不受潮流转移影响的距离后备保护动作特性自适应调节研究

线路切除带来的潮流转移和后备保护不合理的动作可能引发连锁跳闸事件,甚至导致大停电事故.为此,分析了传统线路距离后备保护的局限性,研究了基于潮流转移识别的线路后备距离保护新方案.针对距离Ⅲ段由于潮流转移引起误动的问题,提出了自适应调节保护动作特性的方法.PSASP的仿真计算结果表明,线路后备保护在识别潮流转移后,通过自适应调节保护的动作特性,既可避免由于潮流转移引起的误动作,也可在线路发生故障时不失去线路后备保护的功能.     

距离保护第Ⅲ段灵敏度配合的研究

在电力系统继电保护设计中,作为后备保护的距离第Ⅲ段也应满足灵敏度互相配合的要求。但究竟如何计算和校验在继电保护专业的许多文献中均未作具体论述。为此,作者首先推导出了多级(两级以上)后备何护的灵敏度计算公式及两组判别式,解决了怎样才能知道后备保护之间的灵敏度总是满足互相配合的要求。此外,本文还就如何达到灵敏度互相配合应满足要求的目的提出了几点作法。     

潮流转移灵敏度以及安全评估指标研究

首先分析潮流转移的原因及伴随的现象。其次讨论潮流转移区域以及区域界定,对传统广度优先遍历(breadth first search,BFS)算法进行改进,提出潮流转移影响区域的界定方法。对安全评估工作的理论基础——3个基本概念(模型量化、平均功率角和潮流转移灵敏度)分别进行定义。提出潮流转移模型及其灵敏度的表达式。提出安全评估的评估方法,建立安全评估的数学模型,最终得到安全评估的综合指标,并阐述了指标的使用。开发潮流转移灵敏度及安全评估程序,利用该程序对真实电网算例进行仿真验证。     

防止距离Ⅲ段保护因过负荷误动方法的分析与改进

深入研究了防止距离III段保护因过负荷误动作的方法——基于转移潮流灵敏度因子的潮流转移识别方案。在归纳转移潮流灵敏度因子矩阵特征的基础上,指出了该方案仅依靠有功潮流判据可能导致故障和过负荷误判断的缺陷,深入分析了错误产生的原因。补充了阻抗角附加判据以改善原有方案的性能,引入潮流转移特征量的概念并应用于提出的改进方案。该方案在发生潮流转移过负荷时能可靠闭锁距离III段保护,有效预防连锁跳闸。对新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了改进方案的优越性和实用性。     

防止距离III段保护因过负荷误动方法的分析与改进

深入研究了防止距离III段保护因过负荷误动作的方法——基于转移潮流灵敏度因子的潮流转移识别方案。在归纳转移潮流灵敏度因子矩阵特征的基础上,指出了该方案仅依靠有功潮流判据可能导致故障和过负荷误判断的缺陷,深入分析了错误产生的原因。补充了阻抗角附加判据以改善原有方案的性能,引入潮流转移特征量的概念并应用于提出的改进方案。该方案在发生潮流转移过负荷时能可靠闭锁距离III段保护,有效预防连锁跳闸。对新英格兰10机39节点系统的仿真结果验证了改进方案的优越性和实用性。     

基于广域保护系统的距离后备保护整定方案

电网中发生潮流转移现象后,受影响的输电线路会承受大量的转移负荷,进入过负荷运行状态。距离保护后备段的整定要求躲开线路正常运行时的最小负荷阻抗,因此潮流转移带来的线路过负荷将会对距离保护后备段带来显著影响。针对这一情况,提出了一种能够应对潮流转移情况的距离后备保护整定方案。该方案基于广域保护系统,利用WAMS可测幅值与相角的特点快速计算线路的视在阻抗值。然后根据线路视在阻抗的变化幅度确定线路所承受的转移负荷比例,针对线路不同的过负荷状态进行与之对应的后备保护整定值调整,既防止过负荷线路上的后备保护发生误动,又使后备保护保有正确识别短路故障的能力。最后将整定信息与负荷波动情况上传至调度中心,为调度中心进行负荷控制提供辅助决策,并依据调度中心的决策进一步调整后备保护的整定值,直至线路恢复正常的负荷输送状态。以新英格兰10机39节点系统为样例,采用BPA仿真验证了该方案的有效性。     

含统一潮流控制器线路的自适应距离保护研究

介绍了统一潮流控制器（UPFC）的工作原理,分析了故障状态下UPFC对测量阻抗的影响,提出了接地短路的自适应保护和相间短路的自适应保护两种自适应解决方案,并进行了试验验证。结果表明两种方案在短路故障后均能使保护正确动作,克服了在含UPFC装置的后端线路发生故障时传统的距离保护可能拒动的影响,使得距离保护能正确反映各短路...     

统一潮流控制器的存在对距离保护的影响

双回输电线路系统中安装统一潮流控制器（UPFC）会影响距离保护的动作性能。UPFC的控制特性、安装位置和故障阻抗，如故障点到UPFC安装位置的距离，会严重影响距离保护的保护跳闸区域。本文摘译自《Electric Power System Research》2000，（54）的“Distance protection in the presence of unified power flow controller”一文，介绍如何计算装有UPFC的双回输电线路系统继电保护的视在阻抗，其中计及UPFC的安装位置和参数对保护的影响。研究表明，采用人工神经网络的保护方案设计可解决UPFC对跳闸区域确定过程的影响。     

新型距离保护整定方案探讨

分析传统距离保护整定原则基础上,指出了现有整定原则的不足,进而提出了一种新型的距离保护整定方案,并详细探讨了过渡电阻对新的整定方案的影响,最后通过算例分析证明了新的整定方案的有效性。     

距离保护第Ⅲ段灵敏度配合的研究

在电力系统继电保护设计中,作,为后备保护的距离第Ⅲ段也应满足灵敏度互相配合的要求。但宽竟如何计算、校验?许多有关继电保护专业方面的文献著作及技术期刊等均未作具体论述。为此,作者首先推导出了多级(两级以上)后备保护其灵敏度的计算公式。接着,作者提出了两组判别式,亦即解决了怎样才能知道后备保护之间的灵敏度总是满足互相配合的要求。此外,本文还就如何达到灵敏度互相配合应满足要求的目的提出了几点作法。     

基于工频变化量的序分量距离保护

为了适应孤岛运行低电流值的故障特性,一般分布式电源孤岛运行时的保护方法与并网运行时的不同。但是随着分布式电源投入和切除配电网频率的增加,保护的整定值也必须频繁地在不同保护方法之间转换。所以提出了基于工频变化量的序分量距离保护,以短路故障时负序电压为例,对其电压分布进行分析,得出了负序和零序继电器的动作判据,并在Matlab中搭建负序和零序继电器的仿真模块。通过仿真分析了在并网和孤岛两种情况下,该保护方法在不同故障距离和过渡电阻情况下的动作情况,从而验证了该保护方法在并网和孤岛两种方式下均能够可靠动作。     

基于功率传输转移分布因子的简化电网潮流计算方法

为了减少大型电力系统的潮流计算时间,研究简化电网的潮流计算方法具有重要意义。现有方法将传统Ward等值技术用于电网简化后,简化电网却产生与原始电网不同的潮流结果。针对这种情况,提出了一种改进的简化电网的直流潮流计算方法。在已有研究的基础上,给出了基于功率转移分布因子的直流潮流算法以及使用Ward技术对电网的简化方法。结合上述两部分,给出了基于功率转移分布因子的简化电网潮流计算方法。通过仿真算例表明,所得的结果具有较高的精度,可用于简化大型电网的潮流计算、潮流预报等应用中。     

基于线性化最优潮流的电网可用输电能力计算

可用输电能力(ATC)是评价互联电网运行安全稳定裕度的重要测度指标。针对交流最优潮流(OPF)模型计算ATC时在收敛性方面的不足,提出一种计及电压和网损的线性潮流方程,在此基础上构造用于ATC计算的OPF计算模型,并通过先估计网损、再求解优化问题的2步求解策略得到ATC的计算结果。IEEE 39节点系统的算例分析验证了所提方法的正确性和有效性。     

基于实际装置的距离保护动态仿真研究

以距离保护为研究对象,分析距离继电器的动作方程在阻抗平面上的动态特性,采取与实际保护装置相同的数据处理过程,开发了距离保护仿真软件。仿真软件数据载入部分采用COM-TRADE格式,图形显示部分采用多视图方法,将距离保护内部各元件的动态工作过程按故障数据的采样点以直观的方式再现出来,实现对保护装置动作过程描述的透明化、可视化、定量化。以实际故障录波数据和基于PSCAD/EMTDC模型仿真产生的故障数据为例对软件进行仿真,分析距离保护的启动元件、选相元件、工频变化量继电器、接地距离继电器的仿真结果,说明软件能精确地再现故障时保护内部各元件的动态行为。并可评估在不同运行工况下,继电器在数据不同采样点之间的动态表现。     

小电流接地系统距离继电器动作行为分析

在小电流接地系统中不同地点发生两点接地故障时,采用两相星型接线方式的过电流保护在串联线路有2/3机会有选择性地切除后面一条线路,在并联线路有2/3机会有选择性地切除一条线路,而三相星型接线方式的过电流保护非选择性动作的几率比两相星型接线更大。如何提高小电流接地系统两点接地时保护动作的选择性一直是继保领域中的一个课题,论述了小电流接地系统串联线路及并联线路发生两点接地时,通过零序电流启动的接地距离保护与相间距离保护的动作行为及两者之间的配合,得出串联线路两点接地时,能100%地保证只切除后边的一条线路,而并联线路两点接地时,只切除一条线路的几率也很大。     

适应于风电接入系统的抗高阻接地时域方程距离保护研究

双馈风电接入系统带来的高次谐波、频率偏移等故障特性使传统工频量距离保护适应性存在问题。基于时域距离保护原理较适用于风电系统送出线,但在送出线发生单相经高阻接地故障时,易发生距离I段区内拒动现象,保护适应性存在问题。提出了一种抗高阻接地时域方程距离保护原理。基于时域距离保护原理,通过对时域方程进行重构,增加过渡电阻待识别量,从原理上解决了时域距离保护未充分考虑过渡电阻所带来的不利影响的问题。仿真结果表明,该原理能较好地适用于风电系统送出线,并且有效地避免了风电系统送出线距离I段区内发生单相经高阻接地故障时距离保护拒动的现象。     

小电流接地系统距离保护新判据

提出了小电流接地系统距离保护的新判据,分析了小电流接地系统距离保护的动作行为,在小电流接地系统串联网络中两相异地点接地时,只切除一个接地点。在并联网络中两相异地点接地时,自适应切除一个接地点。解决了小电流接地系统中两相异地点接地时,保护非选择性动作的问题。     

基于分布参数模型的风电系统长距离送出线时域距离保护

传统工频原理距离保护易受风电系统故障特征的影响,基于集中参数模型的时域距离保护原理较适应于风电系统送出线。但考虑到该原理忽略分布电容的影响,当故障发生在风电系统长距离送出线时,可能造成距离I段保护发生暂态超越现象。因此,提出一种基于分布参数模型的风电系统长距离送出线时域距离保护原理。基于分布参数模型,通过保护安装处的电压、电流时域信息求得距离I段整定处的电压、电流时域信息,代入时域故障测距方程中,求得整定点与故障发生处的故障距离。通过与距离I段整定距离求和获得故障测量距离,实现保护动作。仿真结果表明,该原理不受长距离送出线分布电容的影响,具有较强的抗过渡电阻性能,优越于基于集中参数模型时域距离保护。     

统一潮流控制器对线路纵联保护的影响分析

外部交流系统故障时,统一潮流控制器的保护可能动作于使统一潮流控制器退出运行。这将引起交流系统中电气量的再一次快速变化,与交流故障造成的扰动形成“电气竞争”,可能给线路纵联保护带来不利的影响。对南京西环网统一潮流控制器示范工程进行了介绍。并在分析统一潮流控制器保护系统设计原则的基础上,通过理论分析和数字仿真研究了统一潮流控制器对纵联零序保护、纵联距离保护和工频变化量方向保护的影响。研究表明统一潮流控制器的接入可能导致工频变化量方向保护区内故障拒动或区外故障误动,有必要对相关线路的保护进行改造。