基于双馈机组风电场并入后的配电网保护研究

风能是一种清洁可再生能源,随着风力发电技术不断发展,风电机组数量及单机容量都在不断增加,这使得风电场对系统提供的容量比重增大,而且风速具有随机性,其控制也难于稳定,导致风场向系统提供的短路电流也在增大。随着风场大规模并网,对配电网的保护是不容忽视的。通过分析双馈风机特性及风机数学模型得知,传统的继电保护已不能满足要求,为此引入了自适应保护,在剖析其原理的基础上论证了自适应保护可应用于并入风电场后的配电网继电保护中。     

基于改进递归小波变换的超高压线路边界保护元件算法

在分析输电线路边界频率特性的基础上,提出了一种基于改进递归小波变换的超高压输电线路边界保护元件算法。采用改进递归小波变换分别提取高频和次高频2个不同中心频率的故障暂态电流分量,利用母线对地杂散电容和阻波器对高频暂态分量的衰减作用,根据2个不同频率分量的暂态能量比值来识别保护区内外的故障。采用PSCAD/ EMTDC对某500 kV超高压输电线路模型进行仿真,结果表明该算法基本不受故障位置、故障过渡电阻、故障类型和故障初始角的影响,能准确识别保护区内外故障。改进递归小波变换算法只采用历史数据信息,实时性好,计算量少,因此基于改进递归小波变换的超高压输电线路边界保护元件算法可提高计算速度,能够满足超高压输电系统高速保护的要求。     

超高压线路暂态保护中雷电干扰与短路故障的识别

未导致故障的雷击可能会造成超高压线路暂态保护的误动,对这种雷电干扰的识别是暂态保护实用化必须要解决的一个棘手问题。全面分析了输电线路中雷电干扰和故障情形的模量行波大小与行波波形,发现如下特征：感应雷作用下三相线路中的线模量远小于地模量;重型直击雷的波头部分和截波处都突变剧烈;轻型直击雷的波尾时间显著小于短路行波的持续时间。基于此,提出了轻型直击雷、感应雷与重型直击雷、普通短路故障的识别原理,以及利用小波变换的雷电干扰实用识别算法,大量EMTP仿真表明该识别原理可行、算法可靠,有望解决暂态保护在雷电干扰时的误动问题。     

市场环境下电力系统安全可靠性措施的经济当量

在竞争的电力市场中，由于各发电公司、电网公司、供电公司分属不同的经济实体，从而导致在系统运行和规划设计中对系统安全可靠性因素的考虑与传统电力系统存在巨大的区别。该文针对市场环境下电力系统的安全可靠性问题，从电网运行、电网规划、辅助服务等几方面进行了探讨。文中指出：电力系统中的安全可靠性将融入经济性中，传统的安全可靠性指标将不再单独存在，而只是作为可能给相应公司带来经济利益的一种措施：安全可靠性措施的经济当量是指实施某一项安全性措施所能带来的经济利益与其实施成本之差，即安全性措施的实施效益；传统电力系统中的某一安全可靠性指标在市场环境下是否会得到执行、执行到何种程度将取决于其经济当量值，只有当其经济当量值大于零，该安全可靠性校验措施的执行才是可行的。在对各类安全性校验措施实施后所导致的后果分析的基础上，文中提出了电力系统运行和电力系统规划设计中安全可靠性措施经济当量的计算模型。经济当量的提出为市场环境下电力系统安全可靠性的经济化实现提供了新的思路。     

基于统计学特征的西北电网新能源资源特性分析

为了充分释放新能源发电潜力,挖掘西北新能源资源在电力保供方面的潜力,基于西北电网新能源多年历史运行数据,采用统计学特征的方法,分别从保证出力、波动幅度以及时空转移概率等角度,全面、系统性分析了西北新能源资源特性。研究成果为西北电网新能源规划布局、高效消纳以及安全稳定运行提供了依据,也可为全国其他区域新能源资源特性分析提供方法借鉴。     

含小水电群的配电网网损分摊研究

在含小水电群的配电网网损分摊计算中,由于边际网损系数法未考虑平衡节点及平衡节点选取不同对分摊结果的影响,提出边际网损系数法与支路耗散功率转归分量法相结合的网损分摊方法。首先从电路定律出发,利用诺顿等值将所有电源等效成节点注入电流,基于支路耗散功率转归分量法得出包含平衡节点的各电源节点应分摊的网损,然后利用边际网损系数法得出除平衡节点外的其他各节点分摊的网损。最后对含小水电的陇南地区电网进行了计算分析,将文中所提方法与传统的改进平均网损分摊法进行对比,验证了所提方法的可行性。     

含分布式风力发电的配电网电压稳定性研究

针对风电场接入配电网后,对配电网的电压稳定性带来的影响进行了研究.首先通过对两节点线路电压的理论分析,建立用于评价电压稳定性能的指标VSI(Voltage Stability Index).然后,考虑在风电功率波动和负荷波动的运行情况下,通过计算配电网各节点的VSI指标,分析配电网各节点的电压稳定性能.最后,在电力仿真软件DIgSILENT上搭建了IEEE13配电网络和风电场的模型,仿真研究结果显示出VSI不仅能够正确地指示配电网各节点的电压稳定水平,而且能够判断风电功率波动、负荷波动对配网节点电压造成的影响程度.     

含风场的多分布式电源接入配网线路保护的研究

分析了含分布式风场的多分布式电源的配电网支路故障电流特性,对故障定位矩阵算法进行改进优化。该方案对含分布式电源支路进行改进,首先采用故障正序和负序分量幅值之和初始突变量来定位故障相关区域,其次通过比较线路两侧电流幅值变化特性来定位故障。对综合幅值判据进行简化,在实际中采取对含分布式电源支路保护方案进行改进,其他支路保存不变方式减少了设备、节约成本,并且可以定位故障区段。在PSCAD/EMTDC平台上搭建配网模型,在对称及不对称负荷情况下对保护算法进行验证,试验结果证明方案的有效性。     

电力电缆绝缘在线监测测量方法及判据设计

为了寻求简易而又实用的鉴别电缆故障的方法,提出了双端接地单相电力电缆、三相电力电缆以及多接地点单相和三相电力电缆接地电容电流的测量方法及绝缘状况的判定依据,设计了测量装置并已制成样机。此外,为了验证该方法及判据的有效,详细介绍了仿真模型。     

用接地线电流法进行电力电缆绝缘在线监测的仿真计算

为单相电力电缆接地电容电流、三相电力电缆接地不平衡电流建立了电缆的分布参数仿真模型,计算了电力电缆在运行条件下其接地电容电流、接地不平衡电流对电缆绝缘缺陷状况反映的有效性与灵敏性。仿真结果表明,在线监测得到的接地电容电流或接地不平衡电流与绝缘缺陷有很高的正相关性,并且灵敏性较高,其灵敏性与电缆负载、缺陷位置等有关,三相电力电缆接地不平衡电流反映缺陷的灵敏度要明显高于接地电容电流。开发的基于ATP的仿真模型及相应的Matlab分析软件可以作为一种良好的学习型软件,用以指导现场在线监测测量结果的分析及故障部位的确定。