基于小波的继电保护装置电磁干扰软件防护快速算法研究

基于Mallat分解的小波变换方法能可靠地检测出电力波形中的奇异点,但不适合于实际工程应用。提出了基于S变换的改进的快速算法,即对AD采样点进行前向差分。对于正常的正弦采样信号,点与点之间的采样点值相差较小,所以差分值也较小;而对于奇异信号,在奇异点附近AD采样值有突变,所以差分值较大。因此,选择合适的差分门槛值就可以检测出信号中的奇异点。分析奇异点附近差分值的正负特性可以检测出该奇异点是正常的故障信号或是受干扰信号。最后,通过对典型波形的仿真计算和实际的电磁兼容性试验,验证了该软件抗干扰措施能显著提高数字式继电保护装置运行的稳定性。     

基于波形系数方程识别智能变电站采样值数据失效的方法研究

通过分析智能变电站异常失效数据及电力系统故障时数据的区别,提出了一种基于波形系数方程识别智能变电站采样值数据失效的方法。通过建立故障时保护模型,选取对应保护的波形系数方程,依据波形系数方程计算的数值选取不同的阈值可快速闭锁相应差动、距离及零序保护,从而躲过电子互感器异常时造成的波形畸变。通过RTDS建立典型750k V输电线路模型进行故障数据的仿真验证,仿真验证结果表明波形系数方程识别方法可以有效识别正常故障数据,并以某次实际发生的设备异常后的数据为例验证了波形系数方程识别方法的有效性。     

适用于受端检测的自适应累积量故障检测法

为解决自适应累积量故障检测法在线路受端检测故障失败的问题,提出了一种适用于线路受端检测的自适应累积量故障检测方法.利用实时计算的电流相量作为门槛值,将采样点的瞬时值与门槛值的差值作为第一个输出指数,同时将采样点之前半个周期计算的电流相量值与门槛值的差值作为第2个输出指数,通过判断连续3个输出指数的大小判断故障是否发生.理论分析和仿真结果表明,该方法应用于故障检测时有效地解决了受端检测故障失败的问题,快速且安全可靠,同时,不受线路负荷、过渡电阻、故障时刻等因素的影响.     

母线差动保护区外转区内故障再动作判据

文中根据故障时母线差动保护制动电流突变大的特点提出了保护启动判别方案,在启动之后保护连续判断3个差流采样点的幅值是否变化的特征,确定故障是区内故障或区外故障。判为区内故障时,开放差动保护,判为区外故障时,闭锁差动保护。考虑到由区外故障转换为区内故障时差动保护能够可靠动作,保护判为区外故障后需要投入差动保护的再动作判别;提出了2种基于差动电流采样值的差动保护区外转区内故障再动作方案。一种是基于差动电流采样值的再动作方案;另一种是将差动电流采样值差分处理后的差分再动作方案。     

基于复合波形识别算法的“飞点”检测和还原方案研究

智能变电站以全站信息的数字化为基本要求,利用数字采样代替传统的模拟采样,采样装置数量大大增加。站域保护对数字采样的可靠性提出了更高要求,而SV(采样值)中存在大幅值"飞点"(数据异常点)是引起保护误动的主要原因。在深入研究"飞点"产生原因及其特征的基础上,提出一种基于复合波形识别算法的"飞点"检测和还原方案:采用基于积分型波形对称法和导数型波形识别法的复合波形识别算法,利用标准正弦波窗的概念,能迅速、准确地识别"飞点"数据。另外,根据正弦恢复算法可对"飞点"数据进行修复,无需闭锁判据即可保证保护的可靠性。通过建立PSCAD仿真模型,模拟单个"飞点"和连续"飞点"的正常运行和短路故障时波形,验证了所提"飞点"识别及修复方案的可靠性。仿真结果证明,保护装置动作正常,不会发生误动、拒动。     

智能变电站异常数据识别及恢复方法

由于外界环境的干扰和自身设备的不稳定,智能变电站二次系统中可能会出现一点或多点的异常数据。提出了一种可对此异常数据进行识别并恢复的方法。通过分析电网电流正常采样值数据的特征,得出采样值数据所应满足的约束条件。根据实际采样值与此约束条件的一致程度来判断其是否为异常数据,并按照约束条件对异常数据进行恢复。仿真实验表明,本方法可对异常数据进行有效识别,且恢复效果良好。     

超高次谐波的合并等间隔采样方法

随着电力系统的电力电子化程度不断加深,电力系统电压、电流信号中的超高次谐波成分持续增加。超高次谐波测量频域宽、幅值小且波动性大,传统谐波实时监测设备难以满足需求。文中对现有的典型超高次谐波检测采样方法(全采样、等间隔采样、首末两周期采样)进行了理论推导,比较其在幅值波动情况下的误差大小。在此基础上,提出了一种合并等间隔采样方法,结合波形特点对采样后的数据进行重组,在保证精度的同时有效降低了数据存储量。最后,通过案例对上述采样方法进行了验证。     

基于相关度的发电机采样值差动保护

提出利用发电机机端和中性点侧电流的采样值波形的相关度来区分内部相间故障和外部故障。分析了数据窗的长度，两侧电流的幅值、相位，以及采样的同步对相关度的影响。利用短数据窗来连续计算相关度，并根据多点相关度的情况可以清楚地区分内部相间和外部故障。提出了基于相关度的发电机采样值完全纵差保护新判据，理论分析和仿真验证了该判据能够快速、可靠地切除内部故障；外部故障时，即使电流互感器严重饱和也不会误动。基于这种方法的判据能够在小于1／4周期内可靠动作，且不受频率偏移的影响。     

一种浪涌电流的飞点检测算法

电力系统中普遍存在的浪涌冲击会导致继电保护设备采样中出现飞点数据,继而引发保护设备误动作。常规的飞点检测算法主要适用于智能变电站SV(采样值)模式,对于1.2 kHz采样率、采样回路有RC低通的模式,无法可靠识别该类飞点波形。对浪涌电流的不同异常波形及故障波形进行仿真分析,提出了一种新的飞点检测算法。该算法既能可靠识别浪涌电流的飞点特征,避免飞点干扰造成继电保护设备误动作,又能在发生故障时可靠快速开放继电保护设备正确动作。     

智能变电站中自适应同步的母线保护方案研究

采用电子式互感器母线保护的可靠性依赖于采样值同步,论述了目前智能变电站中母线保护采用的采样值同步方案。在同步标异常时,研究了合并单元自由采样的非精确同步方法及母线保护可以实现的最大同步误差,针对电子式互感器的应用,提出了优化母线保护原理和调整采样值差动关键参数的思路,分析最大同步误差对采样值差动原理母线保护的影响。在同步标正常和异常之间自适应切换同步方法和调整采样值差动保护原理及关键参数,保证母线保护采样值差动的选择性和可靠性要求,通过仿真分析了非精确同步时的动作行为。采用浮动门槛的方法,避免最大同步误差引起的不平衡电流越限闭锁,最终达到在同步标异常时母线差动保护不退出运行,提高了母线保护在智能变电站中应用的适应能力。     

基于递推FFT算法与不间断采样的电力谐波分析

提出了递推FFT算法,对标准FFT算法结构进行了改进,使其运算由集中变为不等量地分配在采样间隔内进行,在采样频率较高、采样窗口较长的情况下,仍可实现对被测信号的不间断采样与FFT分析。采用PLL(锁相环)来实现采样窗口与被测信号周期的同步。采用高速DSPTMS320C32-60执行递推FFT算法,得出了实际运行时间的结果,为被测信号不间断采样分析的实现提供了应用依据。     

基于电压突变量的差动保护同步方法研究

随着基于无线通道的配网差动保护被引入配电网,需要解决的关键技术之一即是两端故障数据的同步问题。基于保护启动时刻电压突变量的同步方法可以在不增加额外设备的情况下实现数据同步,但对该方法的同步精度和适用范围尚缺乏必要的理论分析和验证。通过叠加原理研究了多相故障情况下基于电压突变量的差动保护同步原理,并进一步分析了故障启动门槛、采样频率、故障初始角、谐波和各侧装置采样时刻不同对同步误差的影响,并进行了相关模拟仿真测试。结果表明,取5%的电压额定值作为启动门槛,采用每周波240点采样,能确保各侧装置在线路多相故障时启动时刻的同步误差小于30°,从而满足配网差动保护的同步要求。     

自适应采样值差动在变压器保护中的应用

在简要介绍基于采样值差动的变压器保护的基础上,重点分析了采样值差动的灵敏度和可靠性问题,并提出了自适应的采样值差动保护。动模实验数据表明,自适应采样值差动可有效地将变压器制动特性与励磁涌流的鉴别结合起来,并具有较高的灵敏度。     

数字化变电站采样值报文非整周期采样误差分析及其补偿算法研究

数字化变电站采样值报文由于采样率低,非整周期采样现象相对于传统变电站更为明显,由此造成的频谱泄露和栅栏效应更为严重。文章从幅值误差和相位误差两个角度,通过精确的数学推导,分析了不同采样点数、不同电网频率下的傅里叶变换误差。找出了最优起始相位角的选取方法,并给出了减小误差的补偿算法,显著提高了分析精度。     

多采样率信号处理在数字化变电站差动保护中的应用

数字化变电站中,差动保护各分支电子式电流互感器(ECT)的采样频率不完全相同时,需要将原各分支ECT的输出数据转换为同一采样频率.文中研究了多采样率信号处理算法和采样数据频率转换对差动保护差电流的影响,通过将信号的抽取和插值环节级联,可以实现任意分数倍采样频率转换.采用基于切比雪夫逼近原理的等波纹设计方法进行低通滤波器设计,与多采样率信号处理算法配合使用,减小了频率混叠造成的误差,从而在ECT应用环境下,将任意不同采样频率的分支电流统一到相同的采样基准下,实现了测量环节与智能电子设备的无缝连接.仿真试验验证了所提出方法的可行性和有效性.     

基于GPS对时的分散采样差动保护同步测试方法研究

阐述了线路差动保护和智能变电站中各类分散采样的差动保护产生同步问题的原因,说明了差动保护在工程现场进行采样同步测试的必要性。重点提出了基于GPS精确对时的差动保护采样同步性远程测试的方法及其具体实现方式,分析了该同步测试方法误差特性及产生原因。最终给出了500 kV智能变电站线路和主变差动保护的测试实例,验证了该方法应用的可行性。     

采样信号与开关量在Wi-Fi模块下的混合编码传输

嵌入式Wi-Fi模块HLK-RM04高速率传输常出现少量数据丢失的问题,从而给基于该模块传输采样信号与开关量的应用带来了严重的问题,为此,本文提出了一种采样信号与开关量在Wi-Fi模块下的混合编码传输新方法。该方法在进行数据组帧时,利用采样信号有效位数小于实际传输字节位数的特点,将数字开关量以及每个采样值的识别码分散植入采样信号传输字节的冗余位中,从而使得接收端可以通过对数据帧中传输字节冗余位的解译,剔除因数据传输丢失导致的不完整采样数据并根据简单的数据统计与阈值判决识别开关量。实验表明,与传统采用固定位置编码组帧的方法相比,本文提出的混编方法在没有加大数据传输量的前提下,可有效避免由于Wi-Fi模块少量数据丢失而给采样信号传输带来的采样值不完整、采样数据错位组合等严重问题,同时也避免了开关量的错误识别问题。     

基于过采样相电流重构相位误差抑制方法

传统永磁同步电机相电流重构技术在每个PWM周期内由于不同相电流采样的不同步性,会产生采样相位误差,进而对电机整体控制性能产生不利影响。在分析上述相位误差的基础上,基于传统直流母线采样方法提出了一种电流过采样策略。通过在每个PWM周期的对称采样点分别进行一次采样并取均值的方式得到该控制周期内的相电流信息,同时利用一阶保持器估计电流控制点处的电流以消除采样相位误差。实验结果证明所提出的方法能够提高相电流重构精度,具有较好的降低相电流重构技术采样相位误差效果。     

一种基于准均匀采样的电力谐波分析方法

针对电力谐波的准同步加窗分析法存在所用信号周期多、计算复杂和谐波泄漏分布不均匀等问题,基于准均匀采样提出了一种仅需1个信号周期特别适于单片机快速、准确实现的电力谐波分析方法。准均匀采样的时间离散误差不随连续采样而积累,在1个信号周期内取2的整数次幂个同步采样点,直接采用FFT算法即可实现谐波分析。基于信号的基波近似,并假设信号采样时的时间离散误差和幅值量化误差均服从均匀分布,对采用准均匀采样的电力谐波估计误差进行了分析。给出了基于准均匀采样电力谐波分析的算法和具体实现流程,流程中通过长整型变量对采样时间进行精确控制,算法简单高效。最后对准均匀采样谐波分析算法进行了仿真,结果表明基于通用单片机即可实现电力谐波的快速、准确分析。     

应用两端电流采样值二维空间映射分布特征的线路纵联保护

针对传统纵联保护在区外故障伴随电流互感器饱和时发生误动作的问题,提出一种基于线路两端电流采样值映射于二维空间分布特征差异的线路纵联保护新方案。该方案以线路两端电流采样点(母线指向线路为正方向)为坐标点映射于二维空间,在线路正常运行和外部故障工况下,映射点位于二维平面坐标系的第二、四象限;而内部故障工况下,映射点位于平面坐标系的第一、三象限。仿真和动模试验结果表明,所提方案能快速有效识别输电线路中出现的各类故障,对伴随电流互感器饱和及异常数据的故障也能正确识别。