基于主动脉冲的MMC-HVDC单极接地故障测距

准确可靠的故障测距技术对模块化多电平柔性直流输电系统(MMC-HVDC)故障恢复至关重要。通过分析MMC子模块控制特性,提出基于子模块控制的MMC主动式脉冲产生原理,进而通过检测脉冲发出时间和反射脉冲到达监测点的时间,提出基于主动式脉冲的MMC-HVDC单极接地故障测距方法。针对脉冲到达时刻的精确检测问题,采用基于二分递推奇异值分解(SVD)的脉冲到达时刻检测方法;进一步利用主动式脉冲方法进行在线波速的测定,最后给出了MMC-HVDC主动式脉冲故障测距的流程。该主动式脉冲单端测距方法利用换流器子模块产生脉冲,不需要额外增加设备,并且不受过渡电阻影响,可多次进行测量,提高了故障检测的准确度和可靠性。仿真结果表明单端主动式脉冲测距方法能够对MMC-HVDC线路的单极接地故障进行准确定位,提高了单端测距的可靠性和准确度。     

与波速无关的柔性直流输电线路单端行波故障测距算法

基于行波测距原理,提出一种不受波速影响的柔性直流输电线路单端故障测距算法。由于柔性直流输电线路两侧并联大电容,行波在母线处发生全反射。通过对波头的跳变强度和极性,以及在时间轴上的位置关系等3个方面进行分析,为初始反行波和初始前行波首次到达母线测点的时间、以及初始反行波经故障点反射后第二次到达测点的时间的识别和标定提出一套可靠依据,进而推导出一种测距算法。PSACD仿真结果表明,该算法原理正确,具有较高的测距精度。     

实用高压直流输电线路故障测距方法

高压直流输电线路行波测距一般精度较高,但由于行波测距装置本身和行波测距的死区等原因,使得有些高压直流输电线路故障无法得到定位,针对现有高压直流输电线路行波测距的不足提出了单端、双端行波测距和常规量测距相结合的综合测距方法,依据现有的故障录波数据实现常规量测距。以500kV贵广直流工程为例,说明了行波测距失败的实际情况,并分析了其中的原因,验证了综合测距方案的有效性,并分析了故障行波波头检测部分、高压直流分压器和高压直流分流器的组成原理。     

基于宽频信息的高压直流输电线路行波故障测距方法

针对目前直流行波故障测距精确度较低、对运行工况和故障条件适应性差的问题,提出了基于宽频故障信息的行波测距方法。首先,对直流故障行波的变波速特性及其与宽频信息之间的内在联系进行了深入分析,揭示了其对行波测距的影响机理。在此基础上,提出了基于宽频故障信息的行波测距变波速处理方案,有效解决了行波测距中的波速选取问题,提高了现有测距算法的测距精度。进一步,将该方案与模量传输时间差原理相结合,形成了无需检测故障行波第二波头的新型单端测距算法,具有较强的实用性和可靠性。在EMTDC环境下,以天广直流系统为背景进行了仿真分析,相关结果验证了所提测距方法的有效性和实用性。     

高压直流输电线路单端故障测距组合算法

行波波速的选取和反射波头的识别是影响单端行波测距精度和可靠性的主要因素。基于故障行波的时频域特征,提出一种行波法和固有频率法相结合的单端故障测距算法。利用行波固有频率计算出故障点位置的粗略值,确定故障反射波达到母线测点的时间范围。利用集成经验模态分解算法提取的行波高频分量,对反射波头进行有效识别并获取测距所需的精确时间参数,同时将该高频分量对应的行波波速利用到行波测距中,解决了波速选取的难题。PSCAD仿真结果表明,该测距算法可有效识别行波波头,且测距的精度得到明显提高。     

MMC-HVDC输电线路双端非同步故障测距方法

提出了一种基于模块化多电平变换器的高压直流(MMC-HVDC)输电线路双端非同步故障测距方法。首先,通过分析MMC-HVDC系统直流侧线路故障时的电流环路,将跳闸后的双端MMC的两侧环路分别等效为RLC串联电路,并先后控制双端MMC桥臂子模块的投入,为两侧RLC串联电路提供一个初始电压;然后根据RLC电路的零输入响应特性,分别提取双端MMC子模块电容电流的最大值以及该时刻的电压;最后利用双端非同步测量的数据计算故障距离。该方法不依赖于电容的初始电压,并且不受过渡电阻影响,可重复测量,提高了测距的可靠性。在PSCAD/EMTDC中搭建了21电平的MMC-HVDC模型,并对所提故障测距方法进行仿真,验证了其有效性。     

输电线路行波测距方法研究

针对输电线路行波测距存在的行波等效波速随故障距离变化而变化的问题,利用牛顿插值算法对波速逐次进行补偿。将每次补偿后的波速代入考虑波速变化的双端行波测距公式,当测距结果的收敛精度满足设定收敛条件后算法循环终止,得到逐步逼近真实故障距离的测距结果。仿真结果表明,该测距方法精度高,具有一定的抗过渡电阻能力。     

基于单端电压行波传输规律的柔直架空线路金属性接地故障测距方法

为准确定位双极运行方式下高压柔性直流输电系统单极接地故障,提出一种基于正反向电压行波关系的单极接地故障测距原理及算法.研究了双极运行方式下发生单极接地故障时的边界条件以及故障后正向电压行波和反向电压行波的差模分量和地模分量之间的关系,在此基础上,提出了基于正反向电压行波关系的单极接地故障测距原理,并分析了过渡电阻对该故障测距原理的影响.仿真验证了所提故障测距原理的有效性和可靠性.     

输电线路行波故障测距

通过对输电线路上的行波分析 ,本文介绍了行波测距的三种方法 ,并对行波故障测距存在的几个问题进行了讨论。     

基于数学形态学的多端柔性直流系统故障测距方案

通过分析多端柔性直流系统直流线路故障后故障电压行波的传播特点,利用能够同时检测信号突变时刻和突变极性的数学形态学滤波器,设计采用双端信号进行故障测距的方案。通过对行波波头间隔取均值,提高了在线路端口附近故障时的测距精度。利用估计的行波速度,确定行波波头的查找区间,提高了测距的抗干扰能力。该方法无需线路参数信息和两端数据同步,采样频率要求较低,抗噪声能力强。搭建了三端柔性直流系统进行仿真分析,仿真结果表明所提故障测距方案在各种情况下均可得到较高精度的测距结果。     

基于LMD与Teager能量算子的VSC-HVDC输电线路故障定位

为保证电压源换流器型高压直流输电系统的可靠运行,克服传统高压直流输电行波定位具有易误动、受噪声影响大的缺点,提出了基于于局域均值分解(LMD)与Teager能量算子结合的故障定位新方法。通过Morlet小波时频分析确定了电压源换流器型直流输电,VSC-HVDC的边界特性,提出了基于PF分量能量比值的区内、外故障识别判据。利用故障极线路与非故障极线路中高频电流分量的差异构造了选极判据。对于区内故障将LMD与Teager能量算子结合进行故障测距。PSCAD仿真结果表明,该方法定位精度误差不超过0.124%且耐过渡电阻。通过增添噪声影响验证了该算法和判据的可靠性,故该方案可实现VSC-HVDC的全线、准确的故障定位。     

基于行波法的民用电力线路故障测距技术

民用电力系统具有分支线路多、折反射复杂、反射行波信号较弱、故障行波信号难以捕捉和识别的特点,为了实现对民用电力线路的故障定位,本文提出了一种利用分支线路检测装置+主机接收装置+低压脉冲发生器的故障定位方法,分支线路检测装置可以检测各分支线路的状况并在故障发生时将故障信息发送给主机接收装置,主机接收装置可以在电脑界面上显示相应的故障信息和位置,低压脉冲发生器用于离线测量、提高测距精度,该套装置配合通用行波测距装置可以实现对民用电力线路故障的准确定位。     

基于行波原理线路故障测距的误差分析及解决措施

输电线路行波测距装置的应用,极大地提高了输电线路的测距精度,给线路巡线和抢修带来极大便利.测距装置仍然存在着一些误差,从理论上对对引起行波测距装置的误差的原因进行了分析,并提出了补偿意见.     

基于可信度加权的线路故障测距方法

提出了一种基于可信度加权的线路故障测距方法。首先利用电抗分量进行单端阻抗测距以减小过渡电阻对测距精度的影响,通过单端阻抗测距结果确定单端行波测距中故障点反射行波到达时刻的大致范围,解决线路后半段故障时单端行波测距无法准确测距的缺陷;再对单端阻抗测距、双端阻抗测距、单端行波测距、双端行波测距进行可性度评估,并加权计算得出综合的测距结果,提高测距精度。可信度评估依据包括线路通道状态、过渡电阻大小、故障位置等。仿真计算表明,文中提出的基于可信度加权的线路故障测距方法鲁棒性强、测距精度高,不受故障类型、线路通道状态等因素影响。     

基于VMD与广义S变换的HVDC线路故障定位

针对高压直流输电线路故障定位中存在的输电线路长、故障概率大、测距精度不高以及故障波形含有噪声等问题,提出了VMD分解与广义S变换结合的高压直流输电线路故障测距算法。首先通过变分模态分解(Variational Model Decomposition,VMD)对含噪声的行波信号进行VMD分解,滤去噪声并获得最优模态分量。然后采用广义S变换(Generalized S-transform,GST)计算最优模态分量,生成高时间分辨率S矩阵。并选取S矩阵中的高频分量,识别该频率分量的波形突变点,从而获取故障初始行波到达时刻。最后通过测距公式获得故障距离。PSCAD/EMTDC仿真表明,所提方法受过渡电阻影响很小,不同故障距离的测距精度很高。经过现场故障行波数据的验证,可以实现在线路范围内快速准确的故障定位。     

基于本地信息的多端柔性直流电网故障定位方法

故障定位技术是保障多端柔性直流电网安全可靠运行的关键技术。由于直流网络之间的相互连接导致其故障暂态特征十分复杂,故障定位往往要依靠通信手段,同时技术难度也会大幅提升。以基于两电平电压源型变流器的多端柔性直流电网为研究对象,提出一种基于本地信息的多端柔性直流电网的故障定位方法。利用限流电抗器作为直流线路边界,分析了限流电抗器类型的选取及其对断路器开断和保护动作时间的影响,从保护识别的准确性和动作的可靠性角度讨论了限流电抗器的容量和位置配置;对直流行波保护的电压变化率判据进行改进,通过比较限流电抗器两端电压变化率的比值和差值设定故障区间的判别方法及逻辑,利用本地信息确定故障位置;基于MATLAB/Simulink进行了大量仿真测试,验证了所提故障定位方法的可行性和有效性。     

基于奇异值分解理论的双端行波故障测距的研究

行波故障测距中行波信号奇异点的精确检测和行波波速的确定是影响测距精度的主要因素。根据Hankel矩阵方式下奇异值分解第一个分量后的各分量具有的奇异性检测能力,对行波信号进行奇异值分解,利用第二个SVD分量脉冲模极大值检测出信号的奇异点。同时,提出一种不受行波波速影响的双端测距方法,通过检测故障初始行波和故障点反射波分别到达两端母线的时刻,列写方程组,得到与速度无关的测距公式。EMTDC仿真证明了该故障测距方法的正确性。     

基于多端行波时差的配电网故障定位方法

针对现有配电网故障定位方法存在实现复杂、可靠性不高的问题,提出一种基于多端行波时差的配电网故障定位方法.首先,分析故障行波传输特性,提出一种配电网故障状态表达式.根据多端行波时差和双端行波原理计算故障距离理论值.将理论值代入故障状态表达式,搭建故障搜索矩阵和辅助矩阵,通过分析矩阵元素变化特征和数值状态定位故障线路.然后...     

基于双端弱同步的配电网行波测距方法

将故障后双端初始行波波头到达时间作为双端初始时刻,进而检测后续行波波头的相对时刻,分别将双端在特定的时间内行波波头到达时刻组成时间序列集合。再根据双端时间序列集合的相互映射关系,计算故障点的准确位置。所提方法有效利用了单端测距精度高的特点,解决了单端行波测距波头识别困难的问题,同时避免了双端精确同步对时的要求。利用PSCAD进行仿真,仿真结果表明了该方法测距精度高,具有极强的适应性。