基于虚拟电感与限流器的柔性直流电网故障隔离方法

基于模块化多电平换流器（Modular Multilevel Converters,MMC）的柔性直流电网能够支持大规模可再生能源的高效接入与可靠送出。为解决柔性直流电网发生双极性短路故障后短路电流上升速度快、峰值大的问题,文章提出了一种基于虚拟电感与限流器的柔性直流电网故障隔离方法。首先,在分析双极性短路故障电流特性基础上,基于虚拟电感限流控制实时改变换流器调制系数,控制MMC投入运行子模块数量,进而降低换流器出口电压,限制短路电流上升速率;然后,当故障电流到达限流器的动作阈值时,通过限流器支路换流与直流断路器（Direct Current Circuit Breaker,DCCB）协调配合抑制故障电流并隔离故障;最后,基于PSCAD/EMTDC电磁仿真平台建立三端柔性直流电网仿真模型,对双极性短路故障进行仿真分析。结果表明,文章所提方法可以快速有效地隔离柔性直流电网双极性短路故障,在直流断路器开断之前能够显著降低故障电流峰值,缩短故障隔离时间,并减小换流器闭锁风险,提高柔性直流电网运行的安全稳定性。     

基于灰色综合关联度的柔性直流配电网故障定位

为解决柔性直流配电网对故障定位的准确性和快速性要求高的问题,提出一种基于灰色综合关联度的柔性直流配电网故障定位方法。利用灰色综合关联度分析线路首末线模行波差动电流波形的相似性,通过求解最佳时移来实现故障定位。在Matlab/Simulink中搭建六端柔性直流配电网模型进行仿真验证,结果表明该方法可完成全线各类故障的迅速准确定位,并有一定的抗过渡电阻能力,适用于采样频率较低的情况,具有较高的可靠性。     

基于状态坐标分析的高压直流输电线路保护方案

针对现有高压直流输电线路保护可靠性偏低的问题,提出了一种基于状态坐标分析的高压直流输电线路保护方案。在直流线路电流和电压的坐标系中,定义以直流线路2端的电压值和电流值为坐标的点为状态坐标,通过对直流线路故障后状态坐标变化的分析发现,直流线路区内和区外故障后2端状态坐标的变化具有明显的差异,据此构建直流输电线路的保护判据。通过PSCAD仿真验证,结果表明,所提的保护方案具有可靠性高、易于整定和耐受过渡电阻能力强等诸多优点。     

基于暂态方向的小电流接地故障多级保护技术

为快速隔离小电流接地系统中发生的单相接地故障,提出一种小电流接地故障暂态方向多级保护技术,利用馈线终端FTU实时获取故障信息并采用暂态无功功率算法检测接地故障方向,通过多级保护隔离故障区段,由馈线终端单独完成,不依赖主站及通信。ATP仿真和现场试验表明,该技术能有选择性地就近隔离小电流接地故障,与电压—时间型等就地型技术相比,线路开关动作次数少、故障隔离快、可靠性高。     

含分布式电源的合环配电网保护策略

为充分发挥含分布式电源（distributed generation,DG）合环运行配电网高可靠性和促进新能源消纳等优势,研究了其继电保护策略。分析了解环定时限过流保护和方向定时限过流保护原理和动作特性,基于投资经济、有效隔离故障原则,提出了一种针对含DG合环配电网的纵联过流保护策略,并给出了纵联通信方式的选择方法。仿真分析了所提策略应用的保护动作和故障隔离情况,验证了其有效性。结果表明：纵联过流保护策略无需上下游保护间的动作时限配合,可在很短时间内隔离合环配电网任一处故障,且隔离范围小,至多损失一条母线负荷,不切除DG,有效提升了合环配电网供电可靠性和DG利用率。     

基于全电流方向特征的低压配电网故障定位方法研究及分析

大量柔性负荷接入低压配电网,使配电网潮流分布变得复杂,信号畸变严重,过流特征微弱,故障特征不明显,基于工频信号的故障定位方案不再适用。文章首先利用电流全波有效值和故障电流相位改进了故障判据,构造了新的适应度函数表达式,然后搭建了面向低压配电网的区段故障定位分层降维分析模型,最终得到了基于全电流方向特征的低压配电网故障定位方法,并进行了仿真验证。结果表明该方法能够快速准确识别判定故障信息,不受畸变信息干扰。     

基于电流变化的环状直流配电网故障定位方法

针对现有故障测距方法无法同时对单极接地故障和极间故障进行定位,以及利用电容放电阶段进行故障定位时忽略了多端换流站都会对故障点注入电流等问题,提出一种利用故障线路上的全电流分量对多端柔性直流配电网进行故障定位的方法.通过联立与故障点相邻两网孔的电压方程,从算法上解决了过渡电阻对求解故障位置的影响.在simulink中搭建...     

HVDC换流器故障隔离及重启策略优化

针对某特高压直流工程换流器故障隔离及重启耗时长、停电范围大、造成功率损失等问题,在分析故障机理的基础上,提出了一种优化后的故障隔离及重启策略。优化了换流器保护区域,改进换流器保护区域的连接方式,并增设快速断路器加速故障隔离及重启过程;优化故障隔离及重启策略,利用换流器移相控制策略快速限流,利用快速断路器动作缩小故障隔离范围,避免极隔离、极重启和大规模切机、切负荷的发生。仿真验证表明,优化后的故障隔离及重启策略总耗时低于0.5 s,仅隔离故障换流器,保证了健全部分持续传输功率,显著提升了特高压直流输电的可靠性和经济性。     

某海上风电场220 kV海缆线路单相接地故障分析

以某海上风电场实际发生的一起220 kV海缆线路单相接地故障为例，分析了故障发生时该海上风电场陆上集控中心端及海上升压站端的故障电压、故障电流波形及特性。分析结果表明：相较于陆上集控中心端，海上升压站端为弱馈电源端；由于海上升压站端的正序等值阻抗、负序等值阻抗远大于零序等值阻抗，当海缆线路发生单相接地故障时，海上升压站端流过的故障电流主要为零序分量，使故障电流的三相电流幅值、相位近似一致，与传统接地故障象征有明显差别。研究结果可为海上风电场220 kV海缆线路安全稳定运行，以及海缆线路继电保护正确选相及可靠动作提供有益指导。     

基于参数辨识的配电网相间永久性故障识别方法

为了避免配电线路相间故障跳闸后自动重合闸盲目重合于永久性故障带来的危害,提出了一种基于参数辨识的配电网相间永久性故障的识别方法.该方法在配电线路相间故障三相跳闸后,依次对停电线路的3个相间回路主动施加低频电压扰动信号,利用激励侧的电流和电压信息建立相间回路的参数方程,采用参数辨识的思想进行相间回路状态的甄别.以无故障相...     

不同电压等级部分耦合输电线路故障测距

针对两条输电线路电压等级不同、参数不对称的情况,首先利用采样值计算得到故障前后线路两端的电压、电流突变量,利用单回线的传统对称分量法解耦成序电压、序电流,从母线两端分别推算出耦合部分线路的两端电压、电流,然后利用新的六序分量法,将得到的电压、电流解耦成新的六序分量,最后采用输电线路双端测距方法,即利用从两端计算出故障点处电压相等的性质,获得故障测距公式,从而进行故障测距。仿真结果表明,该算法与故障点过渡电阻、故障类型以及系统的运行方式无关,可解决不同电压等级部分耦合输电线路的故障测距问题。     

基于双端同步响应的高压输电线路故障定位方法

随着我国综合实力的提升,电力系统向着高电压、大容量的方向发展。针对高压输电线路发生短路故障后需及时确定故障位置的问题,提出一种基于线路双端同步响应的故障定位方法。通过研究高压输电线路发生短路故障后的线路双端响应特性,推导出本文基于双端同步响应的故障定位法。利用广域测量系统（WAMS）提取线路线端关键响应信息,以筛选故障支路、排除可能存在的线路双端响应相同的伪故障区域,实现输电线路的准确定位。在NEW ENGLAND 10机39节点系统中进行仿真测试及实例验证,结果表明所提方法能有效排除伪故障区域实现故障定位,是一种准确有效的故障定位方法。     

基于傅里叶变换与最大关联距离相结合的配电网故障选线新方法

针对现有配电网故障选线准确率与可靠性均偏低的问题,提出了一种基于傅里叶变换与关联距离相结合的故障选线新方法。当发生单相接地故障时,利用快速傅里叶变换（fast fourier transformation,FFT）提取暂态零序电流第2个周期内的稳态工频分量,反演后得到暂态零序电流的整体工频分量;剔除暂态零序电流中工频分量后得到非工频自由振荡分量,在此基础上,利用非工频自由振荡分量构建基于关联距离的故障选线新判据;将具备最大关联距离所对应的线路判定为故障线路,与此同时,将其他线路判定为健全线路。仿真结果表明,该方法不受故障电阻、故障相角与故障位置的影响,同时还可抵抗噪声干扰,具有较强的鲁棒性。     

基于故障录波的高压配电网混合线路阻抗测距实用化研究

通过结合故障录波数据和高压配电线路架空、电缆分布参数及其阻抗参数,并对阻抗法加以改进从而实现实用化。利用基于小波变换及突变量法相结合提取故障特征时刻并选出故障线路,获取故障电压和电流数据,进而针对不同故障情况对微机故障测距原理进行变换定位故障点位置。经验证表明,该方法能够较为精确地定位故障区域,极大地改善目前输电线路故障点查找定位的现状,并且精度满足现场运行检修要求,有较强的实用性。     

基于暂态零模电流的配电网故障定位新算法

分析了配电网暂态零模电流的分布情况,引入了相关性理论,根据故障线路的暂态零模电流有效值最大且与非故障线路的内积小于0,故障点两侧的暂态零模电流极性相反,波形差异大,相关系数小于阀值且接近0的特征,利用暂态零模电流进行配电网故障选线、定位,给出了故障定位步骤。MATLAB仿真结果表明,基于暂态零模电流的配电网故障选线、定位方法正确,具有不受电压初相角、接地电阻、中性点接地方式制约等优点。     

基于多代理系统的含DG辐射状配电网故障定位

分布式电源（DG）的高渗透接入使配电网结构发生了改变,导致传统的配电网故障定位算法失效。基于含多DG辐射状配电网拓扑结构的特点,构建多代理系统的配电网故障定位框架,该系统主代理根据子代理上传的电源端故障量测量建立RBF神经网络故障测距模型,估计各电源端到故障点的故障距离,考虑上传量测量误差对相邻线路分界点故障定位的影响,应用相邻线路故障信息修正故障线路定位信息;子代理根据主代理下传的故障线路定位结果,利用并行线路首端过流信息校验故障线路。基于MATLAB/ SIMULINK搭建32节点配电系统仿真模型,分析不同故障距离、不同故障位置（包含相邻线路分界点附近、分支线路）的故障测距结果和故障定位结果的正确性,结果表明,RBF模型的测距精度高,基于多代理的故障定位方法能够精确定位故障位置,且定位结果不受量测量误差与分支线路的影响。     

基于波形相似度的配网小电流接地故障选线技术研究

针对配网小电流接地故障选线准确性差的问题,该文在波形相似度理论基础上,研究了配网小电流接地故障选线技术。分析配网小电流接地故障高频分量、电流工作频率的变化量和非线性电阻产生的高频分量,给出了故障线路和非故障线路的暂态直流分量方向,在此基础上,利用暂态零序列电流波形伸缩变换选线原理判断小电流接地故障线路。通过模糊K均值聚类选线方法进行接地故障电路选线,设计矩阵隶属线路的隶属度,根据计算结果给出选线结果及流程。选择一个具有6条线路的接地系统进行实验,结果表明,当小电流接地电弧线圈的单相接地故障表现为间断性电流分量故障时,利用所研究的技术进行配网小电流接地故障选线的准确性高、可靠性好。     

基于改进EMD算法的小电流接地故障选线

小电流接地系统发生单相接地故障,故障电流暂态分量复杂、稳态分量不明显的特点为可靠选线带来困难。本文分析了小电流接地故障电流暂态分量特征,并提出一种基于改进EMD算法的小电流接地故障选线方法。EMD算法通过叠加电网特征高频信号解决了IMF模态混叠并可靠滤除了高频干扰。基于单相接地故障电流经改进EMD分解出的IMF在不同故障角下展现出不同的特征,分别利用故障时刻低频波形的单调性与线路故障特征能量作为判据进行小电流接地故障选线。基于Matlab/Simulink的配电网单相接地故障仿真验证了该选线方法的有效性。     

小电流接地系统接地故障选线方法

针对小电流接地系统单相接地故障自动选线问题,对基于小波分析理论的选线方法进行深入的研究和分析。第一步简述中性点接地的几种方式,讨论小电流接地系统中这几种接地方式的基本原理以及发生故障情况后的电量变化。第二步结合系统故障时的暂态零序电流特征与小波分析理论提出新的选线方法,采用模值极大值判别法解决故障选线问题。第三步通过MATLAB软件里的SIMULINK搭建仿真模型,选取小电流系统在不同支路电压幅值和接地电阻大小等情况下,提出了依据故障线路与非故障线路的首半波尖峰方向和幅值大小进行选线的方法。结果验证了所提故障选线方法的正确性和有效性。     

4-2-1式T型线路故障选线新方法

针对同杆四回线、同杆双回线及单回线构成的T型线路内部故障时反序电流特点,进行故障区域的初步判定,根据混合线路特点建立该线路的反序网络,在此基础上利用反序正序电流进行故障测距,从而根据测距结果确定故障区域。定义由不同线路始端母线处推算得到支接点T处的正序电压之差为电压差参数,根据电压差参数之间关系实现故障选线。PSCAD/EMTDC仿真结果证明了该方法的正确性及精确性,且该选线算法精度不受过渡电阻、故障类型、系统阻抗等因素影响。