数字式发电机保护的设计

本文主要针对发电机控制及保护特性,着重论述了数字式发电机保护的硬件组成及基本原理．提出了基于数字式发电机保护实现方法和控制方案。     

复杂直流输电控制保护系统和ADPSS融合仿真技术研究

随着直流输电系统的规模、容量和对电网运行的影响与日剧增,直流输电系统复杂的控制保护特性越来越受到运行分析的关注。对复杂直流输电控制保护系统与ADPSS电磁暂态仿真平台的融合仿真技术进行研究,提出了静态链接和动态链接两种融合仿真方法;并研究了各种仿真方法下的直流控制保护系统的融合接口设计;最后建立了复杂直流控制保护系统与ADPSS融合仿真系统,该系统充分保留了直流输电系统控制保护特性,为研究各种故障下的直流输电的运行状态提供了强大的技术支撑。     

低压电控系统保护与控制的选择性与协调性分析

阐述了低压电控系统中的保护与控制协调性概念,通过时间-电流曲线图、I2t曲线图方法,分析由传统分立器件构成的电控系统中主要配电电器之间的选择性保护以及配电电器与控制电器之间特性的协调配合,提出了实现过载、短路、欠压等各种故障条件下的保护选择性和不同工作状况下控制协调性的要求与实现方法,并指出具有协调配合的保护特性的集成化多功能电器是低压电控系统发展方向.     

基于IEC标准的微机保护器在电力系统的应用技术及问题

微机保护器作为电力系统配电综合保护和控制单元,用于中压、低压电网设备保护.工作性能十分稳定,其IEC标准过电流保护特性在6 kV系统中应用广泛.利用微机保护特性分析,对在实际化工厂配电系统中的反时限过电流保护使用方法及一些注意问题进行了解析.     

±800kV特高压直流换相失败的RTDS仿真及后续控制保护特性研究

分析了特高压直流输电系统交流单相故障、触发系统故障和阀短路引起的换相失败的机理和后续控制保护特性,在南方电网主网等值系统下采用基于实时数字仿真仪的直流控制保护数模仿真平台对上述3类诱因引发的换相失败进行了仿真,分析了不同诱因下换相失败控制特性及保护配合,并检验其动态性能间的差异。仿真分析表明,特高压直流输电换相失败在不同的故障诱因下有不同的控制保护特性。     

控制保护特性对±1100kV特高压直流过电压的影响

直流系统操作及故障过电压与直流系统自身的控制保护特性密切相关,采用与特高压直流输电(UHVDC)实际工程特性一致的详细电磁暂态模型,研究直流控制保护特性对即将建设的±1 100 k V特高压直流工程过电压的影响,研究内容主要包括主后备保护配合、直流功率控制方式、直流低压限流(VDCL)特性和直流不同的闭锁方式对换流站过电压的影响,最后总结了直流控制保护特性对换流站过电压的影响程度,对于研究中发现的问题提出参考建议。     

适应于双馈风电场送出线不对称故障的时域距离保护

目前,双馈风电场不对称短路电流特性对风电场送出线距离保护的影响以及相关优化策略的研究,主要是在计及Crowbar保护动作的基础上进行的,少有研究系统发生不对称故障后计及RSC控制的短路电流特性对传统距离保护的影响。基于此,分析了系统发生不对称接地故障后,计及Crowbar保护和RSC控制两种运行工况下的短路电流特性,解析推导了这两种运行工况下离散傅里叶算法提取基频分量产生的误差表达式。在此基础上分析双馈风机短路电流特性对传统距离保护的影响,从而提出了不受风电场短路电流特性影响的具有抗过渡电阻能力的时域距离保护。最后在Matlab/Simulink平台上建立DFIG电磁暂态仿真模型,仿真分析了风电场送出线发生单相经过渡电阻接地后,计及Crowbar保护动作和RSC控制两种运行工况下传统距离保护和时域距离保护的动作特性。     

双馈风电场短路电流特性对距离保护的影响及保护策略研究

目前双馈风机短路电流特性对风电场送出线距离保护的影响以及相关的研究,一般是在计及Crowbar保护动作后的基础上进行的,少有考虑到计及转子侧变流器(RSC)控制后的DFIG短路电流特性对距离保护的影响。基于此,分析了计及Crowbar保护动作后和计及RSC控制两种运行工况下双馈风机的短路电流特性之间的差异。在此基础上,解析推导了计及Crowbar保护动作时的转速频率分量、计及RSC控制时的暂态自然分量对全周傅里叶算法产生的计算偏差表达式。进而分析双馈风电场提供的短路电流对传统距离保护的影响,并提出了故障后适用于两种运行工况下的时域距离保护。最后在Matlab/Simulink平台上搭建并网双馈风机电磁暂态仿真模型。仿真分析了计及Crowbar保护动作和计及RSC控制两种情况下,传统距离保护和时域距离保护的动作特性。     

多端柔性直流输电工程控保系统接口设计

介绍了柔性直流输电系统控制和保护系统分层结构,对南澳多端柔性直流输电工程青澳站控制保护系统分层结构和控制保护系统通信接口方案进行了描述。通过对青澳站的无功功率阶跃和稳态时直流侧总谐波进行分析,证明换流器级控制到换流阀级控制接口特性、换流阀级控制到换流阀接口特性均满足系统要求。该方案设计简单可靠、实用易行,已经在南澳柔性直流输电工程中得到了成功应用,很好地满足了柔性直流工程控制保护系统快速性和可靠性的要求。     

考虑储能电站运行特性的配电网距离保护的整定优化策略

储能电站接入配电网后,配电网的潮流发生改变,线路原有距离保护的动作特性将受到影响。为此,根据储能电站运行特性,对配电网距离保护进行了分析与改进。根据储能电站在恒功率控制模式下输出故障电流的2种情况,从阻抗继电器动作特性的角度提出了最大保护阻抗的分析方法。综合考虑储能电站作为分布电源和作为负载充电时的2种运行状态,采用修改保护定值的方法来优化保护性能,从而保证距离保护II段的动作特性不变。针对2个含储能电站的实际配电网络进行仿真与分析,分析结果验证了所提方法的准确性以及优化策略的正确性与可行性。     

混合直流输电系统控制保护策略分析

作为一种新型直流输电技术,混合直流输电技术综合传统直流和柔性直流的优势。结合常规直流和柔性直流系统控制特性和基于常规直流ABB保护方法,提出了混合直流几种典型故障的控制保护策略,并在仿真平台上建立典型双极混合直流输电系统模型。仿真验证了保护策略的正确性及受端换流站无功控制的有效性。     

保护用电子式电流互感器暂态特性试验关键技术及装置研制

电流互感器的暂态特性是影响继保装置、关系到系统安全稳定的关键因素,其暂态特性及试验方法的研究对电网的保护控制和安全稳定运行具有重要的意义。为此对电力系统一次短路电流进行了理论分析,将其周期分量和非周期分量进行分解,并建立了理论数学模型。对现有试验技术存在的问题进行分析,提出基于不同时间尺度的模块化组合式试验技术,完成保护用电流互感器暂态试验电源的研制,并提供保护用电流互感器暂态特性试验的整体解决方案。试验结果表明:提出的保护用电流互感器暂态特性试验方法及检测系统,大幅度减小试验电源容量,实现全工况和宽范围一次时间常数的故障大电流模拟输出,其性能指标满足保护用电流互感器的暂态特性试验要求。     

自适应控制在电力系统继电保护中的应用

继电保护需要适应频繁变化的电力系统运行方式,正确切除发生各种故障的设备,而自适应控制能在参数变化时保持系统的标准特性因此,可形成以自适应方式控制的继电保护－自适应保护。为此,介绍了自适应控制系统的模型,并以距离保护为例,说明运用自适应控制解决继电保护整定值设置和调整等问题的方法,给出自适应距离保护模型。     

智能脱扣器的设计及其保护特性的研究

低压断路器是低压配电系统中起通断控制及保护等作用的重要元件.智能脱扣器是智能化低压断路器的核心部件.低压断路器的保护特性由脱扣器完成,脱扣器功能有基本功能和附加功能之分.基本功能为三段式保护;该文介绍了基于Intel单片机的智能脱扣器的设计方案,阐述了硬件系统的原理,并着重研究了三段保护特性的设计方案及其实现方法.     

柔性直流输电系统交流侧线路继电保护适应性研究

基于模块化多电平换流器的柔性直流输电（MMC-HVDC）系统运行控制特性与常规直流输电（LCC-HVDC）差别较大,其对交流侧继电保护的影响也不同于LCC-HVDC。基于MMC换流站控制器的动态响应特性,推导了交流电网故障下MMC逆变站交流侧短路电流表达式,分析了逆变站输出短路电流幅值、相位特性与MMC控制方式之间的关系;在此基础上,提出了基于MMC控制方式的等效矢量分析方法,直观刻画了保护电气量之间的相位关系。通过推导故障电气量及保护动作方程,分析了逆变站在不同控制方式下纵联电流差动保护、距离保护和零序电流保护的动作特性,明确了MMC对交流侧继电保护的影响范围,所得结论为MMC-HVDC交流侧线路保护的配置及整定提供了参考依据,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了理论分析的有效性。     

基于ADPSS的特高压直流输电控制保护系统开放式建模

目前特高压直流输电控制保护系统的仿真模型主要是基于典型的控制保护结构进行构建,难以准确地模拟实际特高压直流输电特性,且商业仿真软件大多提供封装式模块,难以根据实际情况进行修改和自定义建模。因此有必要搭建开放式特高压直流输电控制保护模型,以便准确地模拟实际特高压直流输电工程的控制保护特性。ADPSS可实现交直流机电暂态与电磁暂态混合仿真,在解决交直流混联电网建模问题上具备独有的优越性。在ADPSS平台上搭建了基于实际特高压直流输电工程的开放式控制保护系统,包括完整的换流器控制系统、换相失败预测控制与换相失败保护等。通过对比实际工程实验和所搭建的仿真模型在控制指令阶跃响应仿真与逆变侧交流系统故障仿真下的结果,验证了基于ADPSS的控制保护系统模型的准确性和有效性。     

交流系统强振荡期间直流输电控制保护响应仿真

目前,针对交直流混联大电网中交流系统失步振荡期间,直流输电控制保护响应特性的研究鲜见。文中通过PSCAD仿真和实时数字仿真（RTDS）,分析了交直流混联大电网系统中交流电网强振荡时直流输电控制保护系统的响应特性。仿真中,交流电网包括真实电网和虚构电网,直流输电系统包括单一直流和多馈入直流。仿真结果表明,直流输电系统在振荡前2个周期内不会闭锁,稳定控制系统有充足的处理时间。直流控制保护系统的非线性特性造成2个极闭锁时间存在差异,有利于避免双回、双极同时闭锁。振荡期间直流控制保护系统的调节和换相失败造成直流输送功率大幅度波动。     

考虑直流控制的直流输电线路短路电流变化特性研究

推导了考虑分布参数特性的直流线路固有短路电流时域解析表达式,指出在不考虑控制作用时固有短路电流随故障持续时间增加而逐渐上升,近距离故障时的短路电流大于远距离故障时的短路电流,符合短路电流发展的时间约束和物理边界条件约束。分析了直流控制对短路电流变化的影响,揭示了在控制作用下短路电流幅值的空间非单调变化特性和时间离散变化特性,突破了传统短路电流变化特性的认识局限。短路电流幅值的空间非单调特性使得直流线路保护电流变化量判据的保护特征量电气边界与输电线路物理边界不一致,时间离散性使得保护特征量电气边界随故障时刻呈锯齿状变化,在进行直流线路保护电流变化量判据的整定计算时应予以考虑。     

基于电流控制补偿的高压直流线路快速差动保护

电流差动保护作为直流线路的后备保护,因其整定值低和延时长,会在直流控制暂态阶段失去作用。文中研究了直流控制特性对故障电流的影响机理,进一步推导了计及直流控制的直流补偿量,以削弱直流控制对差动电流的影响。同时,提出了一种基于电流控制补偿的高压直流线路快速差动保护。PSCAD/EMTDC仿真结果表明:所提保护凸显了差动电流的故障特征,具有整定值高和动作快速的特点,在各种故障条件下均能正确识别区内外故障。与传统电流差动保护相比,所提保护可在直流控制暂态阶段无延时地快速切除故障;其动作时间随直流控制补偿差动电流的增大而减小,具有一定的反时限特性,可作为高压直流线路快速后备保护。     

模块化多电平HVDC输电系统子模块电容值的选取和计算

从模块化多电平柔性直流输电系统稳态能量交换过程、有功功率控制动态响应特性、暂态能量交换过程及直流双极短路故障时桥臂保护要求4个方面分析了子模块电容值与直流系统运行特性之间的数学关系。根据理论分析结果,给出了模块化多电平子模块电容的选取原则和计算方法。通常根据稳态子模块电压波动和有功功率控制动态响应特性的要求计算子模块电容值,再根据暂态子模块电压波动和桥臂保护的要求进行校验。利用PSCAD电磁暂态仿真模型对设计实例进行了仿真分析,结果表明该设计方法是合理、可行的。