柔性直流电网故障电流复合抑制策略

柔性直流电网在直流侧发生短路故障后,故障电流迅速达到较大峰值,严重时会危及整个系统电气设备的安全运行。为了在故障发生后的短时间内限制故障电流影响,提出一种不利用附加装置的电流抑制策略。首先,分析了直流电网结构与故障初期电流上升规律。然后,根据所得规律提出一种包含两个环节的电流复合抑制策略,给出电流抑制参数选取的原则,并分析了抑制策略下短路电流的发展规律。最后,在PSCAD/EMTDC平台搭建四端柔性直流电网模型进行仿真验证。结果表明,所提电流抑制策略可以有效减小直流线路过流倍数,降低换流器闭锁的概率,且故障切除后恢复阶段电流平衡度更好。     

基于电流特征量相关系数的UHVDC线路高阻接地故障保护

特高压直流输电线路距离长、跨越区域复杂,故障发生率较高,常规电流差动保护的快速性较差且耐过渡电阻能力有限,为此提出一种基于电流特征量相关系数的线路高阻接地故障保护新原理。首先利用状态空间分析得到直流线路两端稳态电流时域表达式;随后,分析电流成分,发现其衰减振荡项中的角频率可反映线路对地故障,且可用相关系数衡量。接着利用两端电流和、电流差进一步突出角频率特征,并计算两者的相关系数构造判据特征量。在此基础上,根据判据特征量在区内外故障的不同特征,计及直流输电系统控制特性,提出了纵联保护新原理。该原理无需电容电流补偿,且对信道要求低,利于工程应用。仿真结果表明,该方案耐受过渡电阻能力和快速性优于常规电流差动保护。     

多种运行状态下考虑报文影响的集中式保护可靠性分析

集中式保护系统的运行高度依赖于可靠的报文,在变电站内报文的冗余校验机制下,提出一种报文可靠性定量评估方法。其次,在细化分析电网正常、故障状态、报文缺失及报文错误下不同集中式保护策略的基础上,建立了相应的可靠性模型。最后,对比研究了报文对集中式保护系统以及分布式保护系统可靠性影响的差异。计算结果表明,集中式保护系统的可靠性受报文影响较小,而分布式保护系统的可靠性受报文影响较大。     

基于电流特征量相关系数的UHVDC线路纵联保护新原理

特高压直流输电线路长、发生故障概率大,其常规纵联电流差动保护的快速性较差且耐受过渡电阻能力有限。相关系数可定量描述两个变量的变化趋势,且不受变化幅度影响。为此,首先立足直流线路故障暂态特性,利用两端电流和、差计算相关系数,构造了判据特征量。其次,基于判据特征量在区内、外故障的不同特性,计及直流输电系统控制特性,提出了纵联保护新原理。该原理无需电容电流补偿,耐受过渡电阻能力和快速性优于常规纵联电流差动保护;且对信道要求低,利于工程应用。最后,利用PSCAD/EMTDC仿真验证了新原理的有效性。     

基于直流滤波器多频率单端电气量的高压直流线路保护

针对传统高压直流输电线路保护耐受过渡电阻能力有限、保护速动性不足的问题,提出一种基于线路边界元件的多频率单端电气量保护方案。首先基于附加网络分析了不同频率下电气故障分量幅值比的特征,得到在区内、外故障情况下,线路单侧边界测点处特定高频电气量幅值比的差异。据此,利用多个特定频率电气故障分量的比值构造判据,准确有效地识别线路内部故障与整流侧和逆变侧区外故障。理论分析与仿真验证表明,该保护方案原理简单、计算量小,仅通过单端电气量即可准确识别区内、外故障,在保证良好耐受过渡电阻能力基础上能够可靠且快速保护线路全长。     

继电保护系统隐性故障识别方法及软件设计与实现

继电保护系统的隐性故障可能引起保护误动或拒动,并影响电力系统的安全稳定运行,但目前还没有通用的识别系统。设计实现了带有案例模板库的继电保护隐性故障识别软件。首先建立了一套适用于逻辑判断和分析计算的编码方法。其次,建立了保护逻辑库,根据拓扑信息、保护启动、动作及保护配合关系识别可能存在的隐性故障。最后研究了隐性故障识别方法并设计了隐性故障识别软件。案例分析表明该软件能有效识别继电保护软件型隐性故障,具有较强的普适性。     

采样同步误差引起智能站母差保护异常的概率模型

针对采样同步误差可能引起母差保护误动拒动的问题,建立了采样同步误差下母差保护误动和拒动概率模型,以此评估采样同步误差对母差保护的影响。在各种因素干扰下,如温度、电磁干扰等,采样同步误差具有正态分布特点,会进一步影响母差保护判据的可靠性。据此建立了采样同步误差下的母差保护误动拒动概率模型。大量仿真结果表明,所建立的概率模型具有合理性和有效性。母差保护受同步误差的影响程度随采样同步误差增大而增大;基于电流相量的母差保护受采样同步误差的影响比基于电流采样值的母差保护要小。最后,为减小采样同步误差对母差保护的影响提出了一些合理化建议。     

继电保护原理性运行失效概率模型

建立了继电保护原理性运行失效的双层概率模型,即基于赋时Petri网的保护逻辑动态层和基于模糊Petri网的概率信息层。该模型不仅能够进行保护逻辑的动态仿真,而且能够根据系统运行方式、保护定值和保护逻辑,定量计算保护系统运行过程中由继电保护原理引起的运行失效概率,对继电保护动作特性与特定故障匹配程度的随机性分析具有参考价值。     

阶段式保护原理性失效风险的概率评估方法

继电保护对电力系统的安全稳定运行有着重大影响,其可靠性研究一直是电力工作者关注的课题。针对目前继电保护系统可靠性及风险评估方法存在难以反映保护原理特性、动作时序特性等不足,在保护元件原理性失效概率模型的基础上,确定了继电保护系统的风险评估指标,并制定了阶段式保护原理性失效风险评估的详细流程。最后分析了某实际电网中距离保护的原理性失效风险,结果表明该方法有助于寻找保护系统的薄弱环节、发现其他系统难以发现的问题,并能为保护定值校核等系统提供参考冗余信息。     

基于CDSM-MMC的光伏直流接入系统故障分析

作为模块化多电平换流器(ModularMultilevelConverter,MMC)的一种,钳位双子模块(ClampDouble Sub-module,CDSM)型MMC具有直流故障自清除能力。但基于CDSM-MMC的光伏直流接入系统,在直流故障特性等方面与其他类型MMC构成的直流系统存在较大差异。为此,首先分析了联接变压器不同接地方式下的电容放电回路,阐述了直流故障对交流侧的影响。其次,在CDSM故障闭锁情况下,划分了MMC换流器端单极接地和极间短路时的故障阶段,建立各阶段的等值模型并求解。阐述了DC/DC换流器及光伏电源对极间短路故障回路的影响,并对DC/DC换流器侧的暂态过程进行了分析。最后,在PSCAD/EMTDC中建立基于CDSM-MMC的光伏直流接入系统模型,验证了分析结果的正确性。