基于小波变换和神经网络的线路保护启动方法

为满足特高压输电线路超高速保护的要求,结合小波变换原理和神经网络原理,提出一种新的特高压输电线路保护的启动方法。该方法运用小波变换检测突变信号的原理,提取故障特征量,并以此作为神经网络的输入,设计启动神经网络,以判断输电线路的运行状态(正常或故障),进而决定是否启动故障选相装置。在PSCAD建立特高压输电系统仿真模型,仿真结果表明:该启动方法能准确判断输电线路运行状态,动作快速、灵敏且不受过渡电阻、故障位置、故障初始角以及噪声干扰的影响,在特高压输电线路超高速保护方面有一定的实用价值。     

时频联合分析在输电线路继电保护和故障定位中的应用综述

传统工频保护面临可靠性与速动性的矛盾,难以实现超高速动作,而现有基于暂态量的方法虽在动作速度上有所提高,但其利用的故障信号往往局限于时域信息或部分频域信息,无法满足可靠性要求.综述现有基于暂态量的高压输电线路保护和故障定位方法,提出基于时频联合分析的输电线路继电保护和故障定位思想,综合利用暂态信号的时域和频域特征,提高现有暂态量保护方法的可靠性和故障定位的精确性.     

输电线路暂态量保护的研究进展

输电线路的暂态量保护原理是继电保护的重要新原理之一,保护装置是有望应用于特高压系统,实现故障的超高速切除．针对课题组近10年的暂态保护研究工作进行了较为全面的总结,介绍了一套面向实用化的暂态量保护总体方案,由高速的主保护（双端纵联的方向保护）、超高速的辅保护（单端的边界保护）和配套元件（用于启动、识别雷电干扰、识别合闸于故障、故障选相等）构成;构建了一套暂态量保护的实验装置,包括一台能够同步采集暂态信号并实时进行保护计算与判断的实验室样机和一台能够输出保护用模拟信号的暂态信号发生器．基于EMTP仿真数据和现场行波实录数据,对装置进行性能测试试验,表明暂态量保护原理算法和实验室样机是可行的、动作速度为2—8ms．同时,探讨了影响暂态量保护实用化的互感器高频暂态信号传变特性问题和输电线路高频载波的干扰问题．     

基于人工神经网络的智能型自适应保护──(Ⅰ)原理和模型结构

介绍了一种基于人工神经网络的智能型自适应继电保护原理其基本思想是利用了比传统保护多得多的信息量它比传统保护能区分更多的故障类型,提高了继电保护的适用范围,如从原理上解决了经高阻抗的短路故障保护问题．本保护的人工神经网络由３个子网络组成：先采用第一个三层ＢＰ网络对输电线路一侧的电流、电压信号进行前置处理,得到其特征量（各次谐波的幅值）;然后,在不同运行工况和不同类型的区内外故障时,再把特征量输入第二个三层ＢＰ网络,以判别区内外故障;第三个ＢＰ网络用于故障相判别．     

基于平波电抗器压差特性的直流输电线路保护研究

柔性直流输电技术的发展使得大规模远距离输电损耗较小、更加经济,但输电线路发生双极故障时对系统破坏性极强,需要保护快速识别故障类型并动作。据此对直流输电线路两端的平波电抗器特性及在不同故障类型时两端压差进行分析,得到了区内故障平波电抗器压差与区外故障时的变化趋势差别,并利用斯皮尔曼相关系数构造保护判据。最后利用Matlab/Simulink搭建光伏中压直流输电并网系统进行仿真,验证了该保护判据的有效性。     

在于人工神经网络的智能型自适应保护（Ⅰ）原理和模型结构

介绍了一种基于人工神经网络的智能型自适应继电保护原理、其基本思想是利用了比传统保护多得多的信息量,它比传统保护能区分更多的故障类型,提高了继电保护的适用范围,如从原理上解决了经主阻抗的短路保护问题,本保护的人工神经网络由３个子网络组成,先采用第一个三层ＢＶＰ网络对输电线路一仙蝗电流、电压信号进行前置处理,得到其特征量;然后,在不同运行工 不同类型的区内外故障时,再把特征量输入第二个三层ＢＰ网络,以     

基于GMAPM和SOM-LVQ-ANN的输电线路故障综合识别方法

现有输电线路故障识别方法大多不能同时识别输电线路的低/高阻抗故障和发展性故障以及电力系统的异常工况(包括低频振荡、铁磁谐振和PT/CT饱和等)和此工况下的故障,故不能满足除继电保护领域外的继电保护测试领域及大电网事故分析和预警防御领域的新的应用需求.因此,提出一种基于广义改进自适应Prony方法(generalized modified adaptive Prony method,GMAPM)和自组织映射-学习向量量化-人工神经网络(self-organizing mapping-learning vector quantization-artificial neural network,SOM-LVQ-ANN)的输电线路故障综合识别方法,以期能同时识别以上输电线路故障和电力系统异常工况及异常工况下的故障.其中,作为信息提取环节的GMAPM实现了多路信号的并行处理和同时分析,作为特征识别环节的SOM-LVQ-ANN继承了SOM-ANN的强自主学习能力和泛化能力以及LVQ-ANN可预先指定故障类型且便于类型编码和拓展的优点.仿真实验结果初步验证了本方法的优良性能.     

高压输电线暂态电流保护新方法

高压输电线路保护,直接影响电力系统的安全经济运行.传统保护不能满足超高压电网发展的要求,探索新的保护原理和可行的实现方法,以提高输电线路保护的性能,是继电保护研究领域中的一个重要课题.多速率滤波器组应用于高压输电线路单端保护,具有对故障高频信号处理分辨率高、处理速度快等优点和性能.分析暂态电流特征,可利用多速率滤波器组抽取暂态电流和电压信号,并计算能量比,根据能量比来判定故障类型.     

基于边界电流的柔性直流线路保护新方案

基于模块化多电平换流器的柔性直流输电线路保护技术越来越受到关注,由于MMC-HVDC与传统高压直流输电有所差别,提出一种基于边界电流的新型柔性直流线路保护方案。通过对MMC-HVDC直流线路在不同位置发生各类故障时线路边界电流波形的变化特征进行分析,当线路发生内部故障时,其暂态过程中线路整流侧出口电流值明显大于逆变侧出口。当线路发生外部故障时,两端电流值则无明显差异。在此基础上,提出基于边界电流波形差异度的MMC-HVDC直流线路保护判据,并在PSCAD/EMTDC中搭建双端MMC-HVDC模型。大量的仿真结果表明,该保护方案能够正确地判别区内故障和区外故障,具有较高的可靠性。     

饱和铁芯型故障限流器对输电线路故障特征及保护的影响与对策

目前,饱和铁芯型故障限流器(saturated iron-core superconductive fault current limiter, SISFCL)的研究忽略了其对输电线路故障特征、工频变化量距离保护、负序方向保护及断路器开断能力的影响。以含SISFCL的500 kV双端系统为例,系统分析了输电线路发生不同类型、不同位置及不同初相角故障时的短路电流谐波特征,包括：频率分布、谐波含量、畸变率及时间衰减常数,深入研究了SISFCL对上述线路保护及断路器开断能力的影响并进行了仿真验证。结果表明：加装SISFCL后,故障稳态期间短路电流低频奇次谐波含量上升且不衰减,偶次谐波时间衰减常数增加,线路故障特征愈加复杂;SISFCL对距离保护、负序方向保护的正确动作产生不利影响,而对断路器的故障开断能力起到提升作用。最后,基于SISFCL对输电线路故障特征及保护的影响分析,提出了初步的应对策略。     

超高压线路近端故障的快速距离保护

提出了一种针对超高压线路近端故障的快速距离保护新算法.该方法利用积分算法响应速度快、计算工作量小的特点,基于微分方程模型,结合工频变化量原理,有效地实现了超高压长线路近端故障的正确快速动作.基于RTDS数模仿真平台,对500 k V线路的多种故障形式进行了数模仿真试验,验证了该算法在超高压线路近端故障时可靠快速的动作性能.     

小波奇异熵及其在超高压输电线路暂态保护中的应用

在研究小波变换、奇异值分解及信息熵理论的基础上,进行了线路模型参数的选择研究,分析了小波奇异熵的应用原理和本质,并将其应用于超高压输电线路的暂态保护,同时提出了基于小波奇异熵的暂态保护判据。基于PSCAD/EMTDC的故障仿真结果表明:该保护判据能快速准确地识别区内、外故障,并且不易受到故障时刻、过渡电阻、故障位置等因素的影响,具有较好的适应性。     

基于数学形态学的暂态行波方向保护方案

在分析暂态行波电流和电压的特征关系基础上,利用数学形态学在检测信号奇异性的优越性,根据其初始波头极性对线路的区内、区外故障做出准确、快速的判断,提出了一种基于数学形态学的暂态行波方向保护方案。采用ATP对各种故障所做的仿真计算验证了所提出的保护原理的正确性和有效性。     

Fractal model of lightning channel for simulating lightning strikes to transmission lines

How to accurately evaluate the direct-strike lightning protection is one of the key issues in the design of transmission lines. In this paper, three important issues in applying the fractal simulation to the lightning protection of transmission lines were discussed, including the criteria and implementation of upward leader inception, the connection with the magnitude of lightning current, and the calculation and control of fractal dimensions. Then we conducted the simulation iterately, leading to statistical results, which indicate that even if the transmission line satisfies the perfect shielding condition, shielding failure fault remains possible. Furthermore, we calculated the shielding failure fault rates of an EHV line with different ground obliquities and distribution of strike points over the interval between two neighboring towers along a UHV-DC line to find out the weak point of transmission-line lightning protection. This work provides a promising approach for improving the lightning protection property of transmission lines by optimizing the configuration of shielding wires and phase or pole conductors.     

超高压输电线路故障定位方法的一种新设想

提出了一种电力系统超高压输电线路故障定位的新方法。该方法在线路故障点处监测故障发生,并以无线传输方式向线路终端发回故障位置等信息,具有一定优点和工程价值。     

单端暂态量保护在带并联电抗器的超高压线路上的应用

理论分析表明,利用高低频段能量比的单端量保护可应用于带并联电抗器的超高压输电线路,且保护性能几乎不受并联电抗器的安装位置与数目的影响,在带并联电抗器的线路发生金属性故障时仍具有较高灵敏度,因此基于高低频能量比的保护应用于带并联电抗器的线路时对过渡电阻的变化不敏感。选用较高频段作为低频段时,保护性能几乎不受故障初始角及故障类型的影响。利用小波包分解作为分频手段计算高低频能量比。大量仿真实验验证了所得结论。     

基于蒙特卡罗法的超高压输电线路绕击跳闸率的计算

为准确评价超高压输电线路的耐雷性能,采用蒙特卡罗法对雷电绕击线路的随机过程进行模拟和统计计算,并通过改进的电气几何模型(EGM)进行绕击的判定。用简化的集总参数模型(级联的π型电路)对线路进行建模,用梯形积分法求解状态空间方程进而计算线路雷电绕击过电压,并与电磁暂态程序(EMTP)计算结果进行了比较,证实了该模型的可靠性。针对一条500 kV超高压线路进行了雷电绕击跳闸率的计算,最后分析了地面倾角,雷电入射角,工频电压对雷电绕击跳闸率的影响。     

高压输电线路距离保护克服过渡电阻能力研究

高压输电线路中存在较大的过渡电阻,很容易引起距离保护拒动或误动.分析特高压单侧电源经长线路出口故障和双侧电源长线路出口故障时过渡电阻对距离保护工作的影响,探讨单侧电源助增电流网络、外汲电流网络中过渡电阻对测量阻抗的影响,并给出2种网络结构在不同地点处保护测量阻抗的计算公式.研究能较好躲过渡电阻特性的零序电抗继电器、自适应接地距离继电器、神经网络距离继电器,分析比较不同方法的优缺点及适用场合.     

改善交流超高压、特高压输电线路下电场强度的措施

介绍了电场强度的计算方法及降低场强的措施，并利用Matlab对改善交流超高压、特高压输电线路线下电场强度的3种措施进行仿真．仿真结果表明：这些措施都能有效地减少线下的电场强度，减小高场强区域．