输电线路永久性故障判别方法综述

介绍了输电线路永久性故障判别的研究现状,现有的永久性故障判别原理有2种,即基于恢复电压和基于瞬时故障电弧特性。前者判别的准确性受PT二次回路可靠性的影响,且因带并联电抗器线路的恢复电压低而无法采用;后者则因电弧电压不足额定电压的5%而在测量、分析和判断中存在可信度的问题,且电弧存在与瞬时性故障能否等价也值得讨论。提出了带并联电抗器线路永久性故障判别的新思路,即根据并联电抗器中恢复电压阶段的电流量判别瞬时性与永久性故障。     

基于波形识别的永久性和瞬时性故障的判别

利用人工神经网络的波形识别功能解决了自适应重合闸中永久性故障和瞬时性故障的判别问题,并且提出“循环训练法”以改善神经网络的收敛特性,同时在提高网络的泛化能力方面也做了有益的探索。通过有导师的学习,结合超高压输电线进行仿真计算及数据训练,其结果表明：经充分训练的网络可正确而快速识别永久性故障和瞬时性故障,且不受故障点的位置、故障时的初相角、过渡电阻和系统运行方式的影响。     

输电线路瞬时性故障与永久性故障判别方法综述

供电系统要保障人们生产生活对电能的需要。输电线路作为供电系统中最重的组成部件,由于长期暴露在自然环境下,容易发生故障。当故障发生时,要第一时间对故障的类型进行判别,才能保证断路器合闸动作是否正确科学。输电线路故障分为瞬时性故障和永久性故障,本文针对两种故障类型的电压呈现的不同状态进行分析,综述了三种可行的故障判别方法。     

自适应重合闸的应用与评价

自动重合闸的应用建立在绝大多数线路故障为瞬时性的基础上,在出现冰冻等自然灾害的情况下,其盲目重合的弊端将突显,而自适应重合闸通过故障性质的判别可以弥补这一缺陷.在自适应重合闸评价方法应增加正确不重合率指标,但在当前在线的故障性质判别方法并不成熟的前提下,可沿用常规重合闸的评价方法,但不应据此错误理解自适应重合闸所产生的效益.还探讨了自适应重合闸的可控性以及试运行中应注意的事项.     

自动重合闸重合于永久性故障对电力系统暂态稳定的影响

在电力系统网络暂态能量函数的基础上,根据暂态能量在网络中的分布与系统稳定性之间的关系,提出了永久性故障重合闸优化时间范围。通过对多机系统的仿真表明,在该时间范围重合闸可以改善电力系统暂态稳定性。     

RBF神经网络式自适应单相重合闸的应用研究

为解决微机式自适应重合闸在判别瞬时性故障和永久性故障存在的缺陷 ,提出一种基于RBF神经网络的智能型单相自动重合闸的方案 ,将RBF神经网络运用于其中 ,建立一个三层前向网络模型。利用EMTP及MATLAB进行大量的仿真试验 ,验证了其可行性 ,克服了自适应单相重合闸的电压判据在判别瞬时性故障与永久性故障时存在的缺陷。     

一种改进的配电网故障选线方法研究

中性点经消弧线圈接地方式电网发生单相接地故障时,故障点电容电流比较小,故障线路和健全线路零序电流大小和方向变得接近,且接地点电弧不稳定,增加了选线的难度。利用单相接地故障时阻性分量消耗的能量特征,提出利用能量差值最小值原理构成选线判据,给出可能接地故障线路的排序。配合母线绝缘监视装置和重合闸,将人工拉路选线思想与新方法结合提高了选线精度。仿真结果表明,该方法有效地克服了故障电流和接地电阻小等因素对选线精度的影响。     

利用分相开关探测的配电网永久性故障识别方法

针对自动重合闸盲目重合于永久性故障会给配电网带来二次冲击的问题,提出了一种利用分相开关探测式重合的永久性故障识别方法。瞬时性接地故障时,线路等效为电容模型,利用暂态电压电流通过最小二乘法求出计算电容值,计算电容值与实际值近似且基本不随时间变化。永久性接地故障下线路不符合电容模型,计算电容值可能为负且随时间变化剧烈。相间故障时,合闸一故障相,故障点的存在会使未合闸相的暂态响应产生差异,未合闸相之间存在较大的线电压暂态量。对于接地故障,利用模型识别思想构造了识别电容参数的永久性故障识别判据;对于相间故障,构造了利用线电压暂态量的永久性故障识别判据。PSCAD仿真结果表明,所提方法能够在不同故障位置、不同过渡电阻情况下准确识别配电网永久性故障。     

带并联电抗器输电线路三相自适应重合闸永久性故障判别

提出了一种适用于带并联电抗器的输电线路的相间瞬时性和永久性故障判别的新方法,利用三相并联电抗器电感参数的识别结果实现三相自适应重合闸。相间瞬时性故障待故障点熄弧后,三相储能由各自的自振回路释放;而相间永久性故障时,故障相的储能由故障回路可靠释放,非故障相储能则由自振回路得以释放。因此,以瞬时性π模型为参考模型,利用三相并联电抗器电流量实现三相并联电抗器电感参数的识别,由电感参数识别值与真实值的差异来区分永久性故障和瞬时性故障。瞬时性故障情况下,三相自振回路与参考模型一致,三相并联电抗电感求解值与真实值十分吻合。永久性故障情况下,由于故障相故障回路存在,故障相的并联电抗电感求解值与实际值差异显著。大量ATP仿真结果验证了判别方法的正确性和有效性。     

带并联电抗器输电线路三相永久性和瞬时性故障的判别方法

针对带并联电抗器的高压输电线路,提出了用于三相自适应重合闸的识别三相瞬时和永久性故障的差模电压幅值判据。线路中发生三相故障两端三相跳闸后,由于分布电容和并联电抗器的储能,线路上会有残余电压出现。通过对其变化过程和暂态分量的分析可发现,线路差模电压为频率接近工频的衰减周期分量,并且随故障性质的不同而明显不同,因此利用差模电压的幅值就能有效判断故障性质。大量EMTDC仿真结果和动模实验录波数据证明了该方法的准确性和可靠性。     

重合闸与低电压穿越相配合的有源配电网故障恢复方案

分布式电源的接入给配电网的运行方式带来了较大影响,同时也使配电网对故障恢复方案提出了更高的要求。通过对配电网重合闸和分布式电源处电压变化的分析,考虑重合闸对DG低电压穿越的影响,提出了一种重合闸与低电压穿越相配合的有源配电网的故障恢复方案。该方案预先对分布式电源划分计划孤岛区域,并根据故障位置、孤岛区域以及分布式电源处电压变化等不同故障情况对有源配电网实施不同的供电恢复方法。最后通过PSCAD模型仿真验证了所提方案的可行性和有效性。     

基于参数识别光伏接入配网永久性故障判别方法

为了解决光伏系统接入配电网前加速自动重合闸重合于永久性故障的问题,提出了适用于光伏接入配电网的三相重合闸永久性故障判别方法。该方法以线路瞬时性故障为参考模型,通过建立线路故障线模分量数学模型,采用最小二乘算法识别线路相间电容,根据相间电容识别误差大小建立了永久性故障识别判据。当线路发生瞬时性故障时,识别值与实际值接近;而当线路发生永久性故障时,识别值与真实值差异较大。通过在PSCAD下建立仿真模型,对光伏接入配电网线路发生瞬时性故障和永久性故障进行仿真。仿真结果表明,该方法能够正确识别光伏接入配电网线路的故障类型,从而验证了该方法的正确性与有效性。     

利用多次扰动电流波形特征的配电网相间永久故障识别方法

针对配电网相间故障后自动重合闸盲目重合于永久性故障的问题,提出一种利用多次扰动电流波形特征的配电网相间重合前永久故障识别方法。配电线路相间故障三相跳闸后,依次对3个相间回路施加高频电压扰动。永久故障时故障相间回路、非故障相间回路均包含过渡电阻支路,而瞬时故障熄弧后即无故障时各相间回路均不受过渡电阻支路影响,永久故障和瞬时故障时对应的相间回路扰动电流的波形存在显著差异,利用该差异进行相间回路状态甄别。进一步利用Hausdorff距离系数H表征扰动电流波形的差异,若在判别周期内多次扰动电流的波形高度一致,即H值接近于0,则判为相间永久性故障。并构造了基于Hausdorff距离系数的永久故障识别判据和实现方案。PSCAD/EMTDC仿真计算与实验验证结果表明,该方法可有效判别永久性故障,并且基本不受过渡电阻、故障位置的影响。     

基于主动注入的柔性直流配电网故障定位

柔性直流配电网中换流站难以耐受双极短路冲击电流,在1~2 ms内闭锁,提供给故障定位的有效信息少,定位精度差。因此,提出了一种基于DC/DC主动注入的柔性直流配电网的故障定位方法。在换流站均闭锁的情况下,金属性故障解锁配网首端DC/DC换流站,非金属型故障先后解锁首末两端DC/DC换流站,然后提取电压电流数据进行故障定位。该故障定位方法考虑了换流站因快速闭锁无法提供有效暂态信息的问题。利用DC/DC换流站高压侧支撑电容对注入信号的电气特征响应,即可实现故障区段区别。此外,该方法不需要额外的注入设备且适用于单一MMC换流站的网络,原理简单可靠且定位精度高。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建柔性直流配电网,验证了所提故障定位方法的可行性。     

经消弧线圈接地系统单相接地故障选线研究

分析了注入变频信号选线原理存在选线误判现象的不足,并通过仿真进行了验证。在找到了引起选线误判根本原因的基础上,提出了一种改进方法,主要是对选线判据的改进。通过仿真可知,该判据保证了无论是短线路还是长线路发生单相接地时均有较高的选线精度。     

基于多Agent的配电网故障处理方案的研究

在简要介绍Agent概念、特性和多Agent系统体系结构的基础上,提出了一种基于MAS的配电网故障处理方案。阐述了该系统体系结构,各个Agent的功能及其协调方式。分析表明此控制方式能更有效地实现配电网故障的隔离和电压的恢复。     

基于改进多元宇宙算法的主动配电网故障定位方法研究

针对现有智能优化算法在求解主动配电网故障定位问题时存在的收敛速度慢、易陷入局部最优解、容错性差、种群质量低等问题,提出一种改进的多元宇宙优化算法(improved multi-verses optimization, IMVO)。首先构建具有容错能力的主动配电网模型,根据故障定位问题的特点对多元宇宙的种群进行离散化编码。其次将自适应精英策略融入改进算法的多元宇宙种群的更迭中,以保证多元宇宙的种群质量。设计基于非线性曲线变化的虫洞存在概率(wormhole existence probability, WEP)与旅行距离率(travel distance rate, TDR)的更新机制,以提高算法前段搜寻相对最优宇宙的能力与后段调整最优探测距离的精度。最后通过自适应突变操作增强改进算法的局部搜索能力,进而提高全局寻优能力。仿真实验结果表明,改进多元宇宙优化算法在单点、多点以及信息畸变故障定位中全局寻优能力显著,相较于其他优化算法在解决配电网故障定位问题上具有更高的准确率与收敛速率。     

基于XGBoost的配电网高阻接地故障检测方法

配电网高阻接地故障具有电气量微弱、与正常运行工况相似等特点,因此难以检测。针对传统指标阈值法常由经验整定,在复杂环境下适应性较差、灵敏性不足等问题,提出一种基于极端梯度提升(extreme gradient boosting, XGBoost)的配电网高阻接地故障检测方法,以避免复杂的阈值整定。首先,通过建立10 kV中压配电系统高阻接地故障的等效模型,获取高阻接地故障和正常运行工况的零序电流数据。然后,在对数据进行归一化处理的基础上,利用XGBoost直接从原始量测信息中学习其与高阻接地故障的映射关系,构建高阻接地故障检测模型,以降低因特征提取产生的误差。最后,大量仿真结果表明,所提方法对高阻接地故障检测具有较好的灵敏性和速动性,并且在噪声和数据缺失等情况下表现出较强的泛化能力。     

基于电流极性比较的主动配电网故障定位方法

馈线终端单元在主动配电网发生故障时实现对配电网的主动控制,需要简单有效的控制算法。因此,提出了基于电流极性比较的主动配电网故障定位方法。该方法采用馈线终端单元实时检测故障电流,将电流突变时刻作为故障起始点,记录故障后半个周波数据,并计算其极性。通过比较相邻检测点故障电流的极性,实现故障定位。仿真和现场验证结果表明,该方法在主动配电网发生相间短路故障和单相接地故障时均能实现准确的故障定位。