华中电网故障暂态自适应仿真分析

为实现华中电网的暂态全过程分析，研究了基于自适应原理的电力系统暂态全过程仿真。首先建立了元件的暂态自适应模型，实现了基于元件状态的自适应变换，适合较长时间复杂暂态过程的仿真。应用面向对象技术不仅提高了软件的模块性和可重用性，而且实现了仿真模型的自适应变换。在此基础上，由系统等值模块、故障仿真模块、数据库和图形人机界面、应用分析接口模块等构成了华中电网的暂态全过程仿真软件。     

虚拟继电保护柔性建模仿真系统的研究

为解决目前电力系统仿真分析中缺乏系统化继电保护模型的问题，研究并开发了基于柔性仿真技术和混杂Petri网的虚拟继电保护建模仿真系统。根据继电保护的特点和建模要求，提出保护系统混杂时间Petri网模型，作为整个柔性建模仿真系统的基础;预设多类元件和算法模块，实现组态式搭建继电保护模型，并采用多方法、多层次的柔性建模手段，使模型具有混杂性和多分辨率，以满足不同仿真应用的需要;仿真中应用柔性仿真原理，分别开发具有特定功能的程序组件，面向不同应用构成应用框架，由仿真引擎统一调配数据和控制运行流程，将保护模型柔性地引入电力系统暂态和中长期仿真，基于开环和闭环模式，可方便地进行电网连锁故障重演、保护装置测试、保护新原理开发、定值校验等方面的仿真和研究，具有重要的实际意义和工程价值。     

基于自适应模型的变压器暂态全过程数值计算

为实现变压器的暂态全过程计算，建立了适合不同暂态阶段仿真的电磁暂态、跃变量和准稳态的abc坐标系统模型。在此基础上，根据不同暂态阶段的动态特性将上述模型相结合，应用面向对象技术建立了适合暂态全过程仿真的变压器自适应模型。仿真结果表明：该模型完整地描述了变压器的暂态过程，具有精度高、计算量小和转换判据可靠等特点，可用于电力系统过电压、故障分析和保护校验、交直流系统相互作用以及暂态稳定等问题的研究。     

ATP/EMTP的保护模块内嵌技术与全闭环仿真

利用软件对保护在特定故障下的动作行为进行分析校验、设计保护新原理及分析和改进保护动作特性,具有高效率、低成本、灵活方便等特点。在实现ATP/EMTP中保护模块内嵌的基础上,开发了微机保护原理动态特性的全闭环仿真分析平台,其仿真计算充分发挥ATP/EMTP电磁暂态计算的精确性,且不受仿真软件自带模型库的限制。平台使用灵活方便,仿真结果准确可靠。在保护计算特征量、保护出口逻辑等方面均可以数据、图形双方式输出,直观清晰。作为扩展,也可以ATP/EMTP输出数据为保护输入、严格按照实际装置的处理流程进行开放式保护仿真。     

形态滤波技术及其在继电保护中的应用

系统地介绍了数学形态学理论及其在电力系统继电保护中的应用。在近来相关研究工作的基础上，总结出两种适于电力系统暂态信号分析的形态学算法，即形态学信号分解和多分辨形态学梯度，并将它们成功地应用于变压器保护中励磁涌流的识别和超高速暂态保护中的故障暂态波形特征提取。仿真结果证明，形态滤波技术在电力系统继电保护中具有良好的应用前景。     

电力系统动态仿真中的继电保护模型

针对仿真程序中继电保护模型的研究现状进行了综述,提出了继电保护模型的建模方法,进而构建了一个用于电网稳定计算的继电保护模型接口仿真平台。在PSASP中引入了距离保护模型,进行了暂态稳定仿真计算,仿真结果如实描述了线路后备保护的动作特性,表明引入继电保护模型能更真实地反映实际电力系统受扰动后的动态行为。     

基于Jacobian-Free Newton-GMRES(m)方法的电力系统分布式暂态仿真算法

分布式暂态仿真是实现市场环境下互联电力系统在线一体化仿真分析的有效途径。文中研究了电力系统分布式暂态仿真计算模型，提出了基于Jacobian-Free Newton-GMRES(m)方法的协调求解算法。该算法只需要交换边界母线状态信息，接口简单，实用性强。为了提高算法收敛速度，减少协调求解所需通信次数，提出了自适应预处理和连续修正预处理矩阵、预估边界条件初值及多时步同时协调等改进方法并将其应用于新算法中。测试结果表明，新的暂态仿真分解协调算法收敛快，通信次数少，非常适合在基于广域网络的分布式环境中实现。     

耦合双回线路任意点故障的仿真

在分析计及耦合的双回输电线路波过程的基础上，建立了双回线的扩展Bergeron模型。以此为出发点针对线路故障的电磁暂态仿真问题，对EMTP的耦合线路故障预处理方法进行了改进，使系统无需重新进行初始值及稳态计算而应用历史值即可完成新增短路节点的计算。该算法在分析双回线路任意点故障的电磁暂态以及线路保护仿真校验等方面具有重要意义。     

基于ANN的超高压输电线路方向高频保护

人工神经网络所具有的信息分布式存储、大规模自适应并行处理、高度的容错性等 特点是它们可用于模式 识别的基础，特别是其学习能力和容错性对不确定性模式的识别具有独到之处。因此，文中提出了基于人 工神经网络模式识别技术实现超高压输电线路方向高频保 护的方法。通过电磁暂态仿真程序(ATP)的全面测 试，结果表明所实现的方向高频保护 不仅能在各种复杂的运行方式和故障条件下正确地识别各种故障模式 (如故障方向和故障相 别)，而且在整个时域上都能保证具有准确的识别能力，能够满足作为超高压输电线 路主保护的全面要求。     

线路自适应阻抗距离保护方案设计

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,适应能在参数变化时保持系统的标准特性,形成以自适应方式控制的继电保护——自适应保护。为此,文章介绍了自适应在阻抗距离保护中的应用,并设计了保护方案和实现原理,使阻抗距离保护适应故障类型、系统运行方式的变化,并处于最佳状态。     

基于多尺度B样条小波的发电机采样值差动保护

研究表明，发电机内部故障后将产生大量高次谐波电流分量，可被用做继电保护的动作参量。在此基础上，文中提出一种发电机采样值差动保护的新方法，即通过多尺度B样条小波对暂态电流进行分解和重构，得到相应的暂态电流分量，以此判别发电机故障。仿真研究结果表明，新方法具有更高的灵敏度和较强的抗电流互感器饱和能力。     

电压预测技术提高HVDC混合实时仿真器接口稳定性

介绍使用电压预测技术提高HVDC混合实时仿真系统接口的稳定性。接口稳定性是建立混合实时仿真系统的关键问题。利用电压预测技术，结合“虚”阻尼并联支路，可以有效地减小接口电流噪声，提高RTDS数值计算稳定性，保证数模接口在稳态和暂态仿真中的稳定。各AC/DC接口的电压预测步长需独立精心选择，典型值在1个～3个步长，取决于直流平波电抗值的大小和直流输电线的长度。文中给出了接口的技术实现和性能校验结果。     

小波奇异熵在线路暂态保护和全线相继速动保护中的应用

利用小波信息熵的特点,将小波熵之一的小波奇异熵用于输电线路单端暂态量保护和全线相继速动保护中,提出了基于小波奇异熵的新型输电线路单端暂态量保护和全线相继速动保护方案。PSCAD/EMTDC仿真结果证明,文中提出的利用小波奇异熵构成的单端暂态量保护判据,不受故障位置、故障类型、过渡电阻及故障时刻的影响,具有良好的适应性和灵敏性。基于小波奇异熵的相继速动判据,克服了小波模极大值判据受被分析信号幅值的影响,具有更高的灵敏度,证明了小波信息熵技术在电力系统继电保护领域具有良好的应用前景。     

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MATLAB的电力系统继电保护仿真研究

基于MATLAB的仿真技术可以辅助继电保护系统的分析和设计,针对电力系统继电保护领域的核心内容,构建了系统仿真模型,举例说明了电力系统故障、零序电流保护和变压器纵差保护等仿真实例的实现方案。在运行这些仿真实例的基础上,对仿真结果进行了深入分析。通过仿真实例证明了电力系统继电保护仿真的有效性和可行性。     

模量变换技术在反应故障分量的微机保护中的应用研究

反应故障分量的继电保护是目前继电保护技术发展的一个方向。微型计算机和微处理机应用 为其实现创造了非常有利的条件。为了寻求实现继电保护的新原理和进一步发挥微机的功能 ，作为微机保护的基础理论研究，本文讨论了目前广泛采用的Clark变换，Karrenbaver变换 ，Vedpohl变换和对称分量变换；推导出在系统发生各类故障时各变换阵模量的故障分量特 征。从故障反应能力、对各类故障的灵敏度以及采用多模量时检测故障的冗余度等方面对各 变换阵进行了分析比较。最后作为应用例，提出了由各变换模量构成的选相方案和方向保护 方案，并由EMTP程序对所提方向保护方案进行了数字仿真。仿真结果也进一步验证了理论分 析的正确性。理论分析和仿真结果表明：采用Clark变换构成选相及保护方案均优于其它各 种模量变换。     

主设备保护整定系统的设计和开发

主设备保护整定计算是发电厂变电站继电保护工作的主要内容。国内外主设备保护装置尚无统一典设，现场中采用的保护装置类型繁多，保护整定量大，传统的整定计算费时。文中针对主设备保护整定计算相对滞后的状况，给出了通用的主设备保护整定计算系统的设计方案，从整定系统的总体设计、各模块的功能、开发中采用的技术要点等方面进行阐述；提出了将故障仿真与整定计算相结合进行灵敏度校核的思想，确保了定值整定的合理性；在系统中应用自适应算法，充分保证了定值计算的高效率及计算结果的可靠性。     

新型微机电抗器保护的研制与开发

分析了目前超高压并联电抗器保护所存在的一些问题，包括电抗器匝间短路保护灵敏度与可靠性、电流互感器暂态特性不一致对差动保护的影响等。介绍了新一代数字式电抗器成套保护装置的总体设计思想(双主双后配置)、新型高灵敏度高安全可靠的匝间短路保护原理以及考虑电流互感器暂态特性不一致的差动保护原理。新型电抗器匝间短路保护由自适应补偿的零序功率方向元件、零序阻抗元件、故障开放元件、谐波闭锁元件以及具有工频变化量浮动门槛的匝间短路保护启动元件共同构成。给出了这些保护原理的数字仿真、动模试验及现场运行结果。     

基于相电流间相位关联特征的馈线单相接地保护新原理

配电网单相接地故障时，故障馈线上的故障相暂态电流分量包含了所有馈线上非故障相的暂态电流分量，经复小波变换后故障馈线的各相之间形成幅值和相位之间相对关联特征。依据此特征提出了基于组合复小波频带等效相位判据构成单相接地保护新原理。该保护是依据三相暂态电流之间存在相位关联特征,经组合复小波变换提取频带等效相位特征构成保护相位特征判据，并在判据中引入消除坏数据影响的风险系数。大量仿真验证了所提出的保护原理能够准确地判别单相接地故障，具有较高的可靠性和灵敏度，无须整定计算，自适应能力强，适合于非有效接地方式的各种配电网；保护方式可直接融合于间隔单元中，并作用于一次性重合方式，可大大提高供电可靠性。     

IEC 61850在继电保护故障信息处理子站系统中的应用

变电站继电保护故障信息处理子站系统是变电站通信网络与系统中一个具有特殊功能的智能装置。文中提出了IEC 61850在继电保护故障处理子站系统的应用特点,并对其应用进行了合理的裁减，同时探讨了保护故障信息协议转换的不同模式。应用的核心为子站的上行接口应符合IEC 61850的标准，实现其向其他主站开发商开放。