高压输电线路故障及操作电磁暂态数字计算新方法

基于多传输线理论、频域分析法、数值拉氏反变换技术和卷积方法，提出了长线路任意点任意短路或断线及断路器开合的电磁暂态计算新方法，特别是考虑了电弧故障，使暂态仿真更加切合实际。该方法在ABC相分量上进行计算，考虑了线路参数频变的影响，适用于均匀换位或不换位的单回线、双回线以及线路传播常数矩阵Z与Y不能对角化的情况，使故障时刻故障点电压（对于短路）或电流（对于断线）相角及断路器开合时刻电流相角可任意设定。     

直流双极闭锁故障下提高暂态电压稳定性策略探讨

南方电网2015年将形成多条直流输电线路并联交流电网的局面。文中对直流输电的严重故障——双极闭锁故障进行了深入的仿真研究。分析了由此导致的暂态电压稳定问题，从原理上对该问题进行了理论分析，通过仿真计算证实了理论分析的合理性。提出了一种新的保留故障直流线路处的电容器组的策略，以提高故障下的暂态稳定性。通过仿真说明了这种方法的可行性。     

±800 kV特高压直流线路暂态保护

在对±800 kV特高压直流系统的线路故障、区外故障、雷击等暂态过程的暂态特征进行理论研究的基础上,利用小波变换对各种暂态电压进行了多尺度分析,分析结果表明,暂态电压故障分量的谱能量分布特点揭示了对应暂态过程的内在特征,利用这些特征构成暂态保护判据可以可靠地识别直流线路故障;通过PSCAD/EMTDC的大量仿真计算,验证该原理可靠性高、动作速度快,满足特高压直流线路保护快速、灵敏、可靠的要求。     

特高压直流输电线路暂态能量保护

在分析±800 kV特高压直流输电线路区内外故障、雷击等暂态过程的基础上,提出了一种特高压直流输电线路暂态能量保护新原理。该原理根据各种暂态过程中线路两侧低频能量差值的故障特征,实现了区内故障及其故障极的快速准确识别。基于PSCAD/EMTDC的大量仿真验证,结果表明该保护原理简单、可靠、实用性强,具有绝对的选择性,不受雷击干扰、两极线路电磁耦合和换相失败的影响,高阻接地故障仍具有足够的灵敏性,能满足特高压直流线路对保护性能的要求,可在当前高压直流控制保护系统硬件条件下实现。     

含特高压直流的多馈入交直流系统动态特性仿真

以研究2010年南方电网动态特性为目的，提出了含±800 kV特高压直流的多馈入交直流系统动态特性仿真研究重点，解决了大规模多馈入交直流系统电磁暂态仿真时系统等值、模型处理以及仿真步骤等问题。依此运用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件，建立了包含±800 kV云广特高压直流等5条直流输电线路的电磁暂态仿真模型，研究中换流器模型采用详细模型。在此基础上研究了交直流系统各种故障下的动态特性，研究结果为南方电网规划及安全稳定措施的制定提供了理论依据。提出建立电磁暂态仿真模型，为研究大规模含特高压直流的多馈入交直流系统的动态特性提供了一套可行的方法。     

基于新相模变换的可控串补线路行波测距方法

含TCSC的输电线路故障测距是较为困难的问题，困难之处在于：TCSC的数学建模较为困难、TCSC安装处存在波阻抗不连续以及MOV启动和保护动作会对行波测距产生影响。此文在理论分析的基础上，提出了一种基于小波理论和新的相模变换的双端行波测距方法。利用搭建的含TCSC输电线路的电磁暂态模型，在经典N和Q值下TCSC动态和稳态工作条件下，针对不同故障位置、不同故障类型、不同过渡电阻和不同故障初相位等各种故障进行仿真，提取了线路两端电流行波的线模分量，并利用小波分析模块分析结果。仿真结果证实了该双端测距方法的有效性，TCSC的存在未影响到该行波测距方法的准确性。     

交、直流输电系统相互影响引起的谐波不稳定问题

对于多馈入交直流输电系统而言,谐波的交互作用不仅会通过换流器产生,也会通过整个交流网络形成,因此这种情况就更显复杂。为了研究发生这种不利交互作用的风险,所有电气距离较近的直流线路都应考虑在内。文中以贵州—广东2条高压直流输电线路为例,应用具有详细换流器模型的电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC建立了全电磁暂态仿真模型,对谐波的交互作用引起的送端谐波不稳定问题进行了分析研究。研究结果表明,在弱交流连接方式下发生直流线路双极闭锁故障时,2条直流系统与交流系统之间的相互影响会引发谐波不稳定,而在其他故障条件下     

500 kV输电线路断路器合闸电阻配置原则

通过对某500 kV输电线路断路器取消合闸电阻的投切试验、断路器事故进行分析，并对此进行电磁暂态仿真计算，讨论了500 kV输电线路断路器取消合闸电阻的原则，与线路操作过电压幅值、线路两端高压并联电抗器配置情况的关系。研究结果表明，500 kV输电线路断路器合闸电阻配置时，需要考虑线路高压并联电抗器的配置情况，这将直接影响断路器断开的成功与否。     

基于正交投影变换的输电线路电磁暂态计算新方法

提出一种利用投影变换算子理论建立的暂态分析和计算的新思路。利用函数逼近、投影变换和多分辨分析理论将输电线路电报方程组投影到由一个关于时间变量 t的基函数，在某个二进分辨率下通过位移张成的函数空间中，得到一个只关于距离变量 x的向量微分方程组。利用线路的边界条件，即可求解出输电线路的暂态过程。该方法将二维偏微分方程的求解问题转化为数值计算，突破了传统的特征法，建立了新的输电线路电磁暂态计算模型和方法。利用单根线路的EMTP仿真证明了该算法的正确性。     

电压骤降和瞬时供电中断概率评估的蒙特卡罗仿真

对动态电能质量中最主要的两个问题——电压骤降和瞬时供电中断进行了研究，提出了基于非序贯蒙特卡罗模拟和电磁暂态仿真相结合的电能质量概率评估新方法和相应的概率评估指标体系。算法利用蒙特卡罗仿真得到各种故障信息，并考虑保护设备的参数及各种故障类型，通过仿真程序PSCAD/EMTDC对蒙特卡罗模拟法随机产生的各种故障形态进行仿真计算，最后分析统计得到系统和敏感负荷点电能质量的各项概率指标。文中以RBTS标准测试系统为例进行了计算分析，算例表明了模型和算法的有效性。计算结果对规划调度有重要的参考价值。     

一起500 kV GIL单相接地故障计算分析

针对某大型水电厂500 k V GIL在空载升压试验时发生的一起单相短路接地故障,采用ATPDraw电磁暂态仿真分析软件,建立了GIL单相短路接地故障仿真模型,进行了单相接地故障短路电流峰值及故障时间计算,并与故障录波结果进行了比对,初步确定了GIL的接地点范围,为故障点的检查处理提供了重要参考。     

基于时域相关性分析的高压线路保护选相新原理

从输电线路不同故障类型时的边界条件入手，通过对各相电流故障分量的分析，提出了基于时域相关性分析的选相新原理。该原理不仅对于非周期分量、工频量以及各次谐波都适用，而且在故障发生后的整个暂态过程中都成立，且不受过渡电阻及故障点位置的影响，可实现快速、准确选相，尤其可准确识别三相短路故障。电磁暂态程序（ATP）仿真和动模数据都充分验证了该选相原理的正确性和可行性。     

异地多端电力系统实时闭环仿真测试系统

介绍一种由位于异地的多个仿真子系统构成的电力系统实时仿真测试系统，该系统采用电磁暂态建模方法，通过基于全球定位系统（GPS）的同步计算技术，实现了精确的异地同步仿真计算。介绍了仿真系统的硬件、软件和实时仿真的计算过程，仿真系统在实时仿真测试过程中通过通信交换异地保护动作信息，修正仿真网络拓扑，实现严格的闭环仿真测试。该系统适用于对变电站的成套线路主保护等装置进行实时闭环测试。     

750 kV输电线路保护与三相重合闸动作的研究

750 kV输电线绝缘子能承受的过电压裕度较小，因此继电保护及自动重合闸等操作在保证系统稳定的同时，还要确保跳合闸操作不产生危及设备和绝缘子的过电压。针对750 kV输电线路分布参数特性，阐述了空载长线的电容效应及互感效应，并据此提出了线路两端继电保护的跳闸顺序及时间的配合要求。分析了产生重合过电压的原理，对750 kV线路三相重合闸操作进行了可行性分析与比较，指出单相接地故障采用三相重合闸的缺点。在理论研究与电磁暂态程序仿真的基础上，对750 kV线路两端三相重合闸的操作顺序、时间配合提出了具体的三相重合闸方案。仿真测试结果表明，所提出的三相重合闸方案更有利于750 kV输电线路的可靠供电与安全操作。     

考虑铁磁磁滞的变压器励磁涌流仿真分析

提出了一种考虑铁芯铁磁磁滞的变压器电磁暂态模型,并对变压器空载合闸时的励磁涌流现象进行了仿真研究。基于目前工程中应用较为广泛的Jiles-Atherton铁磁磁滞原理建立铁芯磁滞磁化曲线模块,通过设置适合的参数计算得到了与实际测量值较为吻合的 B-H曲线;通过分析单相三绕组变压器铁芯绕组结构及其电路模型,得到其电磁暂态计算模型;通过分析三相五柱式变压器磁路结构并利用对偶性原理,得到了其暂态计算分析模型。利用所建立的暂态计算模型对单相三绕组变压器的励磁涌流现象进行了仿真研究,仿真计算结果与实际试验测量结果的对比证明所提出的暂态计算模型的正确性和有效性;同时也对三相变压器组和三相五柱式变压器空载合闸时的励磁涌流进行了仿真计算,仿真结果证明所提出的暂态计算模型能够准确地分析变压器空载合闸时的励磁涌流现象。     

利用绝缘避雷线实现高频保护的研究——架空地线绝缘间隙值的探讨

利用电磁暂态程序ＥＭＴＰ，以山东邹—济５００ ｋＶ输电线路为模型，详细仿真计算 了绝缘地线间隙在相线不同地点短路，地线不同点遭受雷击时的击穿顺序和分布特性；并对 仿真结果进行了详细的分析，得出了许多有益的结论；对绝缘地线间隙值的选择提出了新的 见解。为绝缘地线高频通道的建立及实施，以及绝缘地线间隙值的正确选择提供理论依据。     

基于数学形态学的配电网单相接地故障暂态选线算法

分析了单相接地故障选线的现状和目前已提出的多种选线算法的优势和不足,提出了基于数学形态学的暂态选线新算法。算法包括两方面:一方面,利用组合形态滤波器对选线数据进行滤波预处理,最大限度地去除噪声对选线的影响;另一方面,利用形态学算子对去噪后的信息进行暂态突变检测以确定故障线路。仿真结果表明,该算法设计简单,计算量小,并且克服了故障信号信噪比低的缺点,可以通过选择合适的结构元素准确可靠地确定故障线路。     

含直驱机组风电场的电力系统暂态电压稳定分析

利用线路故障临界切除时间来表征电力系统暂态电压稳定性的量化指标,采取动态时域仿真法对WSCC3机9节点算例系统与基于直驱机组并网风电场接入该算例系统的暂态电压特性进行了仿真分析,研究结果表明,接入直驱机组风电场后算例系统的线路故障临界切除时间要比原算例系统的线路故障临界切除时间要长,因此,基于直驱机组风电场的接入算例系统能较好地改善原系统的暂态电压稳定性.     

电力系统电磁暂态仿真算法研究进展

回顾了基于节点分析的电磁暂态仿真算法的理论基础,在此基础上分析了算法在应用中遇到的问题和挑战,并分别从模型的扩展、计算精度的改进、速度的提高等几个方面介绍了电磁暂态仿真算法所取得的研究进展。     

一种考虑不同期合闸的行波合闸保护新方法

当线路末端故障时，行波在线路末端的反射情况比较复杂，反向电流行波的极性有可能与正向电流行波的极性相反，而此时测距结果又与线路无故障时相同。因此，会造成行波测距式与行波极性比较式合闸保护的不正确动作。根据行波的折、反射理论，分析出当线路无故障时正向电流行波仅在线路末端发生反射，且电流行波的反射系数为-1，而当线路存在故障时，正向电流行波将在故障点发生反射，无论故障是否在线路末端，电流行波的反射系数都不会是-1。根据这一特征，提出了一种新的行波合闸保护方法。从原理上保证了在各种情况下保护都可以正确动作，大量的电磁暂态仿真结果也证明了这一点。