基于相量测量单元和故障指示器的配电网故障定位研究

研究配电网故障定位技术,快速定位故障发生点,对缩短停电时间,提高配电网供电可靠性具有重要意义。介绍了目前基于相量测量单元的配电网故障定位研究现状,基于故障指示器的配电网区段定位原理与研究情况,以及基于相量测量单元和故障指示器相结合的配电网故障定位方法。在此基础上探讨了未来配电网故障定位技术的研究方向。     

基于同步相量测量单元的串联补偿线路自适应故障定位算法

针对串联补偿线路提出了基于同步相量测量单元的自适应故障定位算法。基于串联补偿线路两侧同步相量,采用最小二乘法在线估计串联补偿线路实时参数。线路故障后,采用分布参数模型,基于故障通路电压、电流相位特性构造故障定位函数,无需串补模型。理论分析及仿真表明,所构造的故障定位函数在定位区间具有单调近似线性变化的特性,采用二分法或弦截求根法即可快速精确求解故障点。基于PSCAD/EMTDC和Matlab的仿真结果表明,故障定位方法实现简单,计算速度快、精度高,对不同的故障类型、过渡电阻和故障位置均有较好的适用性。     

基于同步相量测量技术的配电网故障定位

配电网的故障定位是配电网自动化系统中的一项高级功能。为此,针对配电网的特点,结合同步相量测量技术对节点电压方程进行了处理,导出了一种新型的故障定位矩阵算法。该算法具有较强的通用性,求解过程简单快捷,故障定位快速,对于部分类型的故障还可以具体解出故障距离。最后结舍IEEE13节点系统和[EEE36节点系统,说明了该算法的定位方法并证实了其有效性。     

基于零序分量的阻抗法配电网故障定位技术

精准故障定位对提高配电网的安全性、可靠性有着重要意义。提出了一种基于零序分量的阻抗法定位技术。依据线电压对称性及零序电压幅值判断是否发生单相接地故障,再利用安装在母线处及线路末端的同步相量测量单元获取线路发生单相接地故障后的稳态零序信号。在此基础上,根据线路两端零序电压、母线侧零序电流及线路零序参数建立各区段发生单相接地故障时的测距方程,以区段线路长度为限制排除伪根、确定真实根,通过遍历系统各区段可同时实现区段定位及故障测距。在EMTP/ATP仿真软件中搭建10 kV配电网。结果表明,所提方法在混合线路、多分支线路等多种配电网结构下都能保持较高精度,且测距精度不受接地电阻和故障相角的影响。     

基于同步电压相量的故障定位新方法

提出一种利用同步电压相量进行输电网络故障定位的新方法。该方法首先运用对称分量法和线性叠加原理建立故障后的附加正序网络并且定义了故障点的匹配指标,进而基于该指标运用遍历搜索方法寻找故障点位置。该算法仅利用电压相量进行计算,因而能避免因电流互感器饱和导致的误差影响,且仅需少量的同步相量测量单元配置。基于PSCAD的仿真实验表明该方法能够有效地定位任意电网结构的短路故障,并且不受故障类型、过渡电阻等因素的影响。     

基于PMU的多端传输线路故障定位新方法

提出一种基于PMU的多端传输线路故障定位新方法;该算法基于线路分布参数线路模型和同步附加正序分量,通过故障区域判断指标,准确找到故障支路,然后将非故障支路化简合并,应用双端测距算法进行高精度的故障测距。本算法的测距不受故障类型、故障阻抗、系统阻抗及负荷等的影响,PSCAD仿真结果验证了所提算法的正确性和高精度性。     

基于PMU的多端传输线路故障定位新方法

提出一种基于PMU的多端传输线路故障定位新方法;该算法基于线路分布参数线路模型和同步附加正序分量,通过故障区域判断指标,准确找到故障支路,然后将非故障支路化简合并,应用双端测距算法进行高精度的故障测距.本算法的测距不受故障类型、故障阻抗、系统阻抗及负荷等的影响,PSCAD仿真结果验证了所提算法的正确性和高精度性.     

基于相量测量的输电线路故障测距新算法

提出了一种新的基于相量测量的输电线路故障测距的自适应算法,对于单回线和同杆双回线均适用.该算法利用输电线路两端的电压和电流相量并采用集中参数模型对∏型等值线路的正序参数进行了在线计算以用于故障测距,解决了线路参数在运行过程中的不确定性问题.为了实现双端测距,通过故障前后线路两端的采样数据获取突变量,并采用对称分量和六序分量分别计算了单回线和同杆双回线的等效系统阻抗.大量的EMTP仿真计算结果和实际系统数据验证结果表明,该测距算法能适应系统运行方式的变化,不受故障点过渡电阻、故障类型、故障距离等因素的影响,具有很高的测距精度.     

基于相量测量单元的电力系统振荡研究

大电网系统振荡模式多变,使得离线设计静态协调控制的有效性受到限制,但目前实用的相量测量单元可同步采集表征电网运行状态的几乎所有的变量,它为克服现有阻尼控制的固有缺陷创造了条件,将其作为阻尼控制器的反馈输入构成闭环控制在工程上是可行的。     

一种计及衰减直流分量干扰的动态同步相量测量算法

动态同步相量测量在电力系统动态行为监测中发挥着重要作用.但是当电力系统发生故障时,故障电流中存在的衰减直流分量,会严重影响动态同步相量测量的准确性.对此,提出了一种动态同步相量测量新算法.具体实现上,将衰减直流分量近似表示成一个较低频率的动态余弦分量,再基于频域采样定理,构建含基波分量和动态余弦分量的故障电流信号模型,...     

基于PMU动态同步相量测量的故障测距

为提高故障测距的准确性,提出了一种基于相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)动态同步相量测量的输电线路双端故障测距算法。通过分析单端故障测距算法因线路对端数据未知而导致的故障测距误差,引入同步相量测量单元,并应用动态同步相量测量算法,有效提高动态同步相量测量的精确性和实时性;以全球定位系统(global position system,GPS)为时间基准,将故障时刻线路双端相量测量结果,应用于正序网络的测距方程,进行准确地故障定位。仿真实验表明,所提算法充分利用线路两端的故障信息,提高了故障测距的准确性。     

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...     

一种同步时标可自由设定的新型相量测量装置

提出一种同步时标可自由设定的新型广域电网相量测量装置（PMU）,它由频率自适应等间隔采样模块、同步时标形成模块和核心微处理器模块等构成。通过硬件电路与计算软件的合理分工与协调配合,实现了相量同步测量装置中“时间同步”与“频率同步”的解耦处理,从而装置能够根据自由设定的同步时标与时标同步方式,自动定位截取整周期采样数据（无频谱泄漏）进行高精度离散傅里叶变换（DFT）相量计算,并通过简单的方法对截取DFT数据窗时造成的时标同步偏移量进而计算相量的相角偏差量进行高精度线性修正。同时对同步时标位于DFT数据窗首、中、末点3种情况下的相量测量精度进行了仿真研究,得出了“中点同步”精度最高的正确结论。     

《电力系统同步相量测量装置检测规范》的编制

介绍了关于广域测量系统系列标准中的《电力系统同步相量测量装置检测规范》的编写背景及编写意义,结合我国电力系统现状,分析了编写同步相量测量装置检测规范的迫切性。阐述了该检测规范的框架结构,对规范的主要内容,如功能检验、性能试验、抗电磁干扰试验等,进行了介绍。     

基于改进自适应遗传算法的系统可观测PMU最优配置

以电力系统配置同步相量测量单元（PMU）个数最少、系统有最大测量冗余度为目标,全网可观测为约束,提出PMU最优配置模型,同时针对实际电网中存在某些重要节点已经初步安装PMU或者必须安装PMU的情况,提出了特殊约束条件,并给出了相应的求解算法。在此基础上,用改进自适应遗传算法求解此模型,保证全局最优。对某省49节点电网进行的计算表明,改进的自适应遗传算法收敛到全局最优解的概率优于传统的遗传算法和自适应遗传算法,更适用于工程实际。     

基于S变换及同步相量测量的输电线路故障定位研究

文中提出一种基于S变换及相量测量装置(Phasor Measurement Units,PMU)的输电线路故障定位方法,将双端电压数据经过S变换预处理后,分离出故障波段与正常波段及其电压幅值相位数据,将两组数据之差经相模转换后作为初始数据源,输入故障定位特征函数中,最后通过粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)的全局搜索能力求解出定位目标函数的最优解以确定故障位置。仿真实验结果显示,文中方法能够实现故障的准确定位,并能提供更为丰富、可视化程度更高的故障信息。     

动态条件下的同步相量测量算法的研究

考虑到电力信号的动态特性,利用泰勒级数对电力信号的时变相量进行建模,并利用相邻采样数据窗的相量测量值来表示相量导数,以此相量导数来修正系统动态特性对相量测量精度的影响。仿真计算以及现场数据的分析研究表明：该同步相量测量算法提高了多种动态条件下(如低频振荡和频率偏移等情况)对信号相量进行测量的精度,与传统相量测量方法相比,虽然运算量有所增加,但仍能够满足现场在线应用的要求。     

Fault Detection and Localization Methodology for Self-healing in Smart Power Grids Incorporating Phasor Measurement Units

Recent developments in several fields of engineering have accelerated the evolution of smart power grids encompassing both transmission and distribution systems across the globe. Self-healing, a crucial operational function of a smart power grid, requires detection as well as localization of the transmission line faults in the power network in real time. A support vector machine based fault-localization methodology has been proposed to accurately detect and localize any type of transmission line faults for the entire smart power grid. This methodology identifies the transmission line fault in smart power grid and precisely pinpoints the bus to which the faulty branch is connected. Afterward, the faulty branch is discriminated, and the distance of fault location from the bus related to the fault is estimated. The methodology relies on frequency-domain analysis of the equivalent voltage phasor angle and equivalent current phasor angle using fast Fourier transform. The proposed methodology has been corroborated using extensive case studies conducted on 7- and 13-bus power systems. The major contribution of the proposed methodology is that it can identify and localize all types of transmission line faults using phasor measurement unit measurements. The methodology can be applied for transmission systems as well as distribution systems.