高压直流输电线路行波特性与保护定值整定

以基于行波幅值的高压直流输电线路行波保护方案为对象,研究了影响行波特性的几种因素。研究表明:故障位置远、接地过渡电阻大、降压运行以及换流器退出运行等因素均会造成行波幅值降低、变化率减小。结合向家坝—上海±800kV特高压直流输电示范工程(简称向上工程)的行波保护逻辑,分析了行波波形出现瞬时扰动、剧烈振荡时保护逻辑的抗干扰性能,并研究了保护逻辑间的配合、判据判定方式、保护配置方案等因素对定值整定的影响。在此基础上提出了行波保护整定流程。最后,建立了向上工程的PSCAD/EMTDC仿真模型,验证了该整定流程的可行性。     

特高压直流分压器传变特性及其对电压突变量保护影响

直流分压器是特高压直流输电控制保护系统的数据源头,其传变特性对直流线路保护适应性提出了新的课题。针对这一问题,从直流分压器的传变特性分析着手,建立了直流分压器分压回路等值电路模型,推导了直流分压器的传递函数,分析了其阶跃响应动态性能。特别地,研究了二次分压板拓扑结构以及低通滤波器截止频率对传变特性的影响。利用PSCAD/EMTDC,构建了西南某特高压直流电磁暂态仿真模型,仿真研究了直流分压器传变特性对电压突变量保护的影响规律。研究表明,当二次分压板取消低压臂电容时,故障后分压器二次侧感受到的电压突变量较实际电压突变量更大,有利于提升电压突变量保护的灵敏性,提升保护抗过渡电阻的能力。研究结论可为特高压直流输电系统直流分压器选型提供指导。     

基于模量行波差异的柔性直流输电线路单端量保护方法

在柔性直流输电中,基于波形特征的行波保护在近端或对近端故障时易受后续行波影响,保护范围存在死区;且发生区外非金属性故障时故障处电压并非阶跃波,若以故障处电压为阶跃波开展原理研究,则也会影响保护的动作性能。针对以上问题,首先解析发生区内、外故障时故障处电压波形差异的原因,然后分析线模与零模电流之间的差异性,进一步得到反映区内、外故障的模量行波差异通项。为避免区外非金属性故障的影响,在此基础上利用不对称故障下行波的折反射特征,提出模量行波差异与折反射特征相配合的单端量保护方法。PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,所提保护方法能有效解决近端故障下保护拒动的问题且具有较强的耐受过渡电阻能力和抗噪声干扰能力,此外还避免了区外非金属故障的影响。     

高压直流输电线路行波保护实用整定原则

现阶段行波保护缺乏成熟整定原则,导致整定计算效率不足且隐藏误整定因素。基于此,提出高压直流输电线路行波保护的实用整定原则。考虑直流输电线路区内、区外不同故障类型,分析了直流线路端口电压变化率、电压变化量、电流变化量的故障响应特性;揭示了行波保护电压变化率、电压变化量、电流变化量动作判据的功能,分析了各动作判据的逻辑配合关系;考虑保护灵敏性和选择性要求,提出了各动作判据定值的实用整定原则。基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了所提整定原则的有效性。     

直流线路行波保护特征量动态特性与整定研究

现有的高压直流输电线路行波保护整定计算缺乏统一适用的方法,保护可靠性有待提高。采用基于EMTDC仿真计算的手段分析了直流线路行波保护各特征量(电压变化率、电压变化量以及电流变化量)在不同种类故障条件下以及非故障扰动条件下的动态响应特点及规律,进而研究了直流线路行波保护各判据所具有的基本功能及其相互间的逻辑关系。在此基础上提出了各判据进行整定计算所需边界条件的确定原则,从而形成了直流输电线路行波保护整定计算的基本方法。基于实际高压直流输电线路参数的行波保护整定算例验证了该整定计算方法具有良好的可靠性和灵敏性。     

计及量测数据丢失的主动配电网电流保护自适应整定方法

随着逆变型分布式电源大量接入配电网,配电网运行方式灵活多变,给基于定值的三段式电流保护带来了挑战。同时,因配电终端和局域通信易受影响,基于局域通信协作的保护获取的量测数据可能存在缺失及错误问题,影响保护的动作性能。为此,提出了计及量测数据缺失及错误的配电网电流保护自适应整定方法。首先,通过多点量测信息实时感知配电网运行状态,并生成含实时拓扑信息的关联阻抗矩阵,经迭代计算后自适应调整保护定值,从而使得所提保护能够自动适应配电网运行方式的动态变化;然后,提出改进的基于Wasserstein距离生成式对抗网络的缺失数据重构与异常数据修正算法,解决了基于局域通信的配电网自适应电流保护存在的量测数据丢失及错误;最后,通过仿真验证了所提方法的正确性及有效性。     

基于谐波测量阻抗偏差的接地极线路保护新方法

针对目前特高压直流输电系统接地极线路保护存在死区的问题,提出了一种基于谐波测量阻抗偏差的接地极线路保护新方法。在不同故障工况下推导了接地极线路的谐波测量阻抗表达式,利用阻抗表达式分析了正常运行工况与故障工况下谐波测量阻抗的偏差特性。在此基础上,提出了基于谐波测量阻抗偏差的接地极线路故障保护判据。利用PSCAD/EMTDC进行仿真验证,仿真结果表明,所提保护方法较传统保护方法可有效检测到接地极线路发生的各种故障,耐受过渡电阻能力强,且不存在保护死区。     

昆柳龙特高压三端混合直流输电线路边界频率特性研究

为研究电网换相换流器和模块化多电平换流器并联型特高压三端混合直流线路行波边界保护,有必要研究电网换相换流器和模块化多电平换流器并联型特高压三端混合直流线路边界频率特性。特高压三端混合直流输电线路边界不对称,分析了昆北侧边界、柳北侧边界、昆柳段线路末端边界、柳龙段线路首端边界、龙门侧边界的拓扑结构。建立特高压多端混合直流输电线路边界频域模型,分析线路边界的频率特性,研究高频和中低频暂态信号在输电线路边界作用下的衰减特性。研究结果表明：昆北、柳北、龙门侧边界,对高频暂态信号呈高阻特性,有较强的衰减作用;昆柳段线路末端边界和柳龙段线路首端边界,对中低频暂态信号具有一定衰减作用,对高频暂态信号衰减较弱。     

巴基斯坦默拉直流工程频率控制器设计及实际特性分析

巴基斯坦默拉直流投运后已经成为该国电网骨干输电通道,为帮助电网故障或非故障解列后维持稳定,默拉直流配置了频率控制器。文中从巴基斯坦电网稳定特性分析出发,提出一种基于仿真和实测相结合的频率控制器设计方法;主张应针对电网实际稳定需求并考虑送、受端电网承载能力进行频率控制器设计;总结了频率控制器的动作门槛设计方法、调制限值确定原则和控制器退出原则;分析了实际电网解列事件中频率控制器的动作特性;给出直流输电附加控制的技术基础及设计使用原则。强调直流附加控制应综合考虑交流电网稳定控制需求及实际电网特性,进行定制化设计,以期为后续交直流电网协同发展提供参考。     

低压直流配电网主动限流控制及保护方案

低压直流配电网直接面向电力用户,其短路故障对供电可靠性造成严重影响。电力电子变压器具备主动限流能力,能够改善低压直流配电网的故障运行性能。文中针对低压直流配电网短路故障,提出了一种电力电子变压器的主动限流控制方法。结合各类低压直流变换器的接口特点,分析了电流故障分量的方向性特征。基于此,构建了低压直流配电网的保护方案。该方案无须借助通信系统和附加边界元件,能适用于不同的电网结构。仿真试验验证了主动限流控制方法及保护方案的正确性和有效性。     

考虑透射模量的初始反极性行波的辨识方法

提出了初始反极性行波的辨识方法,对单端行波故障测距具有重要意义.初始反极性行波的出现时刻与母线类型、故障点位置和零模分量衰减程度有直接关系;三一类母线结构中故障初始行波和第2个同极性波头的时间差△t1,以及第2个同极性波头与初始反极性行波的时间差At2,在故障点透射模量可测和衰减至不可测情况下,其比值△t1/△t2与故障距离均满足固定的函数关系;△t1与故障距离在透射模量可测和衰减至不可测情况下也满足固定的函数关系.提出了考虑故障点模量透射及其衰减特性的初始反极性行波的辨识方法.仿真验证表明,该方法可有效识别初始反极性行波的性质.     

考虑信号展宽的西门子行波保护适应性分析

行波保护是高压直流输电线路保护体系中的重要部分。为分析现有工程中西门子行波保护可靠性不足的原因,基于实际工程所采用的行波保护逻辑,搭建了考虑信号展宽的西门子行波保护模型。在此基础上分析了在不同类型的区内外接地故障下西门子行波保护的适应性,并对适应性不足的原因进行了分析。分析结果表明,信号展宽一定程度上提高了西门子行波保护的可靠性,但保护判据中的电压变化量判据较大地影响了其对于区内高阻故障和区外低阻故障的选择性。     

基于电压折射波幅值正负差异的柔性直流电网两段式行波保护

针对柔性直流电网线路行波保护在长线故障下难以兼顾速动性和耐受过渡电阻能力的问题,提出了一种基于电压折射波幅值正负差异的两段式行波保护方案.首先,通过分析故障行波在线路上的传播过程,推导了各折反射波的表达式,得出了区内外故障下线路端口电压折射波幅值的正负差异特性.然后,基于该特性,提出了两段式行波保护方案,以传统行波保护...     

关于贵广二回直流线路行波保护中电压变化率整定值的讨论

本文依据贵广II回系统试验的结果,对于其中的两个个案进行了初步的分析.第一个个案是发生在系统动态性能试验阶段的逆变侧直流出口短路故障,第二个个案是发生在系统试验阶段的直流线路雷击跳闸.这两个个案都与直流线路保护中的电压变化率判据有关.在此基础上,本文提出了计算电压变化率定值的基本思路.     

基于行波法的HVDC输电线路故障测距综述

本文首先介绍了行波的基本理论,包括行波的产生、波动和折反射;其次对HVDC输电线路行波法故障测距进行了详细的分类,并分析了各种方法的优缺点;最后针对行波法的缺点提出建议。     

不受行波波速影响的输电线路故障定位新方法

为了克服行波波速对高压输电线路故障行波定位的影响,提出了一种不受行波波速影响的故障定位新方法.该方法对行波信号进行希尔伯特-黄变换(HHT),得到时频图,通过时频图中的时间和瞬时频率的信息,有效地识别初始行波波头和2种反射行波波头到达故障线路两端检测点的精确时间,计算出故障点位置,该方法不受行波波速影响.大量的ATP/EMTP仿真表明,该方法具有很高的精度,在各种故障情况下都能精确实现故障定位.     

行波特性分析及行波差动保护技术挑战与展望

行波差动保护以行波电气量构成,具有两个特点:行波是电压和电流的组合电气量,天然地包含了分布电容电流;行波是运动电磁场,传输时延是运动的必然属性。因此行波差动保护与电压等级、分布电容电流和线路长度无关。行波差动保护可以按照暂态电气量构成,也可以按照稳态电气量构成,前者动作速度快,后者抗干扰能力强。行波差动保护可以应用于交流线路,也可以应用于直流线路。文中首先综述了国内外行波差动保护技术的研究现状,然后系统地总结了行波特性,接着指出了行波差动保护实际应用面临的挑战,最后重点分析了行波差动保护在特高压交流输电线路、直流输电线路和半波长交流输电线路上的应用,并展望了行波差动保护的发展前景。     

高压直流分压器的现场试验

换流站中的直流分压器用于测量高压直流母线的电压,在介绍直流分压器及相关的测量系统的构成及现场试验方法后,提出了直流分压器低压侧参数的调整依据.