基于故障类型的故障分量提取算法

提出了一种基于故障类型的故障分量提取算法,适用于中性点接地的高压系统。其原理是根据选相结果,先计算出保护安装处的负序及零序故障分量,然后根据故障类型特征计算出保护安装处的正序故障分量,最后按照对称分量理论,将各序故障分量合成得到故障相的故障分量。该算法弥补了目前方法由于只能获取故障发生最初短时的故障分量、只能用于快速保护的缺陷,采用该算法可以求得故障发生后任何时刻的故障分量,从而将故障分量引入后备保护。     

关于故障分量概念的讨论

近年来,基于故障分量的保护得到了广泛的应用。但大量的文献多是从应用角度讨论故障分量、工频变化量、正序故障分量、负序故障分量、零序故障分量、暂态故障分量、突变量等概念。该文给出了这些概念的严格定义,并且讨论了它们的特征。概念的定义、特征的讨论,有助于理解这些概念,有助于提高基于故障分量保护的研究和运行水平。     

考虑短路及断线故障的有源配电网保护

分布式电源大量接入和极端灾害导致的复杂故障形态,使得有源配电网保护面临新的挑战.基于分析不同故障类型区内外故障时电压故障分量的特征差异,提出一种基于电压故障分量比较的保护新方法.所提方法利用电压故障分量推算公式以及实测的线路一端的电压故障分量、电流故障分量求取线路另一端的电压故障分量,将推算得到的电压故障分量与实测的电压故障分量求比得到电压故障分量比值,再利用电压故障分量比值识别线路内外部故障,从而能够兼顾有源配电网在短路故障、断线故障等不同故障场景下的保护需求,且具有不受不可测分支影响、不受分布式电源渗透率影响、耐受过渡电阻能力强等优点.     

TCSC动态基频阻抗对故障分量保护的影响

分析了TCSC 对故障分量保护包括负(零)序功率方向保护、工频故障分量距离保护及工频 故障分量方向保护的影响,认为：与常规串联补偿线路上的保护相比,在TCSC线路上故障分 量保护的性能不会降低。     

基于首行波主频分量的柔性直流输电线路单端量行波保护EI北大核心CSCD

基于传统柔性直流输电线路行波保护存在耐过渡电阻能力不足,保护整定缺乏依据的问题。该文首先分析区内、外故障保护安装处首行波频率分量的衰减特征,揭示区内故障首行波频率分量衰减规律,区内、外故障首行波频率分量衰减差异性。然后,深入分析保护安装处故障首行波解析式,增强高频分量在能量计算中的影响,构造出能够反映故障位置和线路边界衰减特性的首行波主频分量。首行波主频分量解析式表明主频分量随故障距离增加而减小,区内、外故障首行波主频分量存在显著差异。在此基础上,提出一种基于首行波主频分量衰减特征的单端量行波保护方法,该方法充分利用了首行波全频段信息,原理上不受过渡电阻的影响且主频分量解析式也为保护阈值整定提供了理论依据。仿真结果表明所提保护方案能够快速准确识别区内、外故障,首行波主频分量能有效反映故障位置,整定简单易行,耐过渡电阻能力较强,在不同网络拓扑结构下具有较强的适应性。     

关于故障分量概念的讨论

近年来,基于故障分量的保护得到了广泛的应用.但大量的文献多是从应用角度讨论故障分量、工频变化量、正序故障分量、负序故障分量、零序故障分量、暂态故障分量、突变量等概念.该文给出了这些概念的严格定义,并且讨论了它们的特征.概念的定义、特征的讨论,有助于理解这些概念,有助于提高基于故障分量保护的研究和运行水平.     

适用于发展性故障的故障分量提取算法

提出了适用于发展性故障的故障分量提取算法。该算法首先计算发展性故障发生前保护安装处的故障分量,再根据发展性故障发生前保护安装处的电流和获取的故障分量求得非故障状态网络中的支路电流;发生发展性故障后,利用保护安装处的全电流减去求得的支路电流得到发展性故障后的故障分量电流。该算法不受电网参数波动和负荷变化的影响。在IEEE 9节点系统模型基础上,BPA仿真验证了算法的正确性。     

故障分量差动保护与故障变化量差动保护

故障分量已在继电保护中得到广泛应用,但通常只在故障后很短时间内有效。文中着重研究了在差动保护条件下,用2个周期以后的电量减去故障前2个周期的电量所得的差值代替故障分量,并以此构成差动保护的动作判据时保护的动作性能。结果表明,差动保护能保证区外故障时不会误动,但对区内故障,灵敏度会逐渐降低。为与故障分量有所区别,文中将这种分量称为故障变化量。此外,还对原来基于故障分量的相关差动原理改用故障变化量后的性能和遇到的问题进行了研究,提出了改进方案。     

特高压直流输电线路电压突变量保护优化

特高压工程的直流输电线路接地故障试验发现运行阀组数目较多的一极直流输电线路发生接地故障时,另外一极的电压突变量保护可能会发生误动。为了解决此问题,文中首先指出故障行波共模分量的传输速率要小于差模分量的传输速率,共模分量和差模分量到达保护测点处存在一个时间差。其次,分析出电压突变量保护误动的原因是共模分量和差模分量到达保护测点处的时间差大于电压突变量保护的时间定值。接着,提出将共模分量的极性作为识别故障极的判据并据此改进了电压突变量保护。最后,搭建了特高压直流输电实时数字仿真模型,验证了分析结果和改进方法的正确性。     

基于故障分量虚拟阻抗的线路差动保护原理

针对传统纵联保护的不足,提出了一种基于故障分量虚拟阻抗的线路差动保护原理。考虑分布参数的影响,利用线路两端故障分量推导线路中任意点处的电压、电流故障序分量,并将二者之比定义为虚拟阻抗。取线路中点处各序的电流故障分量和虚拟阻抗构成保护判据,识别各种类型的故障。仿真结果表明,该判据能准确识别各种类型的故障,灵敏度和可靠性较高,且不受故障位置、过渡电阻、负荷电流、分布电容及信息同步的影响。     

一种简单的频率实时跟踪算法

提出了一种简单的频率实时跟踪算法,只需将信号通过低通滤波器得到基波分量,然后对基波分量进行简单的数学运算即可实现频率的实时跟踪.该方法计算简单,精度高,跟踪速度快,仿真和实验结果表明了该方法的可行性和有效性.     

一种能滤去衰减直流分量的改进全波傅氏算法

全波傅氏算法是基于采样信号不含衰减直流量推导出来的，对衰减直流分量的滤除不明显，提出一种改进的算法，通过增加两个采样点，计算并消去由直流衰减分量通过全波傅氏算法计算得到的值，使新算法对直流分量的滤波效果得到大大改善，理论上可以消除任意衰减时间常数的直流分量对所求各次谐波分量的影响，仿真试验表明，该算法消除直流衰减分量的能力强，计算量小，具有实际应用前景。     

基于调制电磁脉冲场的主动电磁探测研究

在车辆检测中,主动电磁探测因其性能受环境干扰影响小而越来越受重视。但是主动电磁探测常采用连续波工作,车辆的反射信号与直耦信号叠加在一起,使得检测算法非常复杂。为了大幅度简化检测算法,提出了一种调制电磁脉冲场方法。本系统包括一个磁偶极子发射天线和一个接收线圈,发射天线持续地辐射经正弦信号调制的且极性周期性改变的脉冲信号,这样就产生了一个具有低频成分的发射电磁场。如果目标存在,在接收电磁场的脉冲间隔内,就会出现目标的涡流二次场。连续地在接收电磁场的脉冲间隔内采样并做谱,如果出现此低频成分,则表示目标存在。     

一种面向心电信号处理的奇异谱分析改进算法

心电图(ECG)作为人体的关键生理信号被广泛应用于医疗领域,但在采集过程中心电信号容易受到噪声干扰而影响 信号质量。为此,设计了一种奇异谱分析(SSA)的改进算法用于心电信号降噪处理。奇异谱分析改建算法是在 SSA中的主 元重组(grouping)阶段引入逻辑回归(LR) 算法,将主元重组方式改进为自动重组,实现面向心电信号的 SSA 自监督降噪处 理。使用基于 AD620 的心电信号采集装置,构建53条心电信号测试集进行验证,使用奇异谱分析的改进算法,主元自动选择 的准确性为98.68%,重构的心电信号信噪比(SNR)由10.43 dB平均提高到20.17 dB,能够有效提取出清晰的PQRST 波,使 其在医疗领域心电信号检测与降噪方面具有很好的实用化前景。     

利用CVT二次信号的频域行波故障测距方法

当输入信号为电容式电压互感器(CVT)二次信号时,现有的时域行波故障测距方法的计算结果不准确.提出从频域上进行故障距离计算的解决方法,分析了CVT的暂态响应特性及其对故障行波频谱的影响,推导了采用故障行渡频率主成分计算故障距离的公式.对单相高阻接地故障下的行波频谱进行了专门讨论,并研究了利用多信号分类(MUSIC)算法等谱估计方法精确提取频率主成分的可行性.     

基于Fast-ICA和对称正交化的谐波检测

提出一种基于Fast-ICA和对称正交化的电能质量谐波检测方法。在简要介绍独立成分分析方法的基础上,把多次谐波信号看作多个独立成分的线性组合,采用基于负熵极大独立性准则的Fast-ICA算法实现一个独立成分的估计。再利用对称正交化方法实现多个独立成分的并行估计,分别分离出基波信号、各次谐波信号和噪声信号,以实现对谐波的检测。仿真结果表明,该方法可较准确地检测出各次谐波成分的频率和幅值且对噪声不敏感,与基于渐进正交化的Fast-ICA算法相比,该方法具有更高的检测精度和更快的收敛速度。     

双零序分量注入的六相载波脉宽调制技术

针对常规六相正弦脉宽调制(PWM)算法直流电压利用率低的问题,研究了一种基于双零序信号注入的六相载波脉宽调制算法。该算法通过在正弦调制波中注入一定双零序分量来提高六相逆变器的控制性能。分析了该算法双零序分量变化范围以及直流电压利用率的提升原理,给出了3种具有不同输出特性的双零序注入方法。通过对均值零序注入法进行仿真可以看出,该算法能增大直流电压利用率,改善系统运行特性,验证了该PWM算法的有效性和可行性。     

基于参数优化VMD的呼吸波提取

针对目前呼吸波提取准确率不高的问题,提出一种从光电容积脉搏波（PPG）信号中提取呼吸波的改进方法。在MIMIC数据库获取十组脉搏和呼吸信号。利用遗传变异粒子群参数优化的变分模态分解（VMD）算法对同一时段光电容积脉搏信号进行分解,得到本征模函数（IMF）,选择相关系数大于0.3的IMF分量重构呼吸信号,并将重构呼吸信号与原始呼吸信号进行比较。实验结果表明,呼吸速率的平均准确率为0.95,波形相关系数（RCC）的平均值为0.9451,均方根误差（RMSE）的平均值为2.0110,该算法提取呼吸波呼吸速率相比于EMD、EEMD算法提高了5%和3%,RCC提高了19.96和13.17%,准确性更高。同时该算法克服了VMD算法在分解时惩罚因子和分解层数选取的不确定性。这对临床实践具有重要意义。     

基于参数优化VMD和TET的柔直线路单端故障测距方法

单端行波故障测距方法在考虑频变波速影响时需要提取故障行波时频域特征,但现有方法存在时频分辨率较低、波头识别困难和波速计算不准确的问题。为此,提出一种基于参数优化变分模态分解(variationalmode decomposition, VMD)和瞬态提取变换(transient extraction transform, TET)的单端故障定位方法。首先,利用麻雀搜索算法(sparrow search algorithm, SSA)优化VMD参数,提取含有故障特征的高频模态分量。然后,对该模态分量进行瞬态提取变换,通过去除短时傅里叶变换中模糊的时频能量,保留与信号瞬态特征密切相关的时频信息,得到故障行波时频域全波形。最后,在故障行波全波形中提取主频分量并标定初始波头与第二反射波头,通过计算主频分量下的波速度,结合行波定位方法实现单端故障测距。在PSCAD/EMTDC中搭建四端柔性直流电网的仿真结果表明,所提算法对过渡电阻和噪声具有较强的耐受性,即使在较低采样率下也能实现准确的故障定位。     

弧光故障信号的频谱分布及R/S分析

利用R/S方法研究了输电线路弧光接地故障采样信号的频谱分布规律及分形维数的特点。其频谱分布在某种程度上定性反映了采样信号所对应的弧光接地故障位置的变化 ,故障信号波形的分形维数是采样信号所对应的弧光接地故障位置的定量表达 ,且与其频谱分布相关性很强。滤除基波后的故障信号波形的分形维数与线路的故障位置近似呈二次曲线关系。弧光故障信号频谱分布及R/S分析在输电线路弧光接地保护和位置估计方面应用潜力很大。