Hilbert-Huang变换在距离保护中的应用

克服电力系统故障暂态信号中非整数次谐波和衰减直流分量的影响,准确提取信号的基频分量,对于距离保护装置准确判断故障位置具有重要意义.文中通过利用Hilbert-Huang变换,得出一种新的故障信号基频分量提取方法.仿真表明,该方法既克服了传统傅里叶算法易受衰减直流分量影响的缺点,又弥补了各种基于周期信号模型的傅里叶改进算法在故障信号中存在非整数次谐波时基频分量提取准确度下降的不足,能够有效提高距离保护的测量精度.     

傅氏算法在失灵保护中的改进研究

故障信号中的衰减直流分量对断路器失灵保护动作的影响很大,需要完全滤除掉此分量;针对传统全波傅氏算法消除采样信号中衰减直流分量存在的问题,进行计算误差分析;假定在输入信号只含有基频分量、衰减直流分量和各整次谐波分量时,提出一种改进的全波傅里叶算法;对传统傅氏算法和改进算法分别进行仿真,仿真结果验证改进算法能够完全滤除衰减直流分量。     

消除暂态过程影响的滤波算法及其在故障测距中的应用

电力系统故障暂态过程中,电压、电流信号包含着衰减直流等暂态分量,这必然对故障暂态过程电气量的获取精度产生影响.通过构建精确求解基频及整次谐波分量的非线性方程以及将其转化为线性方程进行求解,并针对离散化积分引入的误差进行修正,提出一种能完全滤除衰减直流分量的高精度、高稳定的滤波算法.通过对各种典型信号及幅频特性的分析,验证了该算法计算精度高、稳定性好,且对非整次谐波等故障暂态分量具有较强的抗干扰能力和抑制作用,其在故障测距中的应用表明该算法能有效提高故障暂态过程中的测距精度.     

电力信号中抑制衰减直流分量算法的研究

针对微机保护中传统傅氏算法和谐波分析领域FFT算法在处理含衰减直流分量的电力信号时会产生误差的问题,在传统算法的基础上,提出了基于补偿的改进傅立叶算法和改进FFT算法。由理论推导可知,此两种算法只需增加一个采样点就能实现对衰减直流分量的精确抑制。仿真实验证明,这两种改进算法具有更高的精度。     

电力信号中抑制衰减直流分量算法的研究

针对微机保护中传统傅氏算法和谐波分析领域FFT算法在处理含衰减直流分量的电力信号时会产生误差的问题，在传统算法的基础上，提出了基于补偿的改进傅立叶算法和改进FFT算法。由理论推导可知，此两种算法只需增加一个采样点就能实现对衰减直流分量的精确抑制。仿真实验证明，这两种改进算法具有更高的精度。     

一种基于简化能量比的直流线路故障区间定位方法

高压直流输电线路及其边界对故障暂态信号高频分量都有明显的衰减作用,这一故障特征被广泛运用于暂态保护,且有研究显示,相较于线路边界,长线路对故障暂态高频分量的衰减作用可能更大,为避免这种情况引起的保护误动,目前常用的故障特征提取方式为利用不同尺度的小波变换获取暂态信号能量比。但基于小波变换的暂态保护存在算法相对复杂,基波选取模式不统一等问题。因此提出一种新的比值算法,针对故障暂态信号中的能量比,用全电流代替低频分量,简化了直流线路故障信息处理过程,由此设计出了新的直流线路故障定位方法,并且利用该判据可直接实现故障极判断。在MATLAB中进行了大量仿真验证,证明该保护算法可以正确反映出故障特征,逻辑简单,并且能够迅速可靠动作。     

基于小波变换的短路电流各分量的计算

从应用的角度简述了小波变换的基本理论和算法 ,给出了输电线路典型短路电流的不同频率分量的分离实例。分析结果表明 ,此方法能快速有效地从短路电流中分离出基频分量和衰减直流分量 ,为断路器智能操作和其他继电保护算法提供了一种新的信号分析手段     

采用改进Prony算法的电力系统故障暂态信号分析

为提高对含有谐波、间谐波和衰减直流分量的电力系统故障暂态信号的分析精度,提出基于改进Prony算法的暂态信号分析方法。Prony算法的模型具有能较准确描述故障暂态信号特征、直接提取信号频率的优点。先采用差分算法滤除衰减直流分量并对高频信号进行放大以提高Prony算法的分析精度,利用Prony算法对信号中含有的频率分量进行估计,以确定神经网络的神经元个数和训练的初始值。将各频率分量的频率作为神经网络训练待定的权值,同时估计各频率分量的频率和幅值。仿真结果证明了所提方法的快速性和有效性。     

一种基于富氏算法的交流采样精确算法

分析了衰减非周期分量对富氏算法的影响,并在此基础上提出了一种新的滤波算法,算法适用于输入信号中除包含直流分量、整数次谐波分量外,还包含衰减非周期分量的情况,该算法能弥补任意衰减时间常数的衰减非周期分量对全波富氏算法的影响,从而求得精确的基波分量和谐波分量。用电磁暂态仿真程序ＥＭＴＰ进行了大量仿真实验,验证了此算法的优良性能。     

基于信号复杂度衰减的特高压直流输电线路雷电暂态识别方法

特高压直流输电线路雷击引起的暂态信号高频分量是行波保护和暂态保护误动的主要因素之一。发生线路雷击故障和普通接地短路故障时,电压信号的幅值因故障电流入地通路的存在快速衰减,信号复杂度低。雷击未故障时,不存在故障电流入地通路,信号衰减慢,复杂度高。基于小波变换分析电压信号频率分量的衰减,采用突变时刻前、后两个数据窗内小波奇异熵的比值表征信号复杂度的变化。再结合电压信号高频分量的含量分析,实现雷电暂态信号的识别,并通过能量相对熵实现故障极的选择。在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,结果表明,该方案能很好地进行暂态信号的识别,受故障距离、过渡电阻等因素的影响小。     

电力系统故障暂态信号中提取基波分量的短窗积分法

提出了短窗积分提取基波分量法,即首先选定采样短窗及其上的一族基函数,由此建立积分线性方程组,通过解方程组得出基波分量的值,并给出了理论推证。经仿真并与半波傅氏、半波差分方法进行比较,证明了短窗积分法的优越性。与全波傅氏算法进行仿真比较,结果说明两者的误差相差很小,但短窗积分法的采样计算时间优势决定了其具有良好的实用价值。     

EEAC在东北电网开放式EMS环境中的在线应用

ＥＥＡＣ算法是目前国际上唯一能满足在线实时要求,具有定量性、快速性的电力系统暂态稳定分析方法。 ＥＥＡＣ在线软件包在东北电网中经过５年在线运行,获得了用户的信任和认可,也从用户的反馈中积累了丰富的经验,从算法到工程实施都得到了不断改进。文中介绍了其在ＣＣ２０００开放式 ＥＭＳ环境中的在线实时环境、数据流,以及为调度人员使用方便而在程序运行模式、人机界面等方面进行的工程考虑,并给出了计算精度、误差分布、计算速度等统计结果和实际工况单相重合闸操作的整定计算实例。     

分段Prony算法在特高压输电线路故障信号分析中的应用

本文在分析现有的基于相对均方误差的分段Prony算法受噪声干扰严重、分段不准确的基础上,提出了基于小波变换的分段Prony算法,该分段方法抗干扰能力强、计算速度快。文中对加入不同信噪比噪声的信号使用小波变换检测突变点对信号进行分段,得到较理想的分段结果,并对分段Prony算法各个子段之间参数关系进行分析和计算。同时针对带并联电抗器的特高压输电线路故障相恢复电压的特点,利用改进的分段Prony算法分别对发生瞬时性故障和永久性故障的故障相电压信号进行分析,提取出电压暂态分量,有效地区分出带并联电抗器的特高压输电线路的故障性质。     

Removal of dc offset and subsynchronous resonance in current signals for series compensated transmission lines using a novel Fourier filter algorithm

In this paper, a novel Fourier filter algorithm for high-accuracy and high-convergence-speed fundamental frequency component calculation of series compensated transmission line is proposed. The performance of digital relaying is highly reliant on the algorithm of digital filtering, especially involving the dc offset and subsynchronous resonance. Input signals of protective relays must be filtered in advance to reject unwanted quantities and retain signal quantities of interest. Accuracy and convergence speed of filter algorithms are essential for protective relays. However, the voltage and current signals contain large harmonics and dc offset during fault intervals. A widely applied filter algorithm, the Discrete Fourier Transform (DFT), can easily eliminate harmonics via simple calculations. The dc offset heavily influences the precision and convergence speed of fundamental frequency component from DFT. Under high resistive fault conditions, the current signals will have subsynchronous resonance. The subsynchronous resonance current and voltage signals influence the performance of DFT much more than the dc offset. Although capable of erasing high order harmonics, the low pass filter cannot remove the dc offset and subsynchronous resonance. The Alternative Transient Program (ATP) of the Electromagnetic Transients Program (EMPT) is utilized to simulate the transient responses of series compensated transmission lines during the fault period. Adopting the proposed algorithm in distance relays effectively locks the dc offset and subsynchronous resonance signals and quickly estimates the accurate fundamental frequency components.     

广东省网EMS中状态估计可观测分析方法

介绍了成功应用于广东省网EMS状态估计中的可观测分析方法。该方法建立在快速解耦状态估计中雅可比矩阵运算可观测性分析原理基础上,以逻辑方法模拟雅可比矩阵消元可观测分析过程,把节点注入型量测转化为支路型潮流量测,能快速、准确地判断系统是否整体可观测。对于系统中不可观测部分以增加必要的注入伪量测形式使之观测,保证状态估计在各种量测条件下正常运行。文中所提算法直接对量测进行处理,分析直观,在广东省网实际应用中,取得较好效果,经多次测试和实际运行检验,其结果准确、可靠。     

Two-stage numerical algorithm for distance protection, fault location and arcing faults recognition

In this paper, a novel two-stage numerical algorithm devoted to fault distance calculation and arcing faults recognition is presented. The first algorithm stage serves for the fault distance calculation. The fault distance is calculated from the fundamental frequency phase voltages and current phasors, thus utilizing the positive- and the zero-sequence impedances of the line as input parameters. The second algorithm stage serves for the arc voltage amplitude calculation. It utilizes the fault distance calculated in the first algorithm stage as well as the third harmonics of the terminal phase voltage and line current phasors, respectively. From the calculated value of arc voltage amplitude it can be determined whether the fault is transient arcing fault or permanent arcless fault. The phasors needed for algorithm execution are calculated by using the Discrete Fourier Technique. In this paper, the solution for the most frequent phase-to-ground faults is given. The results of algorithm testing through computer simulation and real field data records processing are given.     

考虑暂态稳定约束的交直流电网ATC实用计算方法

针对交直流电网输电能力计算中考虑暂态稳定约束的必要性和复杂性,提出了一种考虑暂态稳定约束的交直流电网可用输电能力(Available Transfer Capability,ATC)实用计算方法.以电力系统分析综合程序为内置计算平台,以VC++编写计算流程,采用重复潮流算法实现对模型求解.以山东电网为例进行分析,计算及仿真结果表明所提方法能够考虑输电能力计算中涉及到的静态和暂态稳定约束,协调了经济性和安全性两方面,具有较好的功能性.所提算法实用性强且易于编程实现,可有效应用于实际电网的ATC计算与分析.     

李氏指数及其在电力系统暂态信号分析中的仿真应用

在分析电力系统暂态故障信号的奇异性和小渡变换奇异性检测基本原理的基础上，得出电力系统暂态故障信号奇异性的特殊性．提出了利用小波变换进行故障暂态信号奇异性检测的方法，并描述了算法的基本思路以及李氏指数的计算步骤。对实际输电系统进行了仿真，通过对暂态故障信号的多尺度分析及各尺度上的信号重构．得出各尺度下的模极大值，从而计算出李氏指数并判断信号奇异性。