统一潮流控制器接入对距离保护的影响及对策

统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller, UPFC)接入交流系统将改变传输线的潮流,进而对距离保护产生重要的影响。为了研究UPFC的接入对线路距离保护的影响,文章建立了UPFC直流侧电压的暂态数学模型,进而推导出在UPFC存在时阻抗元件的测量阻抗表达式。通过定量分析测量阻抗在阻抗复平面上的轨迹变化,发现UPFC的串联侧注入电压改变阻抗元件的动作边界。为了减小UPFC对距离保护性能的影响,提出了距离保护的偏移圆特性,并配合功率方向元件构成完整的距离保护方案。在MATLAB/Simulink中建立UPFC系统模型,仿真结果表明,与基于广义回归神经网络的自适应保护方案相比,所提出的距离保护方案具有更高的可靠性、选择性和灵敏度。     

500 kV UPFC对工频变化量方向保护的影响分析

作为灵活交流输电系统(FACTS)的典型应用之一,统一潮流控制器(UPFC)可对线路的有功和无功潮流进行快速调节。考虑UPFC保护系统在交流线路故障后可快速将UPFC从系统中隔离,在UPFC安装处形成功率变化量源,从而对工频变化量方向保护造成影响。以国内某实际500 kV UPFC工程为依托,介绍了UPFC的工作原理及其保护系统设计,依据工频变化量方向保护的动作原理,以UPFC本侧保护为例,定量分析了正反向故障时的工频变化量阻抗特征。正方向故障时,工频变化量阻抗仍近似反映为系统阻抗与线路阻抗之和的相反数,工频变化量保护可靠动作。反方向故障时,故障后测量电压跌落至0.917 p.u.以下是工频变化量方向保护可靠不误动的充分不必要条件,而电压变化量补偿系数λ的实部小于-1是工频变化量方向保护误动的充分必要条件。进一步地,也提出了相邻线路保护的电压变化量补偿系数λ以及定量分析结果。RTDS仿真结果验证了理论分析的有效性和准确性。     

含统一潮流控制器线路的自适应距离保护研究

介绍了统一潮流控制器（UPFC）的工作原理,分析了故障状态下UPFC对测量阻抗的影响,提出了接地短路的自适应保护和相间短路的自适应保护两种自适应解决方案,并进行了试验验证。结果表明两种方案在短路故障后均能使保护正确动作,克服了在含UPFC装置的后端线路发生故障时传统的距离保护可能拒动的影响,使得距离保护能正确反映各短路...     

统一潮流控制器的存在对距离保护的影响

双回输电线路系统中安装统一潮流控制器（UPFC）会影响距离保护的动作性能。UPFC的控制特性、安装位置和故障阻抗，如故障点到UPFC安装位置的距离，会严重影响距离保护的保护跳闸区域。本文摘译自《Electric Power System Research》2000，（54）的“Distance protection in the presence of unified power flow controller”一文，介绍如何计算装有UPFC的双回输电线路系统继电保护的视在阻抗，其中计及UPFC的安装位置和参数对保护的影响。研究表明，采用人工神经网络的保护方案设计可解决UPFC对跳闸区域确定过程的影响。     

以UPFC为边界的新型线路距离保护方法

统一潮流控制器接入线路后使线路阻抗均匀性发生变化，传统距离保护动作性能受到影响。本文基于输电线路阻感模型提出一种以UPFC为线路边界的线路时域距离保护方法。利用保护安装处的时域电气量建立阻感模型微分方程组，使用最小二乘法对微分方程组求解，建立保护安装处电压实际值与计算值之间的拟合误差，通过计算得到的故障距离和拟合误差判断统一潮流控制器接入位置与故障点之间的关系。在PSCAD/EMTDC上进行仿真验证，实现以UPFC为边界的线路区内外故障判定。     

500 kV苏南UPFC接入对距离保护的影响及应对策略

在苏州南部地区接入统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)可以提升电网供电能力,但是UPFC的接入会对输电线路保护的可靠性、选择性和灵敏性产生影响。文中基于500 kV苏南UPFC工程,结合线路故障后UPFC系统的控制保护逻辑,通过建立含UPFC的电力系统故障等值模型,分析了UPFC接入对线路两侧距离保护动作特性的影响并提出应对性策略。     

交直流混联电网工频变化量距离保护动作特性分析

分析了交直流混联电网中工频变化量距离保护的动作特性.换流站附近交流线路发生故障时,由于控制系统的快速调节,直流侧对外表现为弱电源系统,具有弱馈的特点.工频变化量距离保护的动作范围与系统等值阻抗和整定阻抗之比有关,该比值越大,保护动作范围就越小.因此,直流系统的存在会造成工频变化量距离保护动作范围大幅缩小甚至没有保护范围.最后,以实时数字仿真器试验数据验证了理论分析的正确性.     

输电短线路的相间自适应距离保护

针对常规距离保护应用到传统意义的短线路时常常因为末端故障时残压小造成保护超越而退出工作的情况,简要分析了影响距离元件测量误差的因素,并利用仿真数据定量分析了短线路保护范围末端故障时,阻抗测量误差与系统阻抗和线路阻抗比(电源线路阻抗比)的关系.在此基础上提出一种根据系统阻抗和线路阻抗比自适应调整距离保护动作范围的短线路相间距离保护方案.该方案在线路发生故障时,假定故障发生在保护末端,结合实测的电源线路阻抗比按可能出现的最大测量误差调整保护范围,从而消除了短线路末端相间故障时距离保护的超越问题,保证了选择性.EMTP仿真验证,说明该方法可以有效地避免短线路末端故障时距离保护的超越问题,改善了短线路距离保护的性能.     

上海电网统一潮流控制器的保护配置及应用效果

在分析上海电网统一潮流控制器(UPFC)拓扑结构及故障点的基础上,研究了UPFC本体保护配置及动作策略。分析UPFC接入对交流系统保护的影响,提出了通过改变线路保护安装位置来消除UPFC对距离保护的影响的方案。阐述上海电网UPFC保护与各类交流保护动作配合原则,分析UPFC保护与交流保护配合的具体策略。上海电网UPFC实际应用效果良好,能有效提高通道断面输送能力,扩展电压稳定裕度,提高电网稳定性。     

同塔四回线路单相接地故障距离保护

针对同塔四回平行线路零序互感在单相接地故障时对距离保护的影响,提出一种基于单回线路单端信息量的距离保护算法。该算法通过建立四回线路零序阻抗矩阵来分析零序回路特征,综合考虑了系统零序阻抗变化和线路零序阻抗的影响,利用非故障线路与故障线路零序电流比值代替非故障线路零序电流,以此消除线路耦合对整定的影响。仿真结果表明,所提算法在线路发生单相接地故障时,能够保证距离保护正确动作,优于基于单回线路电气量的传统距离保护算法。     

统一潮流控制器对线路纵联保护的影响分析

外部交流系统故障时,统一潮流控制器的保护可能动作于使统一潮流控制器退出运行。这将引起交流系统中电气量的再一次快速变化,与交流故障造成的扰动形成“电气竞争”,可能给线路纵联保护带来不利的影响。对南京西环网统一潮流控制器示范工程进行了介绍。并在分析统一潮流控制器保护系统设计原则的基础上,通过理论分析和数字仿真研究了统一潮流控制器对纵联零序保护、纵联距离保护和工频变化量方向保护的影响。研究表明统一潮流控制器的接入可能导致工频变化量方向保护区内故障拒动或区外故障误动,有必要对相关线路的保护进行改造。     

苏南UPFC工程保护配合策略研究

统一潮流控制器(UPFC)是一种能够独立、快速、精确、连续控制系统电压和潮流的最新一代柔性交流输电系统装置,为解决城市电网发展受限问题提供了有效手段。文中针对苏南UPFC工程中保护配置展开研究,介绍了UPFC本体保护的三取二功能以及UPFC的重启策略,在继电保护配置情况及动作策略基础上,提出了UPFC本体保护与交流线路、变压器保护等保护的配合策略。并结合500 k V苏州南部电网UPFC工程实时数字仿真(RTDS)与入网系统调试,给出实际保护配合策略的功能和效果,试验结果表明可有效保护UPFC。     

含统一潮流控制器输电线路断路器保护研究

统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)作为一种功能强大的柔性交流输电设备,目前在国内电力系统中得到进一步推广并逐步应用在500 k V电压等级系统中,含UPFC输电线路在一个半接线方式下的断路器保护将面临新的应用问题。文中结合苏州南部电网500 k V UPFC示范工程实施,分析500 k V含UPFC系统对于断路器保护装置特殊功能需求,针对不同接线方式提出断路器保护适应性解决措施,指出不一致运行状态下断路器保护与UPFC控制保护配合策略,可有效避免断路器保护带UPFC重合闸的情况,从而为UPFC接入后系统稳定可靠运行奠定基础。     

苏南500 kV统一潮流控制器保护系统及动作结果分析

苏南500 kV统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)工程是目前世界上电压等级最高、容量最大的统一潮流控制器工程,用于解决苏州南部电网潮流分布不均、断面超限、无功支撑能力不足等问题。本文概述了苏南UPFC的工作原理及保护配置方案,对典型故障点的保护动作结果进行了阐述说明,为今后更高电压等级的柔性输电系统保护研究提供了参考。     

上海蕴藻浜UPFC工程计算机监控及控制保护系统架构

计算机监控系统及控制保护系统的技术水平、架构方式、可靠性与UPFC装置的安全稳定与经济运行紧密相关。上海蕴藻浜UPFC工程计算机监控及控制保护系统是在常规交流变电站基础上借鉴智能变电站经验演化而来的架构,包括设备组成、网络架构、通信规约等。它既具有常规变电站监控系统便宜、可靠的特点,又兼容接入光纤电流互感器,实现UPFC装置对潮流控制功能和自我保护功能。蕴藻浜UPFC工程监控系统的架构方式、顺控操作及其使用经验,可供其他UPFC或FACTS工程借鉴。     

UPFC串联变压器启动试验保护配置方法

针对统一潮流控制器(UPFC)串联变压器特殊的启动调试方法和充电路径,提出了一种临时保护配置方案。结合串联变压器充电方式提出在并联变压器阀侧开关设置临时过流保护的方案,该保护采用两段式配置,并基于串联变压器等值回路给出了故障电流计算和保护整定方法。进一步提出了UPFC串联变压器充电保护功能:利用UPFC保护实现串、并联变压器阀侧连接引线差动保护;提出了UPFC保护联跳功能,实现串联变压器内部弱故障时对串联变压器的有效隔离和快速切除电源。对串联变压器带电区域故障进行电磁暂态仿真,结果表明所提方法满足带电区域故障时保护灵敏度和速动性,具有现场可实施性。     

UPFC接入对线路变化量方向元件的影响

统一潮流控制器（UPFC）可以实现线路潮流的灵活控制,改善系统运行方式,但UPFC的接入改变了线路电压的均匀分布,也给继电保护带来了一些问题。结合故障后UPFC的控制保护逻辑,研究了UPFC注入电压的暂态变化特征,针对不同故障位置推导了注入电压变化对变化量方向元件的影响机理,分析了UPFC接入对不同变化量方向元件的影响程度,指出当保护安装处位于故障点与UPFC接入点之间或者UPFC本体故障时,正序变化量、工频变化量方向元件的灵敏性会大幅下降。基于苏州南部电网500kV UPFC工程实际模型及参数,搭建了计及UPFC控保逻辑的RTDS仿真模型,通过仿真试验对理论分析结论进行了充分验证。