的输电线路故障识别

传统红外图像输电线路故障识别方法易受到噪声的干扰,故障边缘特征信息模糊,不能准确找出输电线路故障的位置,存在识别准确率低,抗干扰性差等难题,为此提出了基于红外图像对输电线路故障识别方法。采用红外成像仪器采集输电线路的温度变化图像,并采用粒子滤波算法去除故障图像中的噪声干扰,通过RGB色彩通道转换对输电线路红外图像的故障区域进行划分,利用共轭梯度法对输电线路故障区域的故障点进行识别和定位。实验结果表明,该方法能够实现输电线路故障的准确定位和高精度识别,且定位精度高达80%。