基于等值阻抗相位特征的带并补电抗线路单相自适应重合闸故障识别方法

针对交直流混联系统交流输电线路故障后盲目重合于故障引发直流换相失败的问题,提出一种利用故障相等值阻抗相位特征识别故障性质的单相自适应重合闸方案。瞬时性故障时故障相线路侧等值阻抗主要由对地电容组成,阻抗呈容性且熄弧瞬间阻抗相位变化显著;永久性故障时故障相线路侧的等值阻抗主要由线路自阻抗、对地电容和过渡电阻组成,阻抗呈阻容或阻感特性。因此,以瞬时性故障等效模型为基准模型,采用工频相量快速提取算法计算等值阻抗,利用等值阻抗相位特征差异区分瞬时性故障和永久性故障。大量仿真分析表明,该判别方法适用于带并联电抗器输电线路,可快速识别单相故障性质并确认故障熄弧时刻,减小盲目重合于故障引发换相失败的可能,具有较好的耐过渡电阻能力。     

基于参数识别的单相自适应重合闸研究

在分析带并联电抗器输电线路单相故障特点的基础之上,提出一种利用参数识别原理的单相自适应重合闸永久性故障识别方法。该方法以恢复电压阶段的瞬时性故障p型等效模型为参数辨识模型,将并联电抗器电感和中性点小电抗电感参数作为辨识参数,利用电感参数求解值与真实值的差异来区分永久性故障和瞬时性故障。瞬时性故障情况下,故障模型与求解模型一致,电感求解值与实际值差异很小;永久性故障情况下,故障模型与求解模型不一致,电感求解值与实际值差异明显。该方法判别原理简单可靠,仅利用单端电气量,且不需要长数据窗滤波,理论上不受低频振荡分量的影响。大量ATP仿真表明,该文判别方法能够快速识别永久性故障,能够用于带并联电抗器输电线路的快速单相自适应重合闸。     

带并联电抗器输电线路单相故障性质识别判据

针对带并联电抗器超特高压输电线路,分析了瞬时性故障时低频分量频率基本不受系统阻抗及故障点位置变化的影响,在低频分量频率离线准确计算的前提下,提出采用最小二乘拟合方法快速检测断开相并联电抗器电流低频分量和工频分量幅值实现的单相故障性质识别新判据。瞬时性故障时,低频分量幅值接近或超过工频分量幅值;永久性故障时,低频分量幅值接近0。判别算法仅利用断开相并抗电流,原理简单可靠,且易于实现。大量ATP仿真验证表明,该判据正确有效,能快速实现单相故障性质判别,有望提高单相重合闸动作的成功率。     

带并联电抗器输电线路单相故障性质识别判据

针对带并联电抗器超特高压输电线路,分析了瞬时性故障时低频分量频率基本不受系统阻抗及故障点位置变化的影响,在低频分量频率离线准确计算的前提下,提出采用最小二乘拟合方法快速检测断开相并联电抗器电流低频分量和工频分量幅值实现的单相故障性质识别新判据.瞬时性故障时,低频分量幅值接近或超过工频分量幅值;永久性故障时,低频分量幅值接近0.判别算法仅利用断开相并抗电流,原理简单可靠,且易于实现.大量ATP仿真验证表明,该判据正确有效,能快速实现单相故障性质判别,有望提高单相重合闸动作的成功率.     

基于电压谐波信号分析的单相自适应重合闸

自适应自动重合闸技术具有诸多传统重合闸技术所不具有的优势。经研究提出了一种新型的区分输电线路单相瞬时性故障与永久性故障的方法。当故障发生时，对于不同的故障性质（瞬时性故障或永久性故障），重合闸安装处母线的电压信号在不同时刻所蕴含的谐皮分量有所不同。根据对故障电弧电压信号的具体分析，提出了判别故障性质的奇次谐波能量判据，该判据适用于发生金属性故障或经过渡电阻故障时判故障性质。通过EMTP软件中的TACS功能对电弧故障的大量仿真，验证了该算法的有效性和准确性。且该判据仅利用了电压信号，所以基于此判据的单相自适应合闸是易于实现的。     

带并联电抗器输电线路永久性故障识别新方法

针对带并联电抗器的超高压输电线路,提出一种单相自适应重合闸永久性故障识别的新方法。该方法以瞬时性故障为参考模型,求取并联电抗器故障相电流,采用该求取电流与并联电抗器故障相实际测量电流之差同中性点小电抗器电流幅值比来实现永久性故障的判别。发生瞬时性故障时,故障模型正确,差电流幅值比接近零;发生永久性故障时,故障模型不正确,差电流幅值比远大于零。ATP仿真结果表明,该方法能够准确区分瞬时性故障和永久性故障,判别原理有效,能够可靠地实现超高压输电线路的单相自适应重合闸。     

电压相位特征的线路单相重合闸故障识别判据

针对现有超/特高压交流输电线路单相重合闸存在盲目合闸引发二次冲击的问题,提出一种利用断开相端电压工频分量相位特征的单相自适应重合闸永久性故障识别方法。瞬时性故障时,断开相两侧端电压的电容耦合工频分量同向,电磁感应工频分量反向,两侧端电压的相位差在0°～90°,波形呈正相关;而永久性故障时,断开相两侧端电压工频分量主要由相位相反的电磁感应分量构成,两侧端电压的相位差在90°～180°,波形呈负相关。利用端电压互相关系数反映两侧电压的相位特征以实现单相永久故障判别,同时为了避免误判远端永久性故障为瞬时性故障,引入电压幅值辅助判据。大量仿真计算结果表明,该判别方法能够有效避免低频自振分量的影响,其算法计算量小且判别原理简单、易于整定,具有优异的抗噪性能。     

基于电弧复小波检测的单相自适应重合闸

提出一种单相自适应重合闸的新方案。该方案利用复小波分析来检测电弧产生的谐波,并以此区分输电线路的单相瞬时性故障和永久性故障。故障发生后,对于不同的故障性质,线路首端重合闸安装处的电压谐波含量是不同的。根据电压谐波含量的特征,提出利用复小波相位和幅值的新算法综合判别来快速确定线路的故障性质。该方法可以在熄弧之前进行判断,保障了最佳重合时间。线路故障仿真验证了该算法的有效性和实用性。     

带并联电抗器的超高压输电线单相自适应重合闸的研究

针对带或不带并联电抗器的超高压输电线路，详细地分析了单相故障断开相的恢复电压特性；对有并联电抗器补偿的超高压线路，分析了恢复电压中的工频分量以及由各储能元件形成的低频振荡分量，并对恢复电压的拍频现象进行了深入的研究。针对现有自适应重合闸判据判定效果的不足，提出了利用瞬时性故障消失后的拍频特性来判定故障性质的新方法，解决了现有自适应重合闸判据在超高压线路上的应用缺陷，拓宽了单相自适应重合闸的应用范围和前景。经理论分析和EMTP仿真验证表明，该判别方法准确、有效，能够可靠地实现超高压输电线路上的单相自适应重合闸。     

基于电弧复小波检测的单相自适应重合闸

提出一种单相自适应重合闸的新方案.该方案利用复小波分析来检测电弧产生的谐波,并以此区分输电线路的单相瞬时性故障和永久性故障.故障发生后,对于不同的故障性质,线路首端重合闸安装处的电压谐波含量是不同的.根据电压谐波含量的特征,提出利用复小波相位和幅值的新算法综合判别来快速确定线路的故障性质.该方法可以在熄弧之前进行判断,保障了最佳重合时间.线路故障仿真验证了该算法的有效性和实用性.     

基于恢复电压拍频特性的超高压SPAR优化策略

为弥补当前基于恢复电压阶段单相自适应重合闸(SPAR)故障识别可靠性低的缺陷,有必要探究一种SPAR优化算法,使得断路器在重合前准确识别故障状态,可靠重合于瞬时性故障。通过计算分析中性点小电抗电压和故障相端电压特性,对比两种故障状态下故障相端电压在恢复电压阶段的差异,选取中性点小电抗电压作为基准值,利用故障相端电压理论值与实测值之差比上中性点小电抗电压,考虑到故障相端电压存在拍频振荡误判区,将比值经过一个拍频周期的检测,只有当所有采样点处比值都大于1时,才确定为永久性故障;若检测到某采样点处比值小于1,则确定为瞬时性故障,结束检测,发出合闸指令。EMTP-ATP仿真数据表明,该优化策略可有效判别故障状态,并且不受故障位置和过渡电阻影响。     

微电网故障暂态分析及抑制方法研究

建立了含电感型故障限流器的微电网等效分析模型,通过仿真算例分析了微电网的故障暂态现象,并验证了应用故障限流器抑制微电网故障暂态的方法。针对不同运行模式下发生不同类型、不同地点的故障情况,详细分析了含故障限流器的微电网系统的电压、电流、频率以及功率的故障暂态恢复特性。研究结果表明,安装了电感型故障限流器的微电网系统在发生故障时无论处于何种工况,都能很快地恢复到稳定运行状态,为发展微电网的故障暂态抑制策略提供了一种实际可行的有效方法。     

基于故障产生的电压暂态高频分量的模糊选相新原理

提出一种基于故障分量中的高频分量的故障选相新原理。该原理利用电压故障分量中 的高频成分,提取三相电压以不同相为基准的模变换的频域特征,利用模糊集合对该特征进 行处理以实现故障选相。该原理具有类似行波保护的超高速的特点,但选相并不仅限于利用 行波波头的特征,且不受过渡电阻和故障初始角的影响,对于振荡中发生的故障也能可靠地 选出故障相,具有较强的鲁棒性。用EMTP对某典型500 kV线路的各种故障进行了仿真,取得 了理想的效果。     

基于多判据神经网络的单相自适应重合闸的研究

提出了一种基于多判据神经网络的电力系统单相自适应重合闸优化方案,该方法能够正确进行瞬时故障和永久故障的区分.当瞬时性故障发生时,在短路点电弧熄灭后的恢复电压阶段,断开相各电气量的关系与永久性故障将有本质的不同.在详细分析断开相工频电气量的基础上,用滤波后的采样值通过预处理层构成3种判据,利用神经网络将它们的自适应赋予权值,最后得出正确的结果.经过大量的仿真试验,该方案获得了满意的效果.     

基于风电联络线恢复电压的自适应单相重合闸

首先分析了线路单相接地保护动作后非全相运行时的故障相恢复电压特性及其影响因素,在此基础上研究了风电与常规能源的阻抗特性。在PSCAD中构建了故障相恢复电压模型,仿真研究了故障性质、风机类型、线路布置方式和电压等级对联络线非全相运行时的恢复电压的影响。最后基于电容耦合电压提出了能够可靠地区分瞬时和永久故障的自适应重合策略,仿真结果表明,该策略原理简单,易于实现,耐受过渡电阻能力强,灵敏度高。     

基于暂态能量的输电线路速动保护方案

利用母线杂散电容吸收高频分量的特点,构成了能准确区分区内、区外故障的速动保护方案。对输电线路保护安装处的电压、电流进行模量转换得到模量电压和模量电流,并将模量电压和电流进行Daubechies 4小波变换得到所需频段的低频信息和高频信息,利用这些信息计算得到相应频段的频谱能量,然后得到模量电压和模量电流的暂态特征,将电压和电流的暂态特征综合起来得到故障后的暂态能量,该暂态能量可用来识别故障位置。该保护方案的灵敏度不受过渡电阻、雷击、故障类型、负荷电流、系统运行方式等因素的影响。此外,由于保护的数据窗很短,电压互感器、电流互感器的传变特性对保护的性能没有影响。     

基于电流行波能量和小波变换的输电线路故障选相研究

根据输电线路的故障行波进行故障相的识别,考虑故障时的电压初始相角对行波特性的影响,提出了针对不同电压相角区间的故障识别原理,即对线路故障进行分区讨论。利用小波变换的时频特性提取故障后各相a模电流的行波能量,根据不同故障类型中各相电流行波能量的相对关系确定相应的选相方法和判据。运用PSCAD/EMTDC得到的仿真结果表明,划分不同相角区间的思想和利用电流行波能量的相对关系进行故障选相的方法具有选相迅速、准确的特点,不受故障类型、故障时刻、接地电阻和故障位置等因素的影响,适应性良好。     

随机子空间法在低频振荡分析中的应用

电网规模的日益扩大使得低频振荡成为电力系统稳定运行中备受关注的问题之一,文中将随机子空间法应用于电力系统低频振荡模式辨识.以状态空间模型为基础,通过随机子空间辨识得到系统的状态矩阵,由其特征值可求得信号的频率和阻尼比,再由最小二乘法可得到各分量的幅值和相角.通过一合成信号验证了算法的正确性,再利用四机两区系统的仿真数据...     

带并联电抗器的超高压输电线路单相故障性质识别新判据

根据带并联电抗器的超高压输电线路发生瞬时性和永久性单相短路故障时,故障相恢复电压周期性不同特点,提出了通过将间隔半个工频周期的恢复电压瞬时值相加消除工频分量,并应用Prony曲线拟合算法获取瞬时性故障时恢复电压自由衰减分量的幅值的方法。应用获得的自由衰减分量幅值区分故障类型。理论分析和仿真实验表明该判据具有较高的可靠性和灵敏度。     

新型同杆双回线自适应重合闸方案研究

提出了新的可用于同杆并架双回线的自适应重合闸方案,并在此基础上给出了新的同杆并架双回线保护配置方案。对于带并联补偿电抗器的输电线路发生瞬时性故障后断开相电压存在拍频现象,电压频率基本为低频分量;发生永久性故障后,断开相电压主要为健全相感应电压,为工频分量。对故障相恢复电压进行步长为20ms的差分,瞬时性故障时差分后的电压幅值较大,而永久性故障差分后电压幅值基本为零。通过比较差分电压的幅值,能很好地区分瞬时和永久性故障。另外,从可靠性出发,提出了幅值判据和相位判据相结合的方案,综合利用了幅值判据和相位判据的优势。新的幅值和相位相结合的判据,能够很好地适用于不带并联电抗器的线路,一端或者两端带并联电抗器的线路。大量EMTP和RTDS数字仿真实验表明该方案具有很强的可行性和工程应用价值。