变电站集中式后备保护

在广域信息具备情况下,从简化现有电力元件继电保护的配置方式和定值配合出发,提出了一种由现有主保护加集中式后备保护的配置方式.集中式后备保护系统测量本侧电力元件的电压和电流、主保护动作及开关状态信息,并收集相邻变电站的状态量信息,方便地实现以下功能:主保护拒动时,起到快速近后备保护作用;断路器失灵时,跳开失灵断路器的相邻断路器.最小范围内切除故障;在相邻变电站直流电源消失时,提供远后备作用.以方向比较原理给出的该后备保护系统的实现例子,在故障发生后,根据保护范围内元件的拓扑连接关系、不同位置方向元件的指示形成故障位置判别矩阵,经运算确定具体的故障元件,给出合理的跳闸策略.算例表明,该算法对缺少某个方向元件信息情况下仍有很好的适应性.     

基于概率神经网络的广域后备保护故障判别研究

广域后备保护采集各节点相关信息,以判别电网某区域的故障元件。利用PNN的良好分类和容错能力,提出了基于PNN的广域后备保护故障判别新方法。以线路故障方向元件、线路距离Ⅱ段测量元件、主保护动作状态为PNN网络输入,利用确定故障下的状态信息矩阵作为训练样本,训练PNN网络;再用随机故障时的元件状态信息向量作为测试样本,通过大量仿真实验,模拟了多种信息不准确情况下的故障判别结果。实验证明基于PNN网络的广域后备保护故障判别,具有很好的容错性和正判能力。     

基于相关矩阵的电网广域后备保护算法

在采用本线路方向信息和距离信息的基础上,融合相邻线路方向信息,提出一种基于线路保护相关矩阵的广域后备保护算法,以实现简单可靠和容错性高的保护。该算法根据线路关联系数推导线路保护相关矩阵,通过计算该矩阵中各行元素之和并与门槛值比较即可实现故障元件判断。以IEEE 5机14节点系统为例,分别通过枚举法和蒙特卡洛随机抽样试验对算法的容错性进行研究,结果表明,所提出的广域后备保护算法具有较高的容错性,简单可靠。     

基于负序功率方向比较与聚类算法的改进继电保护算法研究

分析了负序功率方向比较原理和聚类算法及其特点,提出了将两者有效结合的改进继电保护算法。利用系统广域信息量及实际系统拓扑结构划定相关母线和线路保护的关联域,建立关联保护的特征向量,给出系统状态信息矩阵,由矩阵的输出值进行故障判别。通过典型算例的故障定位及后备保护实现过程和结果,验证了该算法能够定位故障区域和故障元件。该算法应用于广域后备保护可提高信息冗余度,增强系统容错性。     

Widelarea Backup Protection System Based on Information Fusion with Adjacent Substation

人工智能技术为广域后备保护容错性的研究提供了有力的技术平台。借助人工智能技术,文中提出了基于相邻变电站信息融合的广域后备保护算法,用于变电站集中式结构的后备保护。该保护系统收集所在变电站及相邻变电站内的各种主保护信息和后备保护信息,对获取的信息采取融合策略,构成遗传算法的适应度函数,通过遗传算法的最优搜索决策,纠正所在变电站内缺失或错误的信息。对IEEE 5机14节点系统的仿真结果表明,所提出的算法简单可行、可靠性高。     

基于相邻变电站信息融合的广域后备保护系统

人工智能技术为广域后备保护容错性的研究提供了有力的技术平台。借助人工智能技术,文中提出了基于相邻变电站信息融合的广域后备保护算法,用于变电站集中式结构的后备保护。该保护系统收集所在变电站及相邻变电站内的各种主保护信息和后备保护信息,对获取的信息采取融合策略,构成遗传算法的适应度函数,通过遗传算法的最优搜索决策,纠正所在变电站内缺失或错误的信息。对IEEE 5机14节点系统的仿真结果表明,所提出的算法简单可行、可靠性高。     

应对信息缺失的变电站广域后备保护研究

变电站测量点信息缺失会导致站内继电保护无法正确响应故障,进而对整个电力系统安全、稳定运行造成严重影响。基于变电站与相邻站的拓扑结构、测量以及状态等多源信息,提出了一种应对变电站信息缺失的新型广域后备保护方案。首先,根据信息缺失相邻测量点的故障分量方向元件的判别结果,初步确定短路故障是否位于保护区内;如果判别为区内,广域后备保护则依次断开信息缺失测量点位置的断路器,并根据方向元件的判别结果进一步确定故障位置。在PSCAD/EMTDC仿真环境下对该保护方案的性能进行验证,仿真结果表明该方案能够有效应对各种信息缺失的故障情况,并且该保护方案具有适应性强、不存在故障死区、不受断路器拒动影响等优势。     

具有高信息冗余的广域后备保护系统

提出一种基于方向信息和距离信息实现信息冗余的变电站集中式广域后备保护系统,借助关联矩阵实现信息的容错,完成对故障的判断。介绍了广域后备保护系统的结构与工作原理,讨论了冗余信息的处理方法,根据实时电网的拓扑结构,制定了节点–支路关联矩阵、方向关联矩阵、距离关联矩阵及综合关联矩阵的形成策略。对不同的故障情况进行了仿真分析,...     

广域后备保护故障识别方案

在广域信息基础上,提出了一种基于集中式结构的故障识别方案,根据各序分量排序情况确定故障区域,利用方向和纵差原理来判别故障元件。启动方式保证了经高阻短路故障情况下保护启动的灵敏性;故障区域划分方法既能缩小故障搜索范围,又能准确涵盖各故障元件;故障判别算法能够快速、准确地识别出线路及母线的简单、复合故障。提出了在断路器拒动、一点或一个站信息丢失情况下的故障识别策略。基于河北南网系统实际参数和运行断面进行了大量仿真,仿真结果验证了该方案的合理性和有效性。     

电力系统广域继电保护研究综述

分析了传统继电保护在保障电网安稳运行时存在的问题,对基于广域信息的继电保护研究涉及的主要内容进行了综述,包括:在线自适应整定、潮流转移识别、基于故障元件识别的广域后备保护.在线整定的目的是根据系统运行方式的变化,调整保护定值至最佳状态.计及的运行方式变化包括:电力设备投退、发电机出力与负荷变化等.潮流转移识别旨在防止传统后备保护的不适当动作引发电网连锁跳闸事故,主要方法有:支路开断前后输电断面的有功潮流比较、相邻支路电流比较.广域后备保护利用电网多点量测信息确定故障元件的具体位置,从根本上克服了传统后备保护整定复杂、可靠性低的问题.主要研究包括:基于传统主保护理论的故障识别算法、广域信息的容错性算法.最后,提出了以基于故障元件识别的广域后备保护为基础,构建面向智能电网的广域继电保护系统,并对其发展方向进行了展望.     

基于遗传算法的区域电网智能保护

通过对广域保护应用基础研究,提出一种利用区域电网信息的智能保护系统,与现有主保护协同工作,加强电网继电保护水平,简化后备保护。同时,针对广域信息采集易受干扰而出现信息丢失或畸变等实际问题,以及现有广域保护原理对此考虑不足的情况,提出了包括基于状态关联的区域保护原理与基于遗传算法故障判别原理的区域电网智能保护的决策模块及其工作机制。建立了基于遗传算法的故障数学模型,仿真试验验证了该模型的有效性及高容错性。     

基于故障电压比较与多信息融合的广域后备保护算法

为了提高广域后备保护系统的容错性,且使其在复杂工况下具有良好的动作性能,提出一种将故障电压比较和多信息融合相结合的广域后备保护算法。该算法利用本线路和相邻线路的保护动作值加权得到综合值,由其与故障门槛值的比值计算出对应的故障概率。同时利用相量测量单元(Phasor measurement unit,PMU)测得的线路一侧电压电流推算另一侧电压故障分量,以推算值与测量值的比值获得PMU数据对应的故障概率,将两种故障概率加权综合识别故障元件。该算法原理简洁,基于IEEE 4机8节点系统的算例结果表明,该算法在高阻接地、非全相运行再故障、故障转换等工况下具有良好的动作性能,多个保护拒动与误动时均能准确识别故障元件,有较高的容错性。     

基于PSO-LIBSVM的广域后备保护新算法

广域后备保护利用电网线路IED和母线IED采集各元件相关信息,构造基于PSO-LIBSVM的线路和母线故障识别网络。以IED采集的信息作为输入向量,建立故障识别网络的训练样本矩阵;PSO算法寻找最优LIBSVM运行参数并训练故障识别网络,利用随机故障下的测试样本矩阵对线路和母线识别网络进行测试,以识别电网故障元件IED,进而确定故障元件。通过大量实验仿真了多种信息不准确情况下的故障识别,实验证明基于PSO-LIBSVM的广域后备保护新算法,识别准确率高,具有很好的容错性。     

基于故障关联系数的广域后备保护新方法

为了降低广域后备保护通信量,提高故障识别的容错性,提出了基于故障关联系数的广域后备保护新方法。在故障发生后,主站对子站上传的母线各序电压比例系数进行排序以确定候选故障线路。然后,主站向相关子站索取候选故障线路及其相邻线路的保护和方向元件的动作信息,用于计算线路的故障关联系数。最后,主站通过融合线路的故障关联系数并且和设定的门槛值进行比较来实现故障线路的识别。仿真算例表明,新算法广域通信量小,并且具有较高的容错性,可提高广域后备保护的性能。     

基于多信息融合的广域继电保护新算法

广域继电保护需融合电网多点信息实现故障元件识别,因此,保护算法的高容错性是保证其正确动作的关健.文中提出一种基于多信息融合的广域继电保护新算法,该算法根据电网结构形成故障识别编码,并利用基于常规主/后备保护原理的保护动作信息和断路器位置信息,构建适应度函数和状态期望函数.最后,利用故障前后的适应度分析故障概率,以实现高...     

基于区域多信息融合的广域后备保护算法

针对广域保护通信流量大、容错性低等问题,提出了一种基于区域多信息融合的广域后备保护算法。首先,对保护系统进行区域划分,并根据故障电流的分布特性进行故障区域搜索,以减少广域保护的通信流量。其次,对故障区域内的保护动作信息进行归一化处理,并计算线路故障证据的基本概率赋值。最后,采用改进的D-S证据理论进行证据融合,进而识别故障线路。基于PSCAD搭建IEEE 39节点系统进行仿真验证,结果表明该算法能有效识别各类型故障,具有广域通信量小,信息容错性高等良好性能。     

基于保护元件与PMU数据多源的广域后备保护算法

为了提高广域后备保护的准确性与容错性,提出了一种同时利用传统保护元件和相量测量单元(PMU)数据的广域后备保护算法。将实时获得的广域保护动作加权,得到综合判断值,然后采用高斯函数获得对应的故障概率。同时,根据统计数据,由正序电压幅值、线路两侧正序电流相角差,计算得到PMU数据对应的故障概率,再将两种故障概率加权综合。在理论上定量地分析了广域保护容错的极限位数。在IEEE 14节点系统上的多组案例实验结果表明,该算法对多个保护误动与拒动有较高的容错性,并且能够检测多重故障。     

The research and the development of the wide area relaying protection based on fault element identification

The urgent problem of the relaying protection in the modern AC/DC hybrid connected grid and the development of the wide area communication, the information process and the intelligent technology powerfully promotes the development of the technology of the wide area relaying protection (WARP), which has become a research hotspot that attracts extensive attention. Originated from the basic concept of the wide area relaying protection, this paper analyses the advantages, the effects and the functions of the wide area relaying protection. The two main approaches to realize the wide area protection, which are on-line adaptive setting (OAS) rinciple and fault element identification (FEI), are introduced in this paper. Aimed at improving the performance of the backup protection, the research content and the technology demand of the wide area protection are proposed, meanwhile, the basic principle and the algorithm of the fault element identification are introduced. At last, the scheme of the limited wide area relaying protection based on the existing pilot channel of the main protection is discussed.     

基于故障电压比较的广域后备保护新算法

提出了一种基于故障电压比较的广域后备保护新算法,有助于解决传统后备保护整定配合复杂,潮流转移时易误动等问题。该算法利用线路一侧电压、电流故障分量的测量值推算另一侧电压故障分量,以推算值与测量值的比值识别故障元件。并通过故障区域检测降低广域信息传输量,加快故障元件识别速度。该算法原理简洁,对保护范围内多点量测数据的同步性要求较低。基于川渝500kV电网测试系统的仿真结果表明,该算法在电网高阻接地、非全相运行、故障转换及重负荷转移等情况下均具有良好的动作性能。