基于零序直流原理的电缆测距研究

研究了零序直流保护原理在小电流接地系统单相接地故障测距中的应用。利用直流信号不受电网电容影响的特性,建立检测源与接地网电路模型。将分时段的电路模型等效为全周期的有效值电路模型,并根据其模型抽象出数学模型。同时,根据电缆规范要求选取实验电路参数,建立仿真电路模型。根据实验数据,对该模型进行分析,结果表明网络模型能够准确、可靠地实现故障测距。同时,为传统选线的零序直流原理开拓了一个新的应用。     

基于零序直流原理的电缆测距研究

研究了零序直流保护原理在小电流接地系统单相接地故障测距中的应用.利用直流信号不受电网电容影响的特性,建立检测源与接地网电路模型.将分时段的电路模型等效为全周期的有效值电路模型,并根据其模型抽象出数学模型.同时,根据电缆规范要求选取实验电路参数,建立仿真电路模型.根据实验数据,对该模型进行分析,结果表明网络模型能够准确、可靠地实现故障测距.同时,为传统选线的零序直流原理开拓了一个新的应用.     

基于RBF的故障电缆距离的预测算法

分析了基于零序直流原理的单处故障的电缆测距模型,由于模型中的参数复杂,提出了基于RBF网络的故障电缆距离的预测模型,从而实现对基于零序直流原理的故障电缆测距模型中的复杂参数进行辨识。通过仿真采集大量的原始数据,建立RBF神经网络预测模型,与BP(Back Propagation)预测方法进行仿真比较,结果表明RBF神经网络具有更好的预测效果,实现了故障电缆的准确定位,为进一步对该模型的研究与开发奠定了基础。     

一种特高压直流输电线路神经网络双端故障测距新方法

提出一种基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路神经网络双端故障测距方法。传统基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路双端测距方法的测距精度依赖于线路衰减常数的准确求取,但准确计算线路衰减常数是一个难题。人工神经网络具有很强的非线性逼近拟合能力,利用人工神经网络方法,将不必准确计算线路衰减常数也能准确实现故障定位。选取不同频带内整流侧和逆变侧测距装置处检测到的故障电压行波线模分量高频部分首波头幅值比作为BP神经网络的输入样本集,故障距离作为输出样本集,对神经网络进行训练、测试,形成直流输电线路故障测距神经网络模型,将反映故障位置的特征数据输入训练后的网络模型即可实现故障测距。大量仿真结果表明:该基于高频量衰减特性的特高压直流输电线路神经网络双端故障测距方法精度较高,而且耐受过渡电阻能力强。     

基于混合智能算法的直流输电线路故障测距方法

提出了一种基于混合智能算法的直流输电线路故障测距方法。利用神经网络算法对基于遗传算法的故障测距方法在线路两端故障时的测距结果进行了修正,提高了线路两端故障的测距精度。该算法利用故障后线路双端的电压、电流量,在时域内进行故障测距,继承了基于遗传算法的故障测距方法的优点,不受故障点位置与过渡电阻的影响,且测距结果精度受线路参数偏差的影响较小。应用PSCAD仿真软件及Matlab对所提算法进行仿真验证,仿真结果表明,神经网络与遗传算法相结合,可以实现直流输电线路全线范围内的准确故障测距。     

一种直流配电网线路故障测距新方法

该文提出一种直流配电网线路故障测距新方法。设计了一种直流线路故障测距模块,其由直流电压源、电容和可调电感以及开关组成;当直流线路发生故障,由直流断路器快速动作,在故障区间内将测距模块的电容和电感与线路阻抗等效为RLC串联电路;根据RLC二阶电路零输入响应特性,计算其等效串联电阻,并调节测距模块的电感量;然后通过提取电容初始放电至电流峰值这段时间内的电容电压和电流值,列写能量守恒方程,从而计算故障距离。在PSCAD/EMTDC中搭建了双端直流配电网的模型,并利用MATLAB对所提故障测距方法进行仿真,结果表明,该方法能够对直流配电网线路的故障点进行准确定位,原理简单、抗过渡电阻能力强。最后将所提方法与其它方法进行了对比验证。     

基于金属护层模型参数辨识的电缆单相故障单端测距方法

电缆大部分故障均与金属护层相关,仅考虑缆芯电气结构参数的模型无法实现护层相关的故障测距。为解决配电网电缆单相故障测距困难的问题,提出了基于金属护层模型参数辨识的电缆单相故障单端测距方法。以配电网单相故障零模等效网络作为辨识模型,将故障距离、过渡电阻、对地电容作为模型的未知参数,利用电缆单相接地故障后缆芯和护层中的暂态信息并结合故障状态网络和零模等效模型,建立时域测距方程作为参数辨识目标函数,用最小二乘算法进行最优参数求解,得到故障距离。ATP-EMTP仿真结果验证了所提方法的有效性,且测距精度高。     

基于参数辨识的消弧线圈接地电网单相接地故障测距方法

为解决消弧线圈接地电网单相接地故障测距困难的问题,提出一种基于最小二乘参数辨识的消弧线圈接地系统单相接地故障测距方法。以消弧线圈接地电网故障零序全波等效电路作为辨识模型,将故障距离、过渡电阻、对地电容作为模型的未知参数,利用该模型所反映的单相接地故障电压、电流时域关系构造参数辨识目标函数,用最小二乘辨识方法进行最优参数求解,得到故障位置到母线端的距离。对于带分支线路的情况,在参数辨识测距方法的基础上建立了推理判断逻辑,提高了测距方法的适用性。所提出的测距算法可集成在故障选线装置中,无需增加额外设备即可实现故障选线、测距一体化功能。仿真和实验验证了所提测距方法的有效性与准确性。     

一种利用故障暂态过程的柔性直流配电网故障测距方法

直流配电网的故障测距技术是保证其安全可靠运行的关键技术,为实现直流配电网保护装置动作后快速准确地确定故障位置,研究其故障测距技术十分必要。在总结现有交流电网以及高压直流输电网中故障测距方法的基础上,提出了一种利用直流侧电容暂态放电过程的柔性直流配电网故障测距的新方法。该方法从直流网络发生短路的暂态过程出发,将短路故障的暂态过程分段,提取其中电容放电的暂态过程来进行故障测距。首先在PSCAD/EMTDC中搭建了双端柔性直流配电网的拓扑模型;其次利用MATLAB对文中提出的故障测距算法进行仿真,验证其可行性和有效性;最后,提出对直流配电网故障测距算法评价的3个指标,并从此指标入手,将所提方法与其他适用于直流配电网的故障测距方法进行对比验证。     

一种直流输电线路故障测距新原理

提出了一种新的直流输电线路双端故障测距方法。该方法建立在分布参数模型基础上,利用两端电压、电流量分别从两端计算沿线电压分布,并根据所计算的沿线电压分布在故障点处相等进行故障定位。该定位方法在时域中进行,所需数据窗短,计算简单,定位精度高。在输电线路仿真模型的选择上考虑了线路参数的频变特性,PSCAD和换流站录波数据的仿真结果表明,该方法能够对直流输电线路实现快速准确的故障定位。     

直流电网输电线路短路故障的单端化近似解析计算方法

基于模块化多电平换流器的柔性直流输电技术(MMC-HVDC)是消纳可再生清洁能源,构建直流电网的核心技术。输电线路短路故障是直流电网常见故障,其故障电流水平影响着直流电网关键设备的参数设计。以张北直流电网为对象,通过网络开环、健全极开路、接地支路独立化和戴维南等效等方法,逐步解耦降阶,建立了去耦合的单端口简化模型。提出了直流电网短路故障的单端化近似解析计算方法。所提计算方法在PSCAD/EMTDC仿真平台上得到了验证,对故障电流影响因素分析和故障电流水平抑制具有参考意义。     

基于暂态电流的MMC-LVDC双极短路故障定位方法

随着分布式电源和直流负荷的大量接入,直流配电系统相较于交流系统更具优势。故障定位是直流配电网可靠、优质供电的关键支撑技术之一。分析了模块化多电平换流器(MMC)型柔性直流配电网双极短路故障暂态特性,提出了一种基于子模块闭锁后初始阶段暂态电流的故障精确定位方法,建立了双端MMC型柔性直流配电网的等效电路,推导了直流电流的时域表达式,构建包含故障距离和过渡电阻2个未知参数的时域方程组,并利用最小二乘法进行求解。该方法适用于不同接地方式。在PSCAD/EMTDC中搭建了双端柔性直流配电网模型。仿真结果验证了该方法的有效性、可靠性与准确性,针对两端换流站参数不对称和过渡电阻时变场景,所提方法也具有很高的定位精度。     

光伏站内用直流微网的接地方式分析

接地方式的选择是直流微网设计的关键部分。以北京延庆八达岭31.5 MW光伏电站站内负荷用直流微网为例,对直流微网的接地方式进行了分析。首先,介绍了该直流微网的运行方式、拓扑结构及备选的几种接地方式。然后分别从稳态特性、故障特性以及人身安全三个方面,对不同接地方式进行了深入的理论分析。最后在PSCAD/EMTDC中建立了该直流微网的电磁暂态仿真模型,通过电磁暂态仿真对理论分析进行了验证。研究结果表明:相比于其他接地方式,电源侧通过大电阻接地的IT接地方式更适用于低压直流微网系统。     

船舶中压直流电力系统接地方式对直流纹波影响研究

单相接地故障作为一种常见电气故障,会使船舶中压直流电力系统的直流电压纹波产生畸变,影响系统正常运行。以中压直流电力系统的单相接地故障为背景,研究了整流发电机中性点接地方式对纹波的影响。首先运用对称分量法和开关函数法,分别计算了直流电压的正常纹波次数与故障下纹波次数,并推导出故障下直流电压中交流分量的解析表达式。然后,通过分析绕组间的零序回路,得出了故障绕组零序电压与接地方式之间的关联,从而进一步得到接地方式对直流纹波的影响。最后,通过PSCAD与MATLAB/Simulink仿真软件搭建模型,进行仿真验证,为舰船中压直流系统整流发电机接地方式的选取提供参考依据。     

柔性直流配电系统换流器交流侧接地故障的分析

柔性直流配电网中的换流器若经联结变压器接入交流电网,联结变与换流阀之间发生绝缘损坏会产生换流器交流侧接地故障。接地故障对系统运行的影响及其保护方案值得研究。首先分析了柔性直流配电网中各部分的共模等效模型。考虑联结变不同的接地方式,建立了一个典型的五端柔性直流配电系统共模等效电路。推导了各端基频共模电流、电压的计算公式。其次考虑系统可能存在的各种谐振,提出了一种基于换流器直流侧基频共模电流、电压以及功率方向的多端柔性直流配电系统交流侧接地故障的保护方案。最后在PSCAD仿真平台上进行了验证。     

基于模量相平面的柔性直流电网T接线路故障识别方法

含T接线路的柔性直流电网由于仅在送端和受端安装直流断路器,发生区内故障时各端的直流断路器均需断开,与双端直流相比,其故障电流特征更加复杂,常规的直流电网保护方法无法直接应用.为满足含T接线路的柔性直流电网对保护的高要求,文中提出了一种基于模量相平面的柔性直流线路故障识别方法.首先,研究网络拓扑结构,基于换流器闭锁前区内外故障等效电路,推导故障电流模量特征.然后,结合故障位置及类型,对保护动作原则和阈值整定进行分析;同时通过构造阈值缩比因子,实现保护的自适应整定.最后,在PSCAD/EMTDC平台中建立含T接线路的柔性直流电网仿真模型,验证了所提方法的快速性和可靠性.该方法算法简单、计算量小,仅利用单端信息快速识别故障且抗系统扰动能力强.     

基于等效半波注入法的小电流接地故障选线

我国中压配电网多数采用小电流接地运行方式,由于小电流接地系统单相接地故障电流很小并且容易受到外界条件的干扰等原因,故障选线难题多年未得到有效解决。通过对目前已有的故障选线方法进行分析,在原有的直流注入原理的基础上形成了等效半波注入法,通过比较各条线路的零序电流来选线。对等效半波注入法的选线定位理论进行了分析,主要包括确定了注入的半波直流信号的流通路径、形成了该方法的等值电路,并组建了对应的数学模型,在原理上验证了该理论的正确性。最后通过Matlab搭建模型验证该方法能够准确地实现故障选线。     

柔性直流电网结构对单极接地故障过电压的影响

柔性直流电网的优势之一是其运行方式灵活可变,考虑到未来在检修等工况下系统可能采取不同的电网结构继续运行,而对于采用架空线的柔性直流电网,直流线路极易发生单极接地故障,因此有必要对不同电网结构下直流线路单极接地故障的过电压水平进行研究。搭建了基于环型四端柔性直流工程的过电压仿真模型,研究了柔性直流电网直流侧接地故障下的暂态过电压特性,计算分析了直流线路发生单极接地故障时,4种柔性直流电网结构下换流站内、外关键节点和设备上的过电压水平。研究表明,伪U型结构下系统的过电压水平相对较低,折线型和真U型电网结构下系统的过电压水平相对较高。不同电网结构对换流变压器阀侧对地电压和换流站母线过电压的影响规律相似。     

基于回归分析法的特高压直流接地极线路故障测距方法研究

实现特高压直流输电工程接地极的准确故障定位有利于提高故障排查效率,对确保接地极及高压直流输电系统的正常运行具有重要现实意义.文章提出了基于回归分析法的特高压直流输电工程接地极线路故障定位方法.分析了接地极线路发生不同类型故障时的电气量变化特征,研究了暂态过电压的形成原因.基于故障后稳态电压和电流的直流量给出了过渡电阻的求解方法,通过回归分析法建立了不同过渡电阻下故障位置与暂态过电压的关系模型,实现了不同过渡电阻下的故障定位.应用于某工程±800 kV接地极系统中的仿真算例结果表明,该方法具有较高的故障定位精度,且对不同故障过渡电阻具有较好的适用性.     

基于小波变换的矿井电网故障行波定位

针对矿井下由于条件恶劣经常造成的电缆接地短路故障,分析了快速找到故障点对矿井下供电安全的重要性,将已在大电力系统中广泛应用的行波测距引入到井下电路故障的定位中,根据实际情况改进了单端测距算法,并利用小波变换来提取故障行波的特征信息,通过小波系数的模极大值计算确定信号的突变点。仿真实例表明此方法能实现对矿井下电网故障较为准确的定位。