基于微分方程的自适应窗长距离保护算法研究

对基于微分方程的自适应窗长距离保护算法进行了研究。该算法的特点是用有限项变换技术求解微分方程,用阻抗平均值突变量元件检测故障的发生并起动自适应窗长,算法的最终窗长取决于故障的严重程度。为了验证这一算法的有效性,进行了大量的仿真和动模实验。结果表明,该算法具有良好的高频特性,适用于高压和超高压输电线路的距离保护。     

解微分方程算法的改进及应用研究

对解微分方程算法做了改进,通过数字仿真计算验证了改进后算法的优良估计性能,并且把它与递推最小二乘法、全周傅立叶算法作了比较,并根据各算法的估计性能特点,提出了一种具有反时限特性的距离保护算法的实现方案。     

基于微分方程模型阻抗算法的综合应用

对解微分方程算法作了改进,方法是通过对传统微分方程算法在有限时段上进行积分变换,借助积分减少高频分量的影响。通过数字仿真计算验证了改进后算法的优良估计性能,将之与基于微分方程模型的最小二乘法、全波傅里叶算法作了比较。并根据各算法的估计性能特点,提出了一种具有反时限特性的距离保护算法的实现方案。     

基于Bergeron模型的长线路微分方程算法研究

由于受分布电容作用影响,解微分方程算法应用于长线路阻抗计算时,其计算结果精度降低.针对以上问题,提出一种应用Bergeron模型将长线路进行分段的解决方法.长线路经分段后,利用保护安装处的电流、电压瞬时值应用Bergeron方法计算分段点处的电流、电压瞬时值.利用分段点处电流、电压应用解微分方程算法即可较精确地计算出线路阻抗.新的计算方法对前置低通滤波器滤波特性没有过高要求.仿真计算结果表明,新方法在特高压、长线路情况下仍然可以准确地计算出线路阻抗.     

基于LPC距离和变窗长的端点检测

基于LPC距离的端点检测首先会对信号进行分帧处理,然后根据LPC距离设置阈值依次判断每一帧是否为语音的端点。而在对信号进行分帧时会有以下问题:如果采用较大的窗长,则总帧数会变少,但是这样端点检测的误差也会增加,尤其是对于语音起点的检测。而如果帧长选取过小,则计算量增加,识别速度也会增加。针对这个问题,将变窗长思想和基于LPC距离端点检测算法结合起来,提出了一种改进的端点检测算法。该方法在分帧时不采用统一的窗长,而是在静音段采用大窗长快速向过渡段逼近,进入过渡段后采用小窗长慢慢寻找语音信号的起点,其他阶段则采用常规窗长。研究表明,所提出的改进的端点检测方法检测性能要优于其他两种端点检测方法。     

基于解微分方程算法的微机保护在超高压电网中应用的仿真研究

针对５００ｋＶ线路的特点，对国内常用的采用微分方程算法的微机保护在５００ｋＶ线路上的动作行为作了相应的仿真研究，并对该类保护的保护范围和应用于超高压线路时可能存在的问题作了一定的探讨。仿真结果表明：在超高压长线中应用该方案时，必须对数字滤波器进行改进，否则难以保证动作的正确性。     

输电线路微机距离保护中解微分方程算法的分析与改进

为改善基于单端电气量距离保护的性能,提高距离继电器承受过渡电阻的能力,从单端故障测距的角度出发,分析距离保护中计算阻抗的常用算法———解微分方程算法,结合输电线路发生各种故障后的电压电流关系,对传统的解微分方程算法进行了分析。根据分析得到的结果,对两相短路故障和两相接地短路故障算法进行了改进。针对传统的用于两相故障和两相接地故障中的解微分方程算法不能有效地克服负荷电流对于计算电抗的影响,在改进中重点解决如何有效消除负荷电流的影响。两相故障采用非故障相来消除负荷电流的影响,而两相接地故障则根据故障点电流和保护安装处零序电流的关系消除负荷电流影响。通过仿真计算表明,经改进的算法较常用算法抗过渡电阻能力强,测距结果比常用的解微分方程算法更准确,可应用于实际的距离保护装置中。     

长数据窗算法的动态特性及其在快速保护中的应用

当保护所采集的电气量发生跃变时,算法的数据窗内同时包含跃变前、后的数据,算法输出结果所呈现出的动态特性一般不具有单调递变性质,这就限制了长数据窗算法在快速保护中的应用,必须靠整数据窗延时躲过动态过程。然而理论分析表明,当跃变前电流为0时,通过全周傅里叶算法计算得到的电流幅值,在动态过程中均不大于完全采用跃变后数据计算的电流幅值,因此采用长数据窗的全周傅里叶算法在动态过程中的输出结果仍可用于某些快速保护。基于上述分析,设计了利用长数据窗算法动态特性的快速差动速断保护方案,在提高保护速动性的同时,避免了复杂的长短数据窗算法的切换。理论分析和仿真验证表明,所提快速保护方案有效、可靠,在不采用短数据窗算法的情况下,仍可获得良好的速动性。     

一种基于解相关的变步长LMS算法

在自适应滤波器的构造算法中,LMS算法作为经典理论其应用范围广泛,如何进一步提高滤波器的性能,满足实时数据处理的需要,是当前的一个研究热点.本文讨论了一类针对传统LMS算法进行改进的变步长自适应算法,分析其性能,给出了一种新的变步长自适应算法.这种算法同时从调节变步长的形式和滤波器权系数向量的更新方式2个方面出发,进一步提高了算法的收敛速率,充分调和了收敛速率与稳态误差之间的矛盾.计算机仿真结果表明,新的基于解相关的变步长LMS算法具有更快的收敛速率和更小的稳态误差,能较好地对信号进行跟踪滤波.     

风电场送出线等传变距离保护

分析了具备低电压穿越(LVRT)能力的双馈式风电场送出线路故障暂态特性。风电送出线路风场侧保护测得的电压与电流主要频率分量不一致,致使传统的依据工频电压、电流相量的距离保护元件动作性能受到严重影响,无法正常工作。基于输电线路时域模型的解微分方程算法不涉及信号的频域信息,可以克服送出线电压、电流主频不同带来的影响,但受高频分量的影响较大。等传变距离保护相较传统的解微分方程算法,增加了低通滤波及故障点电压重构两个环节,显著改善了算法的测距性能。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,线路不同位置处发生不同类型故障时,等传变距离保护算法均可以实现快速、准确测距。     

自适应短数据窗抗电流互感器饱和线路差动保护算法

深入分析了超高压线路差动保护中电流互感器(TA)饱和时的2个重要特征:一是区外故障时TA的工作磁链需要一定的时间累积才能达到饱和点,故障发生初始时刻并不会马上饱和;二是TA在每个周期内由于工频交流分量的负向去磁作用,TA总是一段时间内工作在线性区,一段时间内工作在饱和区.在此基础上,提出了综合利用附加制动区判别法和短数据窗自适应差动保护算法,利用附加制动区来判别区内、区外故障,当区外故障时一旦工作点进入附加制动区,则自适应增大出口判别次数,利用短数据窗差动保护算法本身的线性区范围性能保证保护可靠不误动;当区内故障时,出口判别次数自适应减少,保证差动保护快速动作.动模数据验证结果表明所提出的方法是可行、有效的.     

基于小矢量算法的自适应椭圆制动特性变压器差动保护

随着高压、超高压变压器的应用,采用半周或全周数据窗计算方法的传统差动保护,动作时间往往会达到30 ms 以上,已经无法满足快速动作的要求。区外故障时,初始暂态分量、CT饱和以及谐波的影响,使不平衡电流增大,差动保护容易误动。采用小矢量变数据窗的计算方法,同时考虑到区外故障因CT饱和或谐波以及暂态电流等影响使电流波形畸变,自动修复制动电流因波形畸变造成实际电流和估算电流计算的误差,在传统比率制动差动保护的基础上,用椭圆制动特性来描述差动保护。区内故障时,动作时间在10~15 ms左右,同时有效的防止了区外故障时或区外故障切除时保护的误动。仿真和试验证明,采用补偿波形畸变的小矢量算法自适应椭圆制动特性,提高差动保护的可靠性和灵敏性,较之传统比率差动保护具有明显优越性和实用性。     

基于全微分的戴维南等值参数跟踪算法

研究解析现有戴维南等值参数计算结果错误的本质原因。考虑戴维南等值参数在跟踪计算过程中不断变化的实际情况,提出基于全微分的戴维南等值参数跟踪计算方法。该方法通过微分形式反映参变量的变化,克服了现有计算方法假设2个时步之间戴维南等值参数不变所带来的严重错误,具有适应性强,使用简单,计算量小的特点。直流简单系统计算分析和IEEE10节点仿真分析表明,基于全微分的戴维南等值参数跟踪计算方法,能保证戴维南等值参数跟踪计算的结果贴近实际值。     

关于变压器不完全差动保护的研究

阐述变压器不完全差动保护的特点,从实际应用的角度出现,分析变压器不完全差动保护的基本原理,并与在变压器低压侧加装过流保护的方式进行比较,突出了在微机保护装置中采用变压器不完全差动保护的优越性。     

小矢量算法在发电机继电保护中的应用分析

提出一种基于小矢量算法的发电机差动保护新方案。发电机发生故障后的暂态电流中包含各种谐波分量,由于小矢量算法对谐波电流具有一定的放大作用,当两侧电流谐波含量区别较大时,将有利于保护动作。裂相横差保护和不完全差动保护由不同分支组成,两侧电流受故障影响程度也不同,电流谐波含量就有区别,因此可以采用小矢量算法提高保护性能。大型发电机内部故障产生的巨大短路电流可能引起其电流互感器饱和,从而影响保护的动作性能,而基于小矢量算法的差动保护方案具有较强的抗电流互感器饱和的能力。     

基于希尔伯特-黄变换的输电线路距离保护方案

微分方程算法采用集中参数的电阻和电感串联模型,可以实现快速动作.线路故障后的暂态期间,由于受到电压、电流互感器传变特性和线路分布电容等因素影响,微分方程算法计算出的阻抗会在实际值上下频繁波动,影响保护的可靠动作.针对这一问题,提出采用希尔伯特-黄变换(HHT)处理微分方程算法计算结果的方法.通过经验模态分解将代表高次谐波的固有模态函数分离出来,得到具有单调变化趋势的“残差”,再由此计算出故障线路阻抗.仿真结果表明,该方案能在线路故障后快速估算出具有较高精度的阻抗值.