高压直流输电系统接地极不平衡保护改进措施研究

接地极是高压直流输电系统中最重要的组成部分之一。为了提高接地极保护可靠性,根据接地极线路参数及运行特性,提出了一种基于纵联差动保护原理的接地极不平衡保护方法。该方法将互感器装设在接地极引线的近站端和极址端,给出了纵差保护方案和保护判据,优化了保护动作策略,分析了保护动作特性。仿真结果表明,提出的接地极不平衡保护能准确辨识故障类型,准确动作隔离故障,有效降低直流系统停运概率。     

基于VMD-Hilbert变换的故障行波定位研究

针对现有行波检测方法中小波变换和希尔伯特黄变换的不足,提出一种基于VMD-Hilbert变换的故障行波检测方法。通过对行波传感器采集到的故障行波信号进行VMD分解,利用Hilbert变换提取模态分量的特征量来标定初始波头的到达时间。针对行波定位精度受波速不确定性影响的问题,基于故障初始行波零模分量和线模分量波头的到达时刻,提出一种与波速无关的双端定位算法。ATP/EMTP仿真结果表明,VMD-Hilbert行波检测方法能有效标定行波波头时间,定位算法无需知道故障发生时刻和故障反射行波波头的到达时刻,进一步提高了故障定位的精度。     

特约主编寄语

当前,以广泛互联、智能互动、灵活柔性为技术特征的能源工业互联网正在蓬勃发展。随着大量终端设备及多元用户接入电网并逐步构建了开放互动的网络环境,电力系统终端的安全防护受到空前挑战。在原生安全层面,我国电力终端中高端主控芯片几乎完全依赖进口,低端主控芯片主要采用国外CPU内核,不仅存在原生安全隐患,而且一旦发生技术进口限制,可能制约国内电力终端的生产、升级和运行维护;在系统安全层面,电力系统主要依赖网络隔离、边界防护、专用系统和私有协议等常规措施保障网络安全,电力终端缺乏主动免疫能力,难以识别和抵御多样化攻击,存在边缘计算的安全防护短板,近年来国际上已经发生了多起针对电力系统的网络安全事件。     

智能电网技术（1） 智能电网及其发展趋势

发展具有中国特色的坚强的智能电网是应对未来电网发展所面临的新形势,是构建稳定、经济、清洁、安全的现代能源供应体系的客观需求。本刊特邀长沙理工大学电气与信息工程学院博士、教授、院长曾祥君及研究生胡晨旺、王阳等介绍《智能电网技术》,共分7讲,从本期起连续刊载。     

基于.NET平台的分布式电气主设备状态监测系统

提出了一种基于Internet/Intranet Web服务的,对电力系统一次主设备进行状态监测和故障诊断的整套方案。将网络技术引入电气主设备的数据采集与诊断决策系统中,有效获取电气主设备的实时状态信息。重点阐述了电气主设备的监测对象、内容和状态监测系统的网络安全策略,并提出了以3层B/S为主体架构的状态监测系统的总体方案。基于.NET平台开发了一套适用于分布式环境,并能同时对整个地市局区域的各个厂站电气主设备进行远程实时监测和运行状况诊断的软件系统,为分析和诊断电气主设备的故障提供了准确的依据。     

选择性发电机定子单相接地保护方法

在深入分析发电机对地泄漏电流(即3倍中性点侧零序电流与机端出线侧零序电流之差)的基础上,提出了一种通过比较发电机定子单相接地故障时各发电机泄漏电流的大小或方向进行保护的发电机定子接地保护新方法。该方法利用发电机对地泄漏电流的基波分量和3次谐波故障分量,分别判断单相接地点是否在本发电机定子绕组内部,实现100%定子接地保护。EMTP仿真分析表明该保护方法能有效检测定子单相接地故障和准确判断接地故障发电机,适用于各种中性点接地方式,具有鲁棒性强、准确度高等特点。     

基于CEEMD和NTEO的故障行波定位方法

针对传统行波检测方法中定位不准确、计算量大等问题,提出了一种基于补充总体平均模态分解(complementaryensembleempiricalmodedecomposition, CEEMD)和改进型Teager能量算子(novelTeagerenergy operator,NTEO)的行波定位方法。该方法采用CEEMD算法来分解故障行波信号,滤除故障信号中的低频分量。然后采用NTEO能量算子对分解后的信号进行差分运算,增强行波波头的突变特征,实现故障行波波头的精确标定。仿真结果表明,所提方法能够精准地标定故障行波波头,并且有良好的去噪能力。与传统方法相比具有更好的检测效果和更小的定位误差,可以有效地提高配电网行波定位的精确性。     

并阻尼谐振接地系统对地参数测量与高阻故障选线新方法

针对谐振接地系统对地参数测量不准确以及高阻接地故障选线困难的问题,提出了并阻尼谐振接地系统对地参数测量与高阻故障选线新方法。基于消弧线圈并联阻尼电阻的投切特性,利用投切阻尼电阻前后零序电压幅值与相位的变化关系,测量系统对地电导与电容参数。在系统正常运行时,通过调整并联阻尼电阻值大小,测量各馈线零序导纳值。在发生接地故障后退出阻尼电阻,测量故障后各馈线零序导纳值,可消除系统参数不对称、互感器采样不同步的影响,主动构造故障前后各馈线的零序导纳相角差,实现故障线路的准确判别。在PSCAD仿真环境下对所提方法进行验证,结果表明：所提方法能够精确测量对地电导与电容参数,测量相对误差不高于0.6%;在不同馈线、不同过渡电阻下发生接地故障时,能准确判别故障线路,耐过渡电阻能力达10 kΩ。     

基于系统聚类分析的馈线接地保护

馈线接地保护是小电流接地系统中长期存在的难题。为深入挖掘故障信息的本质特征和内在规律,对多源故障信息进行有机综合处理,文中介绍了样本相似性量度和类间距离的计算方法,给出定量判定聚类有效性的方法,寻找出适用于馈线接地保护的最佳系统聚类算法;提出了系统聚类故障检测的模型与方法,根据零序导纳法、负序电流法、零序电流法、接地故障电阻法等多源故障信息的相似性程度,即空间距离的远近进行保护判断。EMTP仿真分析表明该方法具有较高的保护精度和鲁棒性,能满足配电自动化的要求。     

补偿电网中性点位移电压异常的原因及对策

分析和探讨了补偿电网中性点位移电压异常的原因及危害,讨论了电网的网络结构、运行方式对中性点位移电压与自动跟踪消弧装置结构及调谐和运行方式对电网中性点位移电压(如电网不对称度、电网阻尼率等)的影响。基于电网运行、消弧装置结构和调谐运行方式诸方面的研究分别对补偿电网中性点位移电压采取了控制措施(如调整电网结构,加大消弧线圈补偿回路的阻尼率等)。