基于缺陷分析的保护装置可靠性评价研究

继电保护系统是电力系统安全稳定运行的第一道防线,研究其可靠性具有重要意义。目前继电保护可靠性研究主要从保护的拒动和误动方面进行分析,对数据样本相对较多的缺陷数据却没有有效利用。在对保护装置的缺陷信息进行分类预处理的基础上,应用最小二乘法估计二参数威布尔分布的参数,进一步得到基于缺陷信息的可靠度函数及失效率函数等并进行了相关分析。算例表明,通过计算威布尔分布的相关参数并分析可靠度、失效率及平均故障间隔时间等可靠性指标,能为分析继电保护装置的缺陷规律及可靠性评估提供一定的参考。     

基于动态故障树与蒙特卡罗仿真的保护系统动态可靠性评估

依据数字继电保护系统的功能和工作特点,提出一种保护系统动态可靠性的定量分析方法,旨在为寻找系统薄弱环节、提高保护设计及运行可靠性提供参考依据。首先,确立保护系统累积失效概率、可用度和基本部件概率重要度指标。其次,建立马尔科夫状态空间与动态故障树相结合的微机保护系统动态可靠性模型,提出基于动态故障树结构函数的蒙特卡罗仿真方法,以进行保护系统可靠性定量评估。最后以算例验证所提方法的有效性,并进行相关分析。结果表明该方法对保护系统可靠性评估、部件影响分析及薄弱环节识别具有参考价值。     

基于电力物联网的继电保护定值智能运维系统研究

针对传统定值运维工作中存在的工作量大、效率低、准确率差等问题,研究基于电力物联网的继电保护定值智能运维系统。首先,以定值智能运维系统为核心,以运维终端为载体,构建电力物联网定值智能运维架构;在此基础上,基于边缘计算研发便携式定值运维终端,实现比对结果就地响应分析,利用深度学习技术实现多源异构定值数据识别;最后,制定定值比对及下装策略,形成继电保护定值智能运维流程,建立云-边-端一体化定值数据闭环管控模式。工程应用表明,所研究的系统有效提高了继电保护设备安全运行及维护水平。     

IIDG低压穿越模型及其在配网故障分析中的应用

在我国并网规程对分布式电源低压穿越功能的要求下,为了实现逆变型分布式电源IIDG(inverter-inter-faced distributed generator)的最优工作效率,提出了基于无功电流支撑的低电压控制策略。通过增加电压跌落门槛值实现输出有功电流的优化,并分析了采用该策略时逆变型分布式电源的故障特性。在此基础上,建立了含IIDG的配电网短路计算模型。DIGSILENT仿真表明该低电压穿越策略在电压跌落时可实现IIDG的并网运行和最大的有功输出。含IIDG的配电网短路计算模型考虑了低压穿越策略,为大规模分布式电源并网的继电保护方案提供参考。     

含风力发电的配网电流保护运行风险评估

在含分布式电源(DG)的复杂配网继电保护研究中引入可靠性和运行风险评估,有助于克服由于DG介入可能出现的保护拒动和误动.结合DG的随机性特点,从复杂配网电流保护的特点入手,在对其进行失效分析的基础上,将保护可靠性分析与脆弱性评估方法相结合,将保护风险评估与其在电力系统中的动作行为和配合关系相结合,从运行风险的角度分析DG对配网保护的影响及进一步提高配网保护运行管理水平的新途径.算例分析验证了方法的有效性.     

基于实时电价机制的微网多时间尺度能量管理研究

实时电价机制在本质上是分时电价机制的一种,但能反应每小时甚至更短时间段的电价波动。部分调度策略的制定依赖峰谷时段的划分,在仅有实时电价信息时无法有效执行。提出了一种基于实时电价信息的多时间尺度优先级调度策略,通过优先级信息将多个时间尺度紧密结合起来。根据主网实时电价信息与微网内柴油机单位发电成本之间的数量关系,确定日前每小时柴油机、网间交互功率、储能的优先调度顺序,直接指导日内短时间尺度调度,克服电价时段的划分对制定调度策略的影响。运用鲁棒优化处理风光出力不确定性。最后以一并网型微网为例,分析优先级调度策略对实时电价机制的适应性以及在充分利用可再生能源、保证微网经济可靠运行方面的优越性。     

基于聚类中心距离度量的柔性直流配电线路保护原理

针对现有柔性直流配电网单端量保护选择性差、双端量保护速动性差、数据同步性要求高等问题,提出一种基于聚类中心距离度量的柔性直流配电线路保护原理。该原理仅用单侧电流作为特征量,通过模拟线路不同位置发生不同类型短路故障,并结合实际发生的故障,采集故障后线路上的电流数据经处理后组成历史数据样本;利用K-means聚类算法得到不同类型故障下的最佳聚类中心,再通过比较实时数据与各聚类中心的距离实现故障识别与选极。该原理无需复杂的特征量提取和计算过程,避免了常规电流保护复杂的定值整定。最后,在PSCAD/EMTDC中进行了仿真验证,结果表明,所提保护原理具有良好的选择性和速动性,且与常规基于本地信息的电流保护相比耐过渡电阻能力有所提升。     

柔性直流配电网故障分析

柔性直流配电网故障特性分析是保护方案设计的基础。当前,直流系统故障期间,换流器IGBT不闭锁时的故障特性尚未深入探讨。首先,确定直流配电网的接地方式和控制策略。其次,分析IGBT不闭锁时直流极间短路和单极接地短路的故障特性及过渡电阻等因素的影响,并讨论故障对其他区域的影响。结果表明,对于极间短路,除故障达到稳态后IGBT闭锁较之不闭锁会出现极间电压和故障电流增大的现象外,IGBT闭锁与否对故障特性影响不大;对于单极接地短路,IGBT不闭锁会使直流侧出现不平衡电压,导致换流器交流侧电流出现直流分量。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,证明了理论分析的正确性。     

钳位双子模块型模块化多电平换流器交流侧故障对直流侧的影响分析

具有故障闭锁功能的钳位双子模块型模块化多电平换流器(clamp double submodule-modular multilevel converter,CDSM-MMC)适用于大容量输电工程,为防止交流侧故障后可能引起的直流保护误动,需分析交流侧故障对直流侧的影响。首先,分析交流侧发生短路故障后,CDSM-MMC子模块电容的充放电情况,以及桥臂电流回路。然后,根据基尔霍夫定律与叠加原理,分析交流侧故障后,直流侧电压及电流特征,并在PSCAD中进行仿真验证。交流故障后,直流侧电流随桥臂电容电压变化;两相短路后,直流电压基本不变;单相接地短路与两相接地短路后,直流电压包含交流分量,其频率与幅值受到交流中性点接地方式影响。最后针对CDSM-MMC直流侧保护,给出部分参考建议。     

基于测量参数的距离保护运行风险分层评估方法

距离保护的正确工作对电力系统的安全稳定运行意义重大。针对目前距离保护失效概率难以准确反映保护原理、难以计及保护之间配合关系对失效概率的影响且计算方法较为复杂等不足,首先结合阻抗继电器的动作特性,提出了基于启动截距和测量截距的距离保护失效概率计算方法。其次,通过确定保护失效的后果和风险评估指标,进一步制定了距离保护风险评估的详细流程。最后,以IEEE 3机9节点系统为例,分析了其距离保护原理性失效风险。分析结果表明,该方法能有效适应智能电网要求,可准确计算继电保护系统的失效概率和运行风险,并可发现保护系统的部分潜在风险。