基于暂态量超高速线路保护的发展与展望

重点就各种基于故障时产生暂态量的保护技术的特点和应用进行了分析和总结,针对目前暂态量保护中所存在的问题和原因提出了相应的解决措施,并结合光学互感器技术和小波分析等更好地描述暂量的数学工具,指出了暂态量保护中几个关键问题和今后的研究思路。     

含UPFC线路的自适应距离保护研究

UPFC作为典型的FACTS元件,可以灵活地调节系统的功率传输,但也会造成线路参数变化,影响传统保护的动作,研究含有UPFC的输电线路对传统距离保护产生的影响.针对加入UPFC后造成的阻抗增量,提出两种自适应解决方案,使保护整定值成为可变的阻抗圆,随故障后UPFC状态变化而变化,使得距离保护能正确动作.     

利用线路暂态行波功率方向的分布式母线保护

为避免电流互感器(TA)暂态饱和问题，提出了一种新型的分布式母线保护：基于小波变换识别各线路的暂态行波功率方向，然后比较所有线路的暂态行波功率方向来判别母线区内外故障。该母线保护可以利用已有的输电线行波方向保护而不需专用的母线保护设备，可以利用小波算法解决分布式结构中的同步问题，因而比常规分布式母线保护更易于实现和节省投资。理论分析和EMTP仿真试验表明：该母线保护动作快速可靠，基本不受故障类型、故障过渡电阻、故障距离和故障初始角的影响。     

基于暂态电流谱能量的母线保护新原理

提出了一种基于故障暂态电流的母线保护新原理。利用小波变换提取母线上各回路故障暂 态电流高频分量,通过比较各暂态高频电流在一定时窗内的谱能量实现母线内、外部故障的快速、 可靠判别,从根本上避免了电流互感器饱和问题的影响;结合一个半断路器母线接线方式,给出了 相应的母线保护方案;通过ATP-EMTP对实际电网的大量仿真计算,验证了所提出原理的正确性 和有效性。     

基于暂态电流谱能量的母线保护新原理

提出了一种基于故障暂态电流的母线保护新原理。利用小波变换提取母线上各回路故障暂态电流高频分量，通过比较各暂态高频电流在一定时窗内的谱能量实现母线内、外部故障的快速、可靠判别，从根本上避免了电流互感器饱和问题的影响；结合一个半断路器母线接线方式，给出了相应的母线保护方案；通过ATP-EMTP对实际电网的大量仿真计算，验证了所提出原理的正确性和有效性。     

超高速暂态方向母线保护的研究

提出了一种基于小波变换的超高速暂态方向母线保护。它利用小波变换提取母线内外部故障时的暂态特征,通过比较母线各回路暂态电压、电流小波变换输出波形的相似性实现母线内外部故障的准确、快速识别。通过EMTP对实际电网大量的仿真计算,验证了所提原理的正确性和有效性。     

超高速暂态方向母线保护的研究

提出了一种基于小波变换的超高速暂态方向母线保护.它利用小波变换提取母线内外部故障时的暂态特征,通过比较母线各回路暂态电压、电流小波变换输出波形的相似性实现母线内外部故障的准确、快速识别.通过EMTP对实际电网大量的仿真计算,验证了所提原理的正确性和有效性.     

含UPFC的电力系统暂态稳定数字仿真

在简要分析ＵＰＦＣ的工作原理的基础上,综合考虑了ＵＰＦＣ的电压调节和潮流控制的作用,建立了ＵＰＦＣ的动态模型,设计了相应的控制系统,通过算例计算,验证了方法的有效性。     

基于故障暂态和数学形态学的超高速线路方向保护

引入数学形态学以提高基于故障暂态的超高速线路方向保护的动作性能。在获取连接在同一母线上的各条输电线路暂态电流信号的基础上，采用数学形态学分析其极性和能量以确定故障方向。仿真结果证明，该方法适用于识别发生在输电线路不同位置的各种故障。该方案对处理器的采样率、处理能力和速度几乎没有额外的要求，具有很好的实用性。与传统保护算法相比，基于MG的TBDP具有更高的可靠性和较少的计算量，同时具有更快的故障响应能力和更高的灵敏性。     

EHV输电线路暂态量保护的发展和应用

基于故障产生的高频暂态量的EHV输电线路保护具有响应快、准确度高并且不受工频现象如振荡、过渡电阻、电流互感器饱和等影响的特点。通过参阅国内外相关文献，介绍了故障产生的高频暂态量的概念、原因及其特点。综述了基于暂态量保护技术的发展和应用。分析了目前暂态保护所存在的一些问题，结合新技术在电力系统中的应用，探讨了暂态量保护的研究方向和发展前景。     

基于电网间同期并列装置的统一潮流控制器进行联络线融冰的仿真研究

我国冬季出现的输电线路覆冰的情况严重影响电力系统的可靠运行,文章针对此情况联系前期研究的同期并网装置转换为统一潮流控制器后具有控制潮流的功能,提出了一种基于电网间同期并列的统一潮流控制器通过传输功率使覆冰线路过负荷、负载电流增大而融冰的方法。并通过PSCAD/EMTDC进行仿真,实验结果表明进行一定的功率传输后,覆冰线路上的负载电流能够达到融冰效果,从理论上说明了通过功率传递进行线路融冰的可行性和有效性。     

统一潮流控制器与串补对线路保护影响的比较分析

统一潮流控制器(UPFC)通过串联变压器在输电线路注入幅值和相角均可控的电压矢量,等效串联接入电容或电感,从而提高电网输送效率。与此相似,输电线路通过接入串补可提升线路的输送能力。目前串补在超高压输电线路上有着广泛应用,串补对保护的影响有完备的处理措施,而UPFC这一全新电力电子设备接入系统后对周边系统及保护的影响尚无深入研究。本文通过比较分析UPFC与串补接入系统后电气特征、对保护的影响及相应的保护配置等方面的异同,明确UPFC在各种运行情况下的等效特性以及保护适应性解决策略,为UPFC接入后系统的稳定可靠运行奠定基础。     

含统一潮流控制器输电线路断路器保护研究

统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)作为一种功能强大的柔性交流输电设备,目前在国内电力系统中得到进一步推广并逐步应用在500 k V电压等级系统中,含UPFC输电线路在一个半接线方式下的断路器保护将面临新的应用问题。文中结合苏州南部电网500 k V UPFC示范工程实施,分析500 k V含UPFC系统对于断路器保护装置特殊功能需求,针对不同接线方式提出断路器保护适应性解决措施,指出不一致运行状态下断路器保护与UPFC控制保护配合策略,可有效避免断路器保护带UPFC重合闸的情况,从而为UPFC接入后系统稳定可靠运行奠定基础。     

UPFC提高异步风电机组故障穿越能力的分析

针对并网风电场故障期间无功不足的问题,采用新型动态无功补偿装置是必然趋势。根据异步风力发电机模型、统一潮流控制器（UPFC）的工作原理与控制策略,建立了含UPFC装置的风电场并网系统仿真模型。仿真对比分析了异步风电场安装SVC和安装UPFC装置时发生短路故障后的故障穿越能力;分析了暂态过程风电机组超速的原因,并研究了异步风力电机组成的风电场故障前后电压、功率和转速变化情况。仿真结果表明,与SVC相比,新型无功补偿装置UPFC作为风电场无功电源,其响应速度更快,风电场暂态稳定性得到更好地改善。     

UPFC串联变压器匝间故障特性分析

串联变压器是统一潮流控制器(UPFC)的核心器件之一,其工作电压通常小于其额定电压。由于串联变压器特殊的运行特性,串联变压器的匝间故障纵差保护灵敏度大为降低。文中分析了UPFC串联型变压器匝间短路时影响差流的相关因素,找到了造成差动保护灵敏度降低的原因。并由此引入电压调整系数,调整差动计算中的变压器二次额定电流计算值。分析了引入电压调整系数后对差动保护的影响;给出了电压调整系数取值时需要注意的问题。最后以实际工程为例建立仿真模型,从保护灵敏度和防误动特性两方面,对所提方法进行了验证。     

UPFC状态反馈精确线性化潮流控制策略

统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)传统线性控制器的性能可能因运行点的大范围变化而恶化,针对该问题提出了一种基于微分几何状态反馈精确线性化理论的UPFC非线性潮流控制策略。通过选择李雅普诺夫型输出函数、适当的非线性坐标变换和状态反馈将UPFC的5阶非线性系统完全转化为一个线性系统,然后采用线性极点配置方法设计了UPFC内部潮流控制器。IEEE 118节点系统的仿真对比结果表明,所提UPFC潮流控制策略改进了传统PI控制近似线性化的缺陷,有效适应了UPFC控制范围的大幅度变化,在提高电力系统暂态稳定性方面的效果明显优于传统PI控制。此外,该控制策略设计过程可以应用于所有基于电压源型换流器(voltage source converter,VSC)的柔性交流输电系统(flexibleAC transmission system,FACTS)装置。     

计及统一潮流控制器的电力系统状态估计

应用灵活交流输电系统（FACTS）技术可对电力系统潮流进行灵活控制,从而充分发挥现有电力系统的潜力,其中统一潮流控制器（UPFC）是FACTS的重要组件之一。基于传统状态估计模型,通过利用UPFC的功率注入模型,将它对于状态估计的作用转移到所在线路的量测节点上,提出了计及UPFC的状态估计模型。该方法可以完整计及UPFC对电力系统的影响,同时能有效利用原有的状态估计算法程序。算例表明所提出的模型有效、可行,具有一定的实用价值。     

基于波形相似度因子的双馈风电场送出线路单相接地保护

提出了一种基于波形相似度因子的双馈风电场送出线路单相接地保护方法。推导出电网故障下的风力发电机端口短路电流表达式,分析风电送出线路故障后故障电流的暂态特性。在此基础上,建立了风电送出系统的0模瞬时值模型。然后,利用区内外故障时模型差异特征构造0模电压波形相似度因子,进行故障定位。最后,通过仿真验证了该方法在各种单相接地故障情况下,均能正确识别区内外故障,不受过渡电阻和频率偏移影响。     

用于三相电力系统潮流计算的UPFC稳态模型

基于对称分量坐标、用附加节点注入功率法,建立了统一潮流控制器(UPFC)在给定控制方式下计算三相潮流的三序解耦模型;三序解耦潮流采用正序约束条件,UPFC正序模型按附加节点注入功率计算,负序、零序模型按附加节点注入电流计算;结合牛顿—拉夫逊法编制了该潮流计算程序。因潮流可按正序、负序、零序分别求解,在保证求解精度的前提下提高了求解效率。