基于故障电压行波能量比较的输电线路纵联保护

在分析线路两端故障行波关系特征的基础上,提出了一种基于故障电压方向行波能量比较的纵联保护新算法。该算法基于S变换,提取单频率电压方向行波能量,利用线路一侧电压反行波能量与另一侧电压前行波能量的比值构成保护判据。当被保护线路区外故障时,上述能量比值较小,趋近于1;而被保护线路内部故障时,该能量比值很大,能够明显地区分出线路内外部故障。文中对保护的原理判据和影响行波纵联保护的主要因素分别进行了仿真分析,仿真结果表明,所提出的纵联保护算法在小故障初始角下仍能准确识别区内外故障,动作速度快,可靠性高,且不受故障位置、故障类型、过渡电阻和母线结构等因素影响。     

基于S变换样本熵的输电线路纵联保护新原理

提出了一种基于电流行波S变换样本熵的快速纵联保护新方法。利用故障后一段时间内线路两端故障电流行波的S变换样本熵比值来识别区内外故障。区外故障时,一侧的反行波和另一侧前行波为同一行波,波形相似,对应电流行波样本熵基本相同,其比值接近1。区内故障时,线路一侧的反行波和另一侧前行波为不同行波,波形相似度小,线路两端电流行波样本熵差异较大,其样本熵之比(数值小的与数值大的之比)最小。利用此特征可以确定线路区内外故障。仿真结果表明,所提出的纵联保护方案能够快速识别区内外故障,其性能不受故障类型、故障初始角、接地电阻、故障位置和母线结构的影响。     

输电线路功率型行波纵联保护新方法

为提高纵联保护的灵敏性与可靠性,提出一种行波功率型的纵联保护新算法。该算法利用彼得逊等值模型,分析线路区内、区外故障时的初始行波分布特征,给出了初始行波无功功率定义。基于S变换提取单频率的初始电压、电流行波,计算出初始行波无功功率,根据线路两端的初始行波无功功率幅值之比构成保护判据。当被保护线路区外故障时,线路近故障点端几乎测量不到初始行波无功功率,而远故障点端测量到的初始行波无功功率数值较大;被保护线路内部故障时,线路两端均存在较大的初始行波无功功率。根据线路两端测量的初始行波无功功率相对大小关系,能够明显地区分出线路内外部故障。理论分析和PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该保护性能可靠性高、动作速度快、动作门槛值整定简单、计算量小;在小故障初始角下仍能准确识别区内外故障,且不受故障类型、故障位置、过渡电阻和母线结构等因素影响。     

基于S变换的HVDC输电线路纵联保护方法

传统的直流输电线路行波保护易受故障电阻的影响,作为后备保护的纵联差动保护动作速度慢,而且需两端数据同步,对此提出一种基于S变换的高压直流线路纵联保护新方法。理论分析表明,当故障发生在保护安装处的正方向时,保护检测到的电压和电流突变量的极性相反,而反方向故障时,二者的极性相同。根据此特征,提出利用S变换相角差的方法来识别两者的极性,进而判断故障的方向。此外,对于双极输电系统的单极接地故障类型,可根据两极电压突变量的S变换零频暂态能量和的比值差异实现故障选极。仿真结果表明,所提方法在各种故障情况下都能够有效地识别区内外故障、故障极以及雷击干扰,灵敏度高,可靠性强。     

基于反行波能量熵比较的母线保护新原理

提出了一种基于反行波能量熵比较的快速母线保护新算法.通过对故障反向行波进行S变换求取能量熵,分析母线各条关联线路能量熵变化特征构建保护判据.当母线内部故障时,各条关联线路反行波S变换能量熵相同;母线外部故障时,故障线路与非故障线路的能量熵存在较大差异,由此建立能量熵比值判据识别母线区内外故障.仿真结果表明,所提母线保护方法能灵敏、可靠的识别母线区内外故障.     

基于故障暂态低频分量积聚值的新能源送出线路保护方案研究

高比例新能源接入使得传统工频量保护难以适用,而行波保护是目前解决新型电力系统可靠性问题的有效途径之一。现有电流行波极性比较式保护方案依赖于首波头的准确捕捉。对此,首先分析了区内外故障时行波的折反射过程,明确了初始行波与后续折反射波间的极性和幅值关系,并定性分析了区内外故障时电流波形的变化趋势。在此基础上,利用故障暂态电流低频分量积聚值表征初始行波极性特征,进而提出了一种新型行波极性比较式纵联保护方案,可以有效解决高阻或小故障初相角情况下传统保护方案可靠性不足问题。最后,大量的PSCAD/EMTDC仿真实验表明,新方案能够可靠识别区内外故障,且具有较好的耐过渡电阻以及抗噪声干扰的能力。     

基于智能混合预测策略的短期光伏功率预测

高比例新能源接入使得传统工频量保护难以适用，而行波保护是目前解决新型电力系统可靠性问题的有效途径之一。现有电流行波极性比较式保护方案依赖于首波头的准确捕捉。对此，首先分析了区内外故障时行波的折反射过程，明确了初始行波与后续折反射波间的极性和幅值关系，并定性分析了区内外故障时电流波形的变化趋势。在此基础上，利用故障暂态电流低频分量积聚值表征初始行波极性特征，进而提出了一种新型行波极性比较式纵联保护方案，可以有效解决高阻或小故障初相角情况下传统保护方案可靠性不足问题。最后，大量的PSCAD/EMTDC仿真实验表明，新方案能够可靠识别区内外故障，且具有较好的耐过渡电阻以及抗噪声干扰的能力。     

基于Hilbert-Huang变换的HVDC突变量方向纵联保护方法

高压直流输电线路的行波保护存在对装置采样率要求高及耐受过渡电阻能力差等问题。作为后备保护的纵联电流差动保护,为了防止线路分布电容等问题导致的误动,失去了速动性的优点,动作时间较长。利用HVDC线路发生区内外故障时,两端保护装置检测的电压和电流突变量的极性差异,提出基于Hilbert-Huang变换的突变量方向纵联保护方法。在分析不同故障时电压和电流突变量相位差别的基础上,采用Hilbert-Huang变换求取突变量相位差,识别两者的极性差异,进而判断故障发生的方向。基于PSCAD/EMTDC搭建了高压直流输电仿真模型,仿真结果表明,所提方法在各种故障情况下都能够实现保护的快速识别,可靠性高,且受过渡电阻的影响较小。     

基于测量波阻抗相位特征的三端混合直流线路纵联保护

线路的后备保护在混合直流输电系统中至关重要,但现有后备保护受分布电容和过渡电阻的影响较大,严重影响保护的可靠性和快速性。为解决上述问题,提出一种基于测量波阻抗相位特征的混合三端直流线路纵联保护方案。通过分析混合直流输电线路区内、外故障时线路两端测量波阻抗的差异性,利用S变换提取单频率的电压、电流初始行波,根据测量波阻抗相位差异构造判据区分区内、外故障。PSCAD 仿真表明,所提保护方案能可靠快速地识别区内外故障,具有较强的耐受过渡电阻的能力,并且不受故障电阻和分布电容的影响,有效提高了线路后备保护的可靠性和快速性。     

基于小波变换的行波电流极性比较式方向保护

文章提出了基于检测行波电流波头极性的行波电流极性比较式方向保护.对电流行波信号α模量进行小波变换后可由小波变换模极大值的极性方便的区别出区内故障与区外故障,同时分析了行波电流极性比较式方向保护的几个影响因素,如母线结构、接地电阻、阻波器和故障初始角;还对双回线路一回线路故障时另一回可能误动的情况进行了仿真分析,并给出了解决误判的方法.仿真试验结果表明,利用小波变换结果来实现行波电流极性比较式方向保护是切实可行的,并且在硬件满足要求的情况下可以投入实际应用.     

利用S变换能量相对熵的幅值比较式超高速方向元件

为提高行波方向元件的可靠性,在分析故障方向特征的基础上,提出一种新的幅值比较式方向元件。不同故障方向下,前行波和反行波特征不同。正方向时前行波和反行波差异较小,反方向时两者差异较大。利用S变换能量相对熵量化前、反行波之间的差异程度。考虑到电容式电压互感器(CVT)不能传变较高频率的电压分量,对前、反行波进行S变换后选择较低频率的分量计算能量相对熵,进而构成方向判据。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,所提方向元件能够快速可靠地判断故障方向,其性能不受故障初始角、过渡电阻、故障位置、故障类型、母线接线方式和电弧故障的影响。     

基于行波调谐能量的高压直流线路纵联保护EI北大核心CSCD

为提高直流线路后备保护动作性能,提出一种基于行波调谐能量的高压直流线路纵联保护。利用S变换提取直流滤波器调谐频率下的故障电压、电流分量,计算前行波与反行波,分析证明调谐频率下的前、反行波在线路边界处满足全反射的关系。区内故障时,线路两端的前、反行波暂态调谐能量比值均接近于1;区外故障时,远离故障的一侧前、反行波暂态调谐能量接近1,而另一侧的比值非常大。区内、外故障时线路两端暂态调谐能量比值差异明显,可用来识别线路故障。该方法原理简单,门槛值便于整定,对通信的要求较低,适合作为高压直流线路的后备保护。PSCAD/EMTDC仿真结果证明,该保护在不同故障位置、故障类型的条件下均能准确判别区内、外故障,并具有良好的耐受高阻故障能力。     

基于行波调谐能量的高压直流线路纵联保护

为提高直流线路后备保护动作性能,提出一种基于行波调谐能量的高压直流线路纵联保护。利用S变换提取直流滤波器调谐频率下的故障电压、电流分量,计算前行波与反行波,分析证明调谐频率下的前、反行波在线路边界处满足全反射的关系。区内故障时,线路两端的前、反行波暂态调谐能量比值均接近于1;区外故障时,远离故障的一侧前、反行波暂态调谐能量接近1,而另一侧的比值非常大。区内、外故障时线路两端暂态调谐能量比值差异明显,可用来识别线路故障。该方法原理简单,门槛值便于整定,对通信的要求较低,适合作为高压直流线路的后备保护。PSCAD/EMTDC仿真结果证明,该保护在不同故障位置、故障类型的条件下均能准确判别区内、外故障,并具有良好的耐受高阻故障能力。     

基于行波固有频率一、二次频差的HVDC输电线路纵联保护方法

行波固有频率与输电线路的故障距离和边界条件有关,直流输电线路两端边界条件相同,仅利用直流线路两端固有频率主频差的纵联保护在线路中点存在保护盲点。提出一种基于行波固有频率一、二次频差的高压直流输电线路纵联保护方法,利用线路两端固有频率主频差构造主判据,利用一、二次频差构成辅助判据。通过对主判据、辅助判据门槛值的整定,解决了固有频率主频差保护在直流线路盲点发生故障时拒动的问题,增强了保护的可靠性。同时,利用故障后故障极电流变化程度较大的特点,定义了两极电流突变量积分绝对值的比值,构建了区内故障选极判据。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该保护方法适用于任意直流线路边界条件,仅利用线路两端电流信息即可准确、快速地识别区内外故障和故障极。     

基于S变换的行波相位比较式方向继电器

为了提高行波保护在小初始角故障时的灵敏性与可靠性,降低行波保护的采样频率,提出基于S变换的初始行波相位比较式方向继电器。通过分析故障初始电压、电流行波之间的关系特征,定义了初始行波相位差,该相位差的大小仅由故障网络决定,与故障距离、过渡电阻、故障类型等因素无关。利用S变换提取单频率的电压、电流初始行波在时域中的幅值、相位,并计算初始行波相位差,通过比较该相位差与整定值的大小判断故障方向。PSCAD/EMTDC仿真研究中采样频率为25 kHz。大量仿真结果表明:该算法能可靠、灵敏、超高速识别正反方向故障,其性能受故障初始角、故障类型、故障距离、故障电阻的影响小。     

基于MRSVD-RF的同杆双回线路故障识别

为提高行波保护在各种工况下的可靠性,分析区内、外故障时线路两端的初始行波电流变化规律,提出一种基于多分辨奇异值分解和随机森林的同杆双回线路区内外故障识别方法.该方法通过提取故障后线路两端的行波电流数据进行相模变换,选取变换后的同向模量电流进行6层多分辨奇异值分解,计算每层的电流积分作为特征向量输入随机森林分类器模型中进...     

基于小波变换的行波电流极性比较式方向保护的新研究

在以往行波电流极性比较式方向保护研究的基础上提出了一种新的保护原理，即采用行波电流的组合模量作为测量量，对其进行小波变换，通过比较线路两侧组合模量小波变换的模极大值极性可判别区内区外故障。成功解决了以往用单一模量构成的行波电流极性比较式方向保护对某些故障失灵的问题，能正确识别区内区外故障，对所有短路故障类型均有较高的灵敏度。理论分析和仿真结果证明基于该原理的保护具有较高的可靠性。     

基于极化电流行波方向继电器的行波方向比较式纵联保护技术及其在750kV线路上的应用

基于极化电流行波方向继电器的行波方向比较式纵联保护技术利用电流行波高频分量和电压行波低频分量的极性关系构成方向继电器,避免了电容式电压互感器(CVT)不能有效传变电压行波高频分量的问题。介绍了基于极化电流行波方向继电器的纵联保护技术及相应的保护装置在现场的应用情况。利用现场的故障录波数据,分析了电容式电压互感器和电流互感器对于电压、电流行波信号传变特性的影响,结果验证了该保护原理的正确性和保护装置的可靠性。     

适用于多端直流电网的电压极性比较式行波保护方案EI北大核心CSCD

相较于在直流线路两端配置限流电抗器,多端直流电网(multi-terminal DC power grid,MTDC)在换流站出口安装限流电抗器可在抑制短路电流的前提下减少经济性投资。针对此类拓扑结构下基于边界效应的直流线路保护不再适用的问题,该文分析了多端柔直电网线路故障下行波复杂的折反射现象,推导了线路发生区内外故障时,两端保护安装处测量到的前两个电压行波的表达式,揭示了区内外故障时线路两端的电压行波的极性特征,在此基础上提出了基于电压极性比较的行波保护方案。该方案无需考虑阈值设定和采样不同步的影响,能够可靠识别出区内外故障。最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,验证了该保护方案的有效性。     

基于S变换的新型波阻抗方向继电器

为提高行波保护的灵敏性与可靠性,提出一种基于S变换的新型波阻抗方向继电器。通过对正方向线路故障后初始行波特征的分析,定义方向继电器的背侧母线波阻抗。依据该阻抗及继电器正方线路波阻抗分别设置正、反方向阻抗圆,构成双阻抗圆的方向判据。利用 S 变换提取单频率的电压、电流初始行波,并计算出波阻抗,根据该阻抗在正、反方向阻抗圆内的位置判别故障方向。PSCAD/EMTDC 仿真结果表明：该继电器能可靠、灵敏、超高速识别正反方向故障,其性能受故障初始角、故障距离、故障电阻等因素的影响小,能适应母线结构的变化。以该继电器构成的超高速方向纵联保护具有良好的工程应用前景。