基于网络的电网故障行波保护方法

针对基于单条线路的行波保护不能满足电网运行要求问题,提出了一种利用电网中初始行波到达时间来实现保护的保护方法.该方法通过找出行波传输最短路径,记录最短路径中相邻变电站初始行波到达时间,判断和匹配有效行波到达时间,剔除无效时间,利用有效初始行波到达时间来判断故障线路.该保护方法综合利用了初始行波到达各变电站的时间信息,在某一继电器时间记录错误时仍能可靠动作.理论分析和仿真结果表明,该保护方法动作快、可靠性高,是一种简单有效的电网保护方法.     

基于整个电网行波时差的故障定位方法

在分析电网故障行波传输特性的基础上提出了一种基于整个电网行波时差的故障定位方法。该方法在整个输电网中的部分变电站安装行波定位装置,线路故障后各行波定位装置检测并记录初始行波的到达时间,由主站根据整个网络中所有初始行波到达时间和线路长度来辨别有效行波时间,并根据所有有效行波时间来进行综合故障定位。与基于单条线路故障信息的行波定位不同,该方法在故障线路端定位装置故障、启动失灵或记录错误时间后仍能可靠定位。理论分析和仿真结果表明,该方法可以在使用较少的行波定位装置的情况下对电网中所有输电线路进行可靠、准确的故障定位,有助于进一步提高行波故障定位的可靠性和经济性。     

基于极性比较原理的广域行波保护方法

针对传统行波保护可靠性低这一缺点,提出一种基于初始行波极性比较原理的广域行波保护方案.根据电网的连接方式和行波保护继电器(TWPR)位置,形成线路/TWPR关联矩阵.系统发生故障后,根据TWPR记录的初始行波极性信息和线路/TWPR关联矩阵形成故障关联矩阵,并据此确定具体的故障线路.广域行波保护系统基于多点信息作出决策,在某一行波保护继电器故障、启动失灵或记录错误后仍能可靠动作.仿真分析表明,文中提出的广域行波保护算法原理清晰、实现简单,具有良好的工程应用前景.     

基于信息融合的故障行波定位网络算法

提出一种基于整个输电网行波信息的故障定位算法.通过分析故障行波到达电网中各变电站的时间关系,运用最短路径原则将复杂的输电网络简化成无环网的辐射型网络,将远端变电站记录的初始行波到达时间折算为故障线路出口侧变电站的初始行波到达时间.通过剔除无效时间数据,并对所有折算得到的有效初始行波到达时间进行融合处理,实现基于整个输电网的故障行波定位.该算法有效解决了电网中某台行波定位装置时间记录不准确或故障导致的故障定位失败问题.仿真结果表明,该算法具有较高的可靠性、准确性,绝对误差不超过100 m.     

基于Dijkstra算法的电网故障行波定位方法

为避免电网故障行波定位方法中环网的复杂解网运算,提出了一种基于Dijkstra算法的电网故障行波定位新方法。该方法在电网中某条输电线路故障后,在所有变电站检测记录初始行波到达时间。然后,利用Dijkstra算法计算最短路径,建立最短路径距离矩阵,并利用最短路径矩阵和初始行波到达时间计算故障距离,建立故障距离矩阵。最后,对故障距离矩阵中的元素进行有效性识别,并综合所有有效故障距离得到精确的故障点位置。仿真结果表明该方法无需复杂环网的解网运算,可有效提高网络定位的可靠性与准确度。     

基于动态虚拟故障的行波网络定位新方法

针对行波网络定位方法解网过程繁琐、定位精度易受行波波速影响等问题,提出一种基于动态虚拟故障的行波网络定位新方法。输电线路故障后,在电网中随机假设一虚拟故障点,根据故障初始行波按最短路径传播的特性,计算虚拟故障点产生的故障初始行波到达所有测量点的时间,联立计算全网所有测量点虚拟故障初始行波到达时间与真实故障初始行波到达时间的差异度,利用差异度衡量该虚拟故障点位置的准确性;采用粒子群优化算法(particle swarm optimization algorithm,PSO)不断修正虚拟故障点位置和行波计算波速,降低虚拟故障初始行波到达时间与实测时间的差异度,使虚拟故障点逐步逼近真实故障点,直至重合,此时虚拟故障位置即真实故障位置。仿真结果表明,该方法无需分析网络结构与解网操作,在一定程度上能够消除行波波速的影响,实现故障精确定位。     

基于网络通路的区域电网故障行波定位方法

在双端行波定位方法的基础上,提出了一种基于网络通路的区域电网行波故障定位新算法.该算法在不依赖于断路器状态信息的前提下,根据电网中各变电站记录的所有初始行波到达时间和电网的拓扑结构信息进行融合处理和容错分析,从而在某台录波装置故障、启动失灵或时间记录错误后仍能进行故障定位.理论分析和EMTP仿真结果表明,即使在较少的行波录波装置的情况下,该算法对所有电网具有较强的容错性和较高的定位精度.     

极化电流行波方向继电器

电容式电压互感器不能有效传变宽频带的电压故障行波信号,使得传统利用电压故障行波构成行波方向继电器的保护算法不能应用于实际电力系统保护中,为此提出了一种极化电流行波方向继电器。该方向继电器以电压故障行波中工频分量初始极性与电流故障初始行波的波头极性相比较判定故障方向,解决了传统行波方向继电器因不能有效获取宽频带电压故障行...     

自适应网络结构的故障行波定位方法

输电网中环路的存在会影响故障初始行波到达时间与行波传输路径的匹配,影响故障点位置的计算.为此,提出了一种自适应网络结构的故障行波定位方法.对于故障线路不包含于环路的情况,利用Floyd算法搜索故障点到网络中各节点的最短路径;对于故障线路包含于环路的情况,确定环路中初始行波到达时间最大的节点为解环点,并提出了剔除无效路径的时间判据,将复杂故障网络简化为辐射形网络.在辐射形网络中,运用基于整个电网的故障行波定位算法,实现全网综合定位.仿真结果表明,该方法实现简单,适用于任何结构的电网,能够有效弥补现有行波网络定位算法的缺陷和不足.     

方向行波波形积分式快速母线保护

为提高母线保护的动作速度,根据行波传输理论,提出一种行波波形积分式快速母线保护方法。当母线故障时,在所有出线上检测到的初始行波均来自于线路的背后,是正向行波;而某条出线发生故障时,在所有非故障线路上检测到的初始行波是正向行波,而故障线路上检测到的初始行波是反向行波。在故障后特定时间内对各条出线上的方向行波进行积分运算,根据正反向行波积分值的比值大小识别故障方向。综合分析所有出线的故障方向,可识别母线是否发生故障。利用PSCAD/EMTDC 构建了500 kV 母线模型,仿真结果表明：所提方法鲁棒性强、动作快速、可靠性高,其性能基本不受故障电阻、故障初始角、开关操作等的影响,有望应用于实际的电力工程中。     

Power grid fault traveling wave network protection scheme

Based on study on propagation characteristics of traveling wave in transmission lines, a novel power grid fault traveling wave network protection scheme was proposed in this paper. When a line fault occurs, all traveling wave protection relays (TWPR) record arrival time of initial traveling wave using the precise timing signals from Global Positioning System (GPS). Then the ineffective arrival time of initial traveling wave is eliminated and modified, while the effective arrival time of initial traveling wave is utilized to detect the fault line. Different from the traditional protection schemes, which are only based on fault information of one line, the proposed scheme not only solves the problems of traveling wave protection, which are susceptible to the factors (such as the structure of the lines), but also can make reliable tripping action when one or more TWPRs break down, start-up failure or record wrong arrival time of initial traveling wave. Both theoretical analysis and simulations indicate that the protection method has high reliability, and redounds to further enhancing the practicability of traveling wave protection.     

高压电力传输线行波保护技术原理综述

对高压电力传输线上的故障行波概念与故障特征进行分析,介绍了目前比较成熟的6种行波保护原理,并对其发展中存在的问题和中国高压电网中行波保护的应用前景做了简述.最后对行波技术的研究方向做了展望.     

高压直流输电线路行波保护的发展与展望

相对比于交流输电系统,高压直流输电系统以其独特的优越性在我国及全世界范围内都得到了较快的发展和应用。但随着该系统的大量投入运行与快速发展,许多亟待解决的问题也在实际工程应用中凸显。高压直流输电系统的输电线路较长,增加了线路出现故障的几率,从而降低了电网运行的安全性和可靠性。因此提高直流输电线路运行的安全性与可靠性对于整个电网的安全稳定运行有着十分重要的意义。本文通过将现有行波保护方法的优缺点进行比较,结合实际工程应用中存在的问题,提出一种新的基于HHT的行波保护判据方法,为进一步研究HVDC线路行波保护提供了理论依据。     

基于电压行波极性特征的新能源送出线路保护方案

新能源经交流线路送出时,由于其弱馈性和受控特性,传统的工频量保护难以适用,而行波保护能够在新能源控制系统介入导致故障特性发生较大变化之前完成故障识别,是目前解决新能源送出线路工频量保护问题的有效途径之一。然而现有的单端行波保护方案无法准确识别区内近端故障和区内末端故障,因此文中分析了区内和区外故障情况下行波的折反射过程,并利用电压行波零模分量与线模分量到达保护安装处的时间差对故障位置进行初判;针对基于时间差难以准确识别的区内近端故障和区内末端故障,进一步挖掘电压行波的极性特征,利用首个反极性的电压行波和故障初始电压行波到达保护安装处的时间差与故障位置的关系来识别区内近端故障,利用前2个电压行波的极性关系来识别区内末端故障。仿真结果表明,该方案能够快速识别区内外故障,并且具有较好的耐过渡电阻能力。     

基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法

为减少电网故障行波传播色散特性对行波波头检测和波速测量的影响,提高电网故障行波定位的准确度,提出了基于小波包能量谱的电网故障行波定位方法。该法结合小波包技术与傅立叶变换的谱分析,对行波信号进行分析,提取能量相对集中的故障频带信号进行故障行波定位计算;行波到达时间由该频带相应尺度下的小波包能量时谱提取的行波特征点位置计算;该频带行波传播速度由输电线路两端对外部扰动的实测行波数据计算。大量的电网故障行波定位ATP仿真分析结果和现场实验测试分析表明,该电网故障行波定位方法能有效提取电网行波特征信号,减少行波传播色散特性和线路长度变化的影响,定位误差<200m。