高压直流输电系统故障检测的反向电压行波方法

高压直流输电技术(HVDC)的广泛应用,使得其故障检测越来越重要。为了快速区分高压直流输电系统的故障类型,对系统中可能出现的各种故障进行了分析,例如逆变侧单相接地短路故障、两相短路故障、三相短路故障和直流输电线路故障。在否定典型行波检测方法之后,提出小波分析方法中的检测反向电压行波的方案,即采用Db3小波对高压直流输电系统不同类型故障的行波信号进行小波分析,通过使用MATLAB小波工具箱对故障点的反向电压行波进行5层分解,提出利用反向电压行波5层小波系数最大绝对值来区分直流故障和交流故障的方法。MATLAB仿真结果表明,直流故障的反向电压行波小波系数不被接地电阻值的大小所影响。该方法能够很好地完成高压直流输电的故障检测,并为以后的研究提供参考。     

基于PSCAD的海上特高压柔性直流线路保护的故障处理方法

柔性直流输电技术迅速发展,但其所面对的问题也越来越多,一个典型的问题是直流输电线路出现故障时,其迅速变化的故障电流会对其可靠性产生影响,因此,如何在最短的时间内切断故障电流,保证电网的安全运行,研究符合要求的快速、可靠的柔性直流输电(FDC, flexible direct current)保护机制显得尤为重要；本文首先对FDC系统保护机理的研究现状进行了综述分析,对故障特点进行了探讨,针对直流输电线路的新原理、新的布线方式进行了创新,提出了一种既能满足各种需求又能保证其正常运行的高效的直流线路保护方案；仿真试验和工程应用证明：该方案能够迅速地识别和隔离故障,对于保证FDC系统的安全、稳定运行有着十分重要的作用。     

基于紧急功率支援的直流输电系统研究

VSC-HVDC通过利用全控期间的电压源型换流器,在一定程度上,克服了传统直流输电的不足之处,同时实现了有功功率和无功功率的独立控制。本文通过在仿真软件PSCAD/EMTDC中搭建了基于电压源型换流器的三端直流输电系统,并设计采用了改进型PID控制算法与功率支援模块用以快速改变直流线路传输功率,通过动态电流限幅环节抑制交流侧故障过电流,针对逆变器交流侧的几种常见故障和直流线路故障时系统的运行状况进行了仿真分析,并对不同的故障设计了不同的运行方案,仿真结果表明该系统在多种故障情况下均能够有效的保持系统频率与电压的稳定。     

特高压直流输电系统换流阀故障谐波特性研究

针对特高压交直流输电系统谐波总畸变率超标引起的系统保护误动作问题,提出利用频域分析法来研究换流阀故障时产生谐波的特性及其对谐波总畸变率的影响.首先对各阀在故障时的通断特性进行理论分析,然后依托PSCAD/EMTDC建立±800kV特高压直流输电系统模型,并对阀不开通和误开通故障进行仿真分析验证.仿真结果表明,换流阀故障时会产生低次非特征谐波,并导致系统谐波总畸变率超标.上述研究为特高压直流输电系统工程配置滤波器保护而有效抑制谐波提供了参考.     

MMC-HVDC直流双极短路故障电流分析

直流母线上双极短路故障是柔性直流输电系统最为严重的故障.目前针对模块化多电平换流器的高压直流输电(MMC-HVDC,modular multilevel converter based HVDC)系统故障的研究大多数侧重于故障的保护,而对于故障电流特性的研究只是简单的仿真分析.因此为了能够准确分析系统直流侧暂态故障电流的特性,通过对短路故障的暂态特性建立数学模型,进而分析MMC-HVDC系统直流母线上双极短路故障的暂态特性,推导出故障电流的数学表达式,并提出利用比例因子的方法来改进等效电容值,从而使故障电流计算值更精确.在PSCAD/EMTDC中搭建双端MMC-HVDC系统,对实验仿真波形与计算波形进行比较和分析,验证了所提方法的可行性与精确性.     

ACO-ENN算法在高压直流输电线路故障测距中的应用

根据目前高压直流(HVDC)输电线路故障测距方法的不足,提出一种高压直流输电线路故障测距的新方法。由于行波法在时域上提取行波波头困难,导致测距精度低,而故障行波的频谱恰好可以反映行波的幅频特性,因此,采用故障频谱对高压直流输电线路进行故障分析,采用此方法有效地提高了故障测距的精度,故障频谱在传播过程中往往会产生固有频率信号,将固有频率的主频以及二倍频的幅值和频率作为输入训练样本,将故障距离作为输出训练样本,提出一种基于Elman动态神经网络直流输电线路故障测距算法。利用蚁群优化(ACO)算法对Elman动态神经网络的初始权值和阈值进行优化。采用PSCAD和MATLAB软件进行联合仿真,结果表明了该算法可以使系统稳定、收敛速度快、测距精度高。     

新型直流输电系统的非线性控制研究

为了进一步改善新型直流输电系统的控制性能,提高系统运行的稳定性,首先简要分析了新型直流输电系统的原理及其控制特性,在此基础上,将非线性控制理论中逆系统方法设计控制器的理论引入到新型直流输电系统的控制策略中,提出了利用逆系统方法的新型直流输电系统非线性控制方式,并相应地设计了逆系统方法的非线性控制器及传统直流输电PID控制器。通过对新型直流输电系统控制性能进行仿真实验,将所设计的两种控制器进行比较,结果表明,对于逆系统方法的非线性控制器较之传统直流输电PID控制器,具有更为优良的控制性能。     

抑制直流连续换相失败的光伏无功补偿策略

抑制直流输电系统换相失败,是维持交直流混联系统稳定的关键,目前一般通过加装无功补偿设备来提升系统的动态无功支撑能力,从而抑制直流输电系统连续换相失败。但无功补偿设备存在成本较高、损耗大等缺点。伴随新能源产业的快速发展,受端电网直流落点近区接入大量光伏电站,光伏逆变器具有动态无功支撑能力,这为抑制直流输电连续换相失败提供了新思路。本文提出了一种利用光伏电站调相运行能力抑制直流输电连续换相失败的策略,参考换流母线电压与直流逆变侧熄弧角,调节光伏输出的有功功率和无功功率;在故障时增加光伏逆变器无功输出,达到抑制直流输电系统连续换相失败的目的。最后基于标准测试系统和实际电网对文中所提策略进行仿真验证,搭建大规模光伏电站接入的受端高压直流输电系统电网模型,对提出方法的有效性进行验证。     

VSC-HVDC输电系统的性能分析

电压源型高压直流输电(VSC-HVDC)技术是在传统直流输电基础上发展起来的一种新型输电技术。针对VSC-HVDC系统具有良好的可控性、紧凑的模块化设计、容易构成多端直流系统等特点,阐述了其工作原理及动态性能。同时,探讨了100 kV、200 MVVSC-HVDC输电系统故障的动态性能分析,并采用Matlab/Simulink进行了仿真试验。试验结果证实了该系统在有功与无功变化以及在故障条件下具有性能良好和解耦控制有效的特性。     

直流输电系统故障动作情况及闭锁案例分析

文章对常规直流输电系统故障时控保设备动作过程进行了介绍,对目前直流输电系统故障再启动设置进行了统计。并详细分析了一起龙政直流闭锁故障,通过文章可了解直流输电系统在发生永久性接地故障时,相关控制保护设备动作情况。     

静止轨道风云四号气象卫星模拟器研究

为满足气象卫星地面系统工程研制和应用过程中的卫星模拟仿真需求,分析了新一代静止轨道气象卫星的功能特点和仿真需求,采用模块化集成原则设计了一种气象卫星模拟器技术架构,实现卫星平台、有效载荷和星地接口的综合模拟。研究了遥测遥控、高速数传、姿轨控和数据管理等卫星功能的模拟方法,实现卫星平台系统核心功能和接口模拟,讨论了有效载荷的功能模拟与载荷数据仿真方法,模拟仪器工作模式,并行实时输出载荷仿真数据。根据风云四号气象卫星星地系统特点,研究了系统评估方法和联试方法,从功能完整性、设计指标符合性、系统可用性等方面对系统效益进行评价。综合评估结果表明,该系统能够达到设计和应用要求。     

地面对传输线的影响仿真研究

使用电缆传输信号时,常以地面作为传输回路,但是,地面的电气参数不同,对信号的传输效果和负载端设备的影响会有所不同.利用传输线理论,研究在电磁脉冲作用下,以理想地面和有损耗地面作为传输回路的单导体传输线负载端电流响应,获得了两种情况下传输线终端负载处电流的解.采用傅立叶变换和MATLAB仿真,对不同的大地电导率、外场入射角、导线距离地面高度等对传输线负载端电流响应的影响进行分析讨论,结果显示,有损耗地面较理想地面对负载端电流有很大的影响,因此适当增加返回地平面的阻抗有助于提高传输线的抗干扰能力.仿真分析结果为实际系统电缆耦合产生的干扰分析提供了理论依据,并具有一定的参考价值.     

直流输电换流变故障分析及保护改进

直流输电工程中,换流变保护区内阀侧发生单相接地故障时,存在保护灵敏度低、可靠性差的问题。分析了换流变阀侧故障的故障特征,对比换流变与传统交流变压器的运行工况的差异,结合波形分析结果,验证了基于差分滤波、工频基波有效值的差动保护计算方法不适用于换流变保护,提出取消差分滤波并采用全波电流有效值计算差动保护的改进措施,利用实际的特高压直流工程仿真系统进行验证,结果证实改进后的差动保护解决了阀侧单相接地故障灵敏度低、可靠性差的问题。     

遥感图像星上智能处理地面仿真模拟系统设计与实现

传统卫星遥感应用模式复杂繁长,无法满足用户越来越关注的实时化遥感服务需求,为卫星配备智能化大脑,一方面可以降低数据传输带宽,另一方面可以提高数据获取的时效性,因此,星上智能处理已经成为遥感卫星发展的必然选择。但星上处理在轨调试困难,现有遥感卫星星上处理平台的地面测试系统都是卫星实验室测试时,针对不同的卫星载荷临时组建,缺乏通用性且并未形成集成化的装置,导致现有遥感图像星上智能处理的地面测试效率偏低。尤其是面对目前星上处理智能化的新需求,缺乏一套高性能、低功耗、全流程的星上处理地面仿真系统。针对遥感数据处理自动化与智能化发展的新特点,提出了一套基于FPGA与GPU相结合的遥感图像星上处理地面仿真模拟系统。该系统能够在地面模拟实现多种载荷的0到1级数据预处理,在预处理的基础上实现智能遥感影像的加速识别,其关键难点在于遥感图像智能处理算法的高计算复杂度和嵌入式计算机有限计算力之间的平衡;遥感图像处理领域的AI专用算法固化和硬件加速之间的平衡;不同卫星平台测试需求和系统架构通用性之间的平衡。本文阐述了仿真平台设计的方法,构建了基本原型并对其进行了验证。测试结果表明：该系统可以较好地完成星上智能处理典型算法地面全流程测试,所有硬件可以直接上星组装,完备度高,对优化和指导卫星地面仿真系统运行管理体系具有一定的参考价值。     

基于EL模型的MMC无源控制器设计

建立了基于开关状态函数的MMC电磁暂态数学模型,设计了改进的基于EL模型的MMC无源控制器。该控制器采用误差控制方式,即通过控制误差为零使得MCC控制系统实际输出的物理量跟踪参考给定值;为使误差能量快速衰减为零,加快耗散特性,引入了阻尼矩阵;为消除稳态残差电压,将MMC直流电压引入控制系统,与参考电压相比较,经PI调节后与参考有功分量相加得到最终的有功参考分量。仿真结果表明,该控制器能够完全跟踪参考给定值,同时能降低电压波动范围,具有较好的动态响应特性。     

基于星地通信系统的变速率通信质量控制方法

为有效地提高星地通信系统的通信质量,提出了一种改变信息传输速率的方法VCTRM。该方法根据当前星地信道状况自适应地改变调制方式和码元传输速率,克服了采用变调制方式传输时在低信噪比时不能满足系统误比特率的缺陷,同时又解决了采用变码元传输速率在高信噪比时不能提高系统吞吐量的问题。通过Matlab对变调制方式、变码率及VCTRM三种传输方式进行了仿真,结果表明,VCTRM在不同信道状况下均能满足系统对误比特率(BER)的要求,且获得的系统吞吐量明显高于其他方法。     

行波故障测距装置现场校验技术研究

为解决行波故障测距装置的现场检测问题,本文讨论了行波测距装置的测距原理,分析了行波测距装置内双端测距的测距方法,研究了故障行波信号特性及电流互感器及二次电缆等二次传变回路对故障行波传递的影响,探究了一套针对行波测距装置的现场校验平台和方法。检测平台主要包括基于高频线性电流放大器为基础的故障行波再现装置、电磁暂态仿真软件以及GPS卫星同步装置。高频线性电流放大器作为故障行波再现装置,至少能同时输出多路高频电流且配备GPS卫星同步系统,以及考虑了二次传变回路的基于电磁暂态仿真软件的故障模拟仿真系统。检测结果验证了现场校验方法和平台的可行性和正确性。行波测距装置现场校验能够有效发现行波测距装置的技术缺陷、检测行波测距装置测距精度及可靠性。