基于固有模态能量熵的多端混合直流线路方向暂态保护研究

特高压多端混合直流输电线路首端整流侧边界、线路末端逆变侧边界不对称,T区边界不明显,线路保护故障区间的准确判别是目前亟需解决的重要问题。该文以昆柳龙特高压三端混合直流输电系统为研究对象,将保护元件安装于T区左右两侧,提出一种基于固有模态能量熵的多端混合直流线路方向暂态保护方法。论文分析特高压多端混合直流输电线路首端整流侧边界、线路末端逆变侧边界频率特性。根据T区两侧保护元件检测到的故障电流暂态能量的正负特性,提出T区左右两侧故障方向判据。利用互补集合经验模态分解(complementaryensembleempiricalmode decomposition,CEEMD)对故障暂态电流进行不同尺度分解,根据固有模态能量熵提出线路首端整流侧及线路末端逆变侧区内、外故障判据,解决了提取单一信号频带检测故障的局限性。分析和仿真结果表明,该保护方案仅利用T区左右两侧的保护元件就能实现特高压多端混合直流输电线路全线速动保护,且具有较好的耐受过渡电阻能力。

大规模风电场并网暂态保护技术综述

大规模风电场并网会出现频率偏移、弱馈性和高谐波等暂态稳定问题,对系统的安全运行造成影响。因此,很有必要研究大规模风电场并网暂态保护技术。对大规模风电场的并网技术和暂态保护技术进行了全面评述,分析了每种并网技术的拓扑结构,对比了基于双馈异步风力发电机、直驱永磁同步发电机、传统同步电源系统3种发电系统的故障特性,同时阐述了陆上风电场和海上风电场暂态量保护的研究现状,最后对未来大规模风电场的暂态保护的发展提出了展望,可为未来风电场并网的研究提供参考。

±800kV特高压直流输电线路单端电气量暂态保护

高压直流(high voltage direct current,HVDC)输电线路两端的平波电抗器和直流滤波器构成现实的边界元件,对暂态电压高频分量呈带阻传变特性,来自直流线路区外的高频电压信号通过平波电抗器和直流滤波器后被衰减,其能量显著减小,不同频带的高频电压信号小波能量可应用小波变换求得。利用区内、外故障时于保护安装处获得的暂态电压小波能量的显著差异来构造直流输电线路区内、外故障判据;利用故障暂态电压小波变换模极大值,构造启动判据;利用正极和负极暂态电压分别与+800和-800kV的相关系数,构造雷击干扰识别判据;利用两极线极波,构造故障选极判据。给出了特高压直流(ultra high voltage direct current,UHVDC)输电线路单端电气量暂态保护方案。对该保护进行了大量仿真分析,计及了雷击干扰、边界上避雷器动作、不同过渡电阻、换相失败故障等因素的影响。仿真结果表明,该保护具有绝对选择性,能可靠有效地保护直流线路全长。

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。

高压直流输电线路暂态保护分析与展望

现时高压直流输电线路保护广泛采用ABB或西门子保护方案和配置。通过对ABB和西门子行波保护动作特性仿真结果分析及运行经验表明,二者保护方案无法可靠、灵敏地切除高阻接地故障,且易受噪声等外界信号干扰。同时,对国内外直流线路暂态保护的新思想进行分析总结,提出了提高高压直流输电线路暂态保护抗过渡电阻能力及区内、区外故障暂态分析所必须解决的几个关键性问题,为日后高品质直流线路保护判据的提出提供研究方向。

基于小波分析的特高压直流输电线路双端电压暂态保护

分析云广直流输电线路和边界的频率特性,结果表明当故障发生点与保护安装点的距离大于一定值时,线路对某频率的高频信号衰减作用将大于本侧边界对该频率高频信号的衰减作用,据此提出用保护元件区分对端区内外故障的特高压直流线路暂态保护原理。分析和仿真试验表明该暂态保护原理能够保护线路的全长。通过比较两端检测到的故障暂态信号,判断故障位置更靠近整流侧还是逆变侧;对检测到的对端故障电压暂态信号进行多尺度小波变换,利用高频段小波能量与低频段小波能量不同构造区内外故障判据;根据故障后两极线上暂态电压之间的差异构造故障选极判据。仿真结果表明所提方法具有良好的反映过渡电阻的能力。

特高压直流输电线路单端电流方向暂态保护

提出一种特高压直流输电线路单端电流方向暂态保护方法。来自特高压直流输电线路本侧区外和来自对侧的故障电流在突变方向上具有明显的差异,据此判断故障信号来自对侧还是本侧区外;如故障信号来自对侧,则利用希尔伯特黄变换求出故障信号的第一个固有模态函数(IMF1)瞬时频率,提取瞬时频率最大值从而判断故障位于对侧区内还是区外。给出一种特高压直流输电线路单端电流暂态保护方案。在PSCAD仿真平台上对提出的方法进行仿真验证。

一种特高压直流输电线路单端电压暂态保护原理

平波电抗器、直流滤波器、PLC滤波器构成特高压直流输电线路现实边界。分析特高压直流输电线路边界以及特高压直流输电线路的频率特性,研究特高压直流输电线路以及边界对故障暂态电压信号高频量的衰减作用。分析现有特高压直流输电线路暂态保护原理的保护范围,指出现有利用保护元件区分本侧区内外故障的特高压直流输电线路暂态保护原理并不能实现特高压直流输电线路全线保护。综合考虑特高压直流输电线路边界和线路对故障暂态信号高频量的衰减作用,提出利用保护元件区分对侧区内外故障的特高压直流输电线路单端电压暂态保护原理。建立云广特高压直流输电系统实际参数仿真模型,对所提出的特高压直流输电线路单端电压暂态保护原理进行仿真验证。

高压输电线路暂态保护的发展与现状

基于故障高频暂态量的高压输电线路保护具有响应快、准确度高、不受工频振荡、过渡电阻等影响的特点,文章介绍了故障高频暂态量的产生原因及特点,综述了基于暂态量的保护发展及现状,分析了目前存在的一些问题,结合新技术在电力系统中的应用,介绍了基于暂态量保护技术的发展前景。

±800kV特高压直流线路暂态保护

在对±800kV特高压直流系统的线路故障、区外故障、雷击等暂态过程的暂态特征进行理论研究的基础上,利用小波变换对各种暂态电压进行了多尺度分析,分析结果表明,暂态电压故障分量的谱能量分布特点揭示了对应暂态过程的内在特征,利用这些特征构成暂态保护判据可以可靠地识别直流线路故障;通过PSCAD/EMTDC的大量仿真计算,验证该原理可靠性高、动作速度快,满足特高压直流线路保护快速、灵敏、可靠的要求。

基于形态学的特高压直流输电线路单端电流方向暂态保护

提出一种基于形态学的特高压直流输电线路单端电流方向暂态保护方法,根据故障电流行波方向判定故障发生在本侧区外,或者本侧区内/对侧区外,根据边界及线路对高频信号的衰减特性判定故障发生在本侧区内还是对侧区外。利用整流侧保护安装处获取的故障暂态电流信号结合多分辨形态梯度(MMG)变换,提取电流信号在突变点的极性,提出电流方向元件原理及判据。对整流侧保护安装处检测到的暂态信号进行形态谱运算,并将形态谱归一化后的值转换到频域,通过比较在频域内的形态谱判断故障在对侧区外还是本侧区内。仿真结果表明所提方法能准确区分本侧区外、本侧区内和对侧区外故障,实现特高压直流输电线路全线保护。

解耦变换在电力系统暂态保护中的应用研究

电力系统暂态保护具有响应快、准确度高、不受工频振荡及过渡电阻影响等特点.相模解耦变换是实现暂态保护的关键技术之一.本文给出了解耦变换的概念,详细分析了暂态保护中各种解耦变换的特点,并提出了新的解耦变换对称分量变换.仿真实验论证了研究结果的正确性.

利用小波分析实现EHV输电线路单端量暂态保护的研究

介绍了连续小波变换定义、基于多分辨分析的Mallat快速小波分解算法。基于超高压 (EHV)输电线路故障暂态电流的特点和暂态保护的基本原理 ,充分利用小波分析的时频局部化特点 ,建立了基于小波分析的暂态保护启动判据和跳闸判据。借助EMTDC仿真分析软件 ,研究了一实际电网EHV输电线路故障电弧特点和在不同故障条件下保护判据的有效性。结果表明 ,基于小波分析的暂态保护方案是可行的。

利用保护元件区分对侧区内外故障的特高压直流输电线路双端电压暂态保护原理

平波电抗器、直流滤波器、PLC滤波器构成特高压直流输电线路现实边界。分析特高压直流输电线路以及边界的频率特性,研究特高压直流输电线路以及边界对故障暂态电压信号高频量的衰减作用,得到当故障发生点与保护安装点的距离大于-1/aln G(jω)时,线路对频率为ω/2π高频量的衰减作用将大于边界的衰减作用的结论。证明特高压直流输电系统整流侧和逆变侧关于直流输电线路中点对称,提出利用保护元件区分对侧区内外故障的特高压直流输电线路双端电压暂态保护原理和动作判据,该原理能实现特高压直流输电线路全线保护。建立云广特高压直流输电系统实际参数仿真模型,对所提出的特高压直流输电线路双端电压暂态保护原理进行仿真验证。

电力系统暂态保护中小波基的选择与应用

电力暂态信号的识别、处理和利用是新一代继电保护,(暂态保护)技术发展的基础。小波变换在时域和频域内均有局部化能力,是电力暂态信号分析的强有力工具。文中研究和描述小波分析理论,探讨了小波基的特性,为电力系统常见暂态信号分析的小波基选择提供了依据。利用Matlab对一条500kV输电线路进行发生单相接地时故障定位仿真以及重合闸误动仿真,并利用小波分析中的模极大值和多尺度方法分析了仿真结果,结果证明了该选择的正确性。

基于信号复杂度的串补线路单端暂态保护

随着静态同步串联补偿器(static synchronous series compensator,SSSC)的不断发展及应用,其构成和控制的复杂化对传统超高压输电线路保护提出了挑战,需对含SSSC的输电线路保护原理进行深入的研究。为此,运用串补输电线路的频域模型,分析了串补输电线路故障时故障电流的频率特征。分析结果表明,当串补线路区内、外发生故障时,保护安装处获得的频率分量的含量明显不同。对串补线路区内、外故障时的暂态高频信号频率成分的复杂度进行仿真分析,根据信号复杂度的变化特征,提出一种适应于串补线路的单端暂态量保护新方案。仿真结果表明,该方案性能不受故障类型、故障位置、过渡电阻、故障初始相角和串补度的影响,且具有良好的适应性和灵敏性。

小波奇异熵在线路暂态保护和全线相继速动保护中的应用

利用小波信息熵的特点,将小波熵之一的小波奇异熵用于输电线路单端暂态量保护和全线相继速动保护中,提出了基于小波奇异熵的新型输电线路单端暂态量保护和全线相继速动保护方案。PSCAD/EMTDC仿真结果证明,文中提出的利用小波奇异熵构成的单端暂态量保护判据,不受故障位置、故障类型、过渡电阻及故障时刻的影响,具有良好的适应性和灵敏性。基于小波奇异熵的相继速动判据,克服了小波模极大值判据受被分析信号幅值的影响,具有更高的灵敏度,证明了小波信息熵技术在电力系统继电保护领域具有良好的应用前景。

基于小波能谱熵的单端量暂态保护的研究

区内外故障时暂态电流包含的各频率成分(特别是阻波器的阻塞频带内)对应的能量占总能量的比例各不相同,而小波能谱熵计算简单,对动态系统参数的微小变化具有独特的敏感性,算法具有实时性,且能反映电流在时域与频域空间的能量分布信息,所以利用小波能谱熵值的差异可以构成区分区内外故障的判据。基于ATP/EMTP的故障仿真结果表明:该保护判据能快速准确地区分区内外故障,并且不易受到故障位置、故障类型、过渡电阻、故障时刻等因素的影响,具有较好的适应性。

云广±800kV特高压直流输电线路暂态保护特征频带选取

利用保护元件区分对侧区内外故障的特高压直流输电线路单端电压暂态保护原理能够实现线路全长保护。提取故障暂态量的特征频带对基于此原理的特高压直流输电线路暂态保护的研究非常重要。结合云广特高压直流输电系统实际参数,利用PSCAD/EMTDC建立云广±800kV特高压直流输电系统仿真模型。根据云广特高压直流输电系统边界实际参数,得出线路边界透射系数阻带。分析各种类型故障信号的频率特性,得出位于边界透射系数阻带内的故障信号主能量频带。故障信号特征频带是主能量频带内,满足衰减规律——线路及边界对故障信号的双重衰减效果要强于单个线路对信号的衰减的故障信号所对应的频带,特征频带内的故障暂态量能准确反映故障位置,可以提取特征频带内的暂态量作为线路暂态保护的故障信号。

基于小波包变换的暂态保护在带TCSC输电线路中的应用

可控串补技术(TCSC)是柔性交流输电(FACTS)技术中的一项重要技术。本文分析了TCSC装置自身的特点和对传统线路保护的影响,提出了一种基于小波包变换的暂态保护新方案。该方案利用小波包变换来提取暂态信号中的多个频段的谱能量来实现区内外故障的识别。Matlab仿真结果表明,该方案应用于TCSC输电线路在各种故障条件下是可行的。