基于多元暂态特征故障度的配电网单相接地选线方法

针对配电网发生单相接地故障时电流较弱、故障条件复杂、现有的故障检测技术性能不可靠的问题,提出一种利用基频移频的多元暂态特征故障度配电网单相接地选线方法。为了保留暂态特征的全景性,去除暂态零序电流中的基频分量,采用希尔伯特变换对暂态零序电流解析信号进行计算。之后,引入位移因子去除基频,保留所有的瞬态特征,并计算了3种典型瞬态特征指标。最后,采用Copula计算瞬态特征随机变量的联合分布密度函数并计算各线路的故障度,选择故障程度最大的馈线作为故障馈线。建立不同故障条件下的径向配电网样本模型、电弧故障模型以及风机和光伏模型的IEEE 34节点测试系统,验证了所提方法的有效性。

基于暂态特征提取的二次回路故障预警技术研究

二次回路线路构成相对来说较为复杂,容易发生故障的情况,但是由于整体构成较为复杂,因此导致预警存在一定的难度,对预警的精准性提出了更高的要求。为了进一步提升二次回路故障预警技术应用的有效性,可以将暂态特征提取作为核心内容之一展开研究与设计,本文提出了基于暂态特征提取的二次回路故障预警技术以降低出现故障的情况,为后续故障预警提供支持。

灵活接地系统小电阻退出暂态特征及对暂态故障选线方法影响

灵活接地系统发生高阻接地故障时,中性点小电阻并联阶段保护往往拒动,仍需考虑小电阻退出时的暂态特征对已有暂态故障选线方法的影响。并联小电阻退出时伴随一定的暂态过渡过程,文中针对此过程建立灵活接地系统单相接地故障暂态等值电路。分析了并联小电阻退出时系统各暂态电气量特征、不同故障情况对暂态电气量幅值的影响、暂态零序电流与暂态零序电压的约束关系,明确并联小电阻退出后暂态量对暂态故障选线方法稳定性的影响。当灵活接地系统高阻接地故障小电阻退出时,产生的暂态电气量将导致暂态幅值比较法、暂态极性选线法、暂态功率方向法误动,但暂态零序电流投影法选线正确,仿真验证了分析结果的正确性。

基于统计信息系数和Wasserstein生成对抗网络的风火系统暂态特征选择与两阶段稳定评估

为实现含新能源电力系统暂态稳定的在线更新,降低新能源机组出力、电压等特征对评估准确率的影响,提出基于统计信息系数和Wasserstein生成对抗网络的暂态特征选择和两阶段稳定评估模型。首先,改进最大信息系数中的网格划分方法,建立基于Pearson相关系数和统一信息系数的混合Markov决策模型,对风火系统暂态特征进行数据分析与特征选择。其次,以Wasserstein距离代替传统生成对抗网络中的JS散度,提出基于Wasserstein生成对抗网络的暂态稳定模型在线更新方法。同时依据一阶段暂态稳定评估置信度将样本划分为安全域样本与非安全域样本,提出一种两阶段暂态稳定评估方法。最后在改进的IEEE 39节点、IEEE 118节点系统中将所提方法与传统方法进行了对比,结果表明所提方法的暂态稳定评估准确度有所提高,且计算速度有所加快。

跨线相继接地故障暂态特征与暂态选线方法适用性

目前,针对小电流接地系统单相接地故障特征的理论分析已经成熟,但对两点相继接地故障暂态特征的研究较少,其与普通单相接地故障的暂态电气量差异以及已有暂态选线方法的适用性尚不明确。针对小电流接地系统跨线同名相和异名相两点相继接地故障暂态特征问题,建立了后发低阻接地故障暂态等值电路,对故障线路暂态特征进行理论分析并与其单独接地时暂态电气量进行了比较,得到了故障线路暂态特征随不同故障条件(过渡电阻、线路电感、系统对地电容、后发故障相)的变化规律,证明了部分暂态选线方法不再适用于后发接地故障并提出了基于连续检测的选线方法。最后,通过数字仿真和现场数据验证了文中分析结果的正确性。

多端柔性直流电网线路故障暂态等值电路及暂态特征分析

线路保护问题是柔性直流电网进一步发展的瓶颈,故障后的等值电路及暂态特征作为线路保护的理论基础亟待系统性分析。该文利用换流器与输电线路的暂态模型和故障点的边界条件,建立线模–零模解耦后的暂态等值电路,得到故障行波传递到故障线路端口、直流母线和非故障线路端口的传递函数,分析初始故障行波的暂态变化特征。此外,通过分析故障行波在感性线路端口和故障点间的多次折射和反射,得到故障行波在线路端口反射和故障点折射、反射后波形的方向和幅值变化规律,并分析在故障点线模和零模之间的混叠现象。最后,在PSCAD/EMTDC搭建四端仿真模型,通过理论计算值和仿真模拟值的对比分析验证正确性,并分析换流器、限流电抗器等器件参数变化时波形的变化特点。

单相接地故障零模暂态特征的仿真分析

提出了一种基于线路分布参数的小电流接地系统的高精度故障模型,用于分析单相接地故障产生的暂态信号特征及进一步完善基于暂态信息的小电流接地故障选线判据。该模型采用一带有6回10kV架空出线的110kV变电所,利用电磁暂态程序EMTP对不同的故障情况进行了全面的仿真和分析。通过分析仿真数据,得到了如下主要故障暂态特征:特征频带(SFB)内,所有健全线路阻抗和故障线路检测的背后阻抗均呈容性;暂态零模电流频率较为集中,主谐振频率位于SFB内;特征频带内,故障线路零模电流幅值比健全线路大,且极性相反。对由于中性点装设消弧线圈、过渡电阻不同、故障点位置不同以及故障初始角不同对故障暂态的幅值特征和相位特征产生的影响也一并做了讨论。

输电线路感应雷击暂态特征分析及其识别方法

该文对架空输电线路感应雷电冲击所产生的暂态过程进行了详细的分析,并由此引出其对基于暂态量保护所造成的影响;对输电线路感应雷击与短路故障的不同暂态特征进行了深入的分析和比较;在此基础上,给出了一个识别输电线路感应雷击暂态量的方法,该方法利用暂态量的线模和零模信息构成判据,能够有效地区分感应雷击暂态量和故障暂态量。大量的 EMTP 仿真计算结果表明,所提出的判据是正确、有效的,能作为附加判据用以提高基于暂态量保护的抗干扰能力。

输电线路雷击的电磁暂态特征分析及其识别方法研究

雷击未造成故障引起的行波,在多次折、反射后将最终要衰减为零,因此其表现在时间轴上为正负交替变化,而雷击造成故障与线路故障引起的行波在故障后较短时间内变化趋势总的来说是单调的。根据这一特征,文中用一条直线对故障后的行波进行拟合,并进一步提出了波形一致性系数的概念,依此系数的大小来判断行波是故障行波还是非故障行波。该方法的理论基础较为直观,并通过大量的暂态仿真验证了论文所提出的新方法可靠、有效,而且该方法适用于一切暂态量保护的雷击干扰识别。

基于暂态特征贴近度匹配的家用负荷识别

家用负荷识别可以指导用户合理安排用电时间,响应峰谷电价,同时可为电力系统需求侧管理方案的制定提供依据。针对现有方法多采用负荷稳态数据作为特征值的不足,考虑家用负荷开、关时暂态特征的独特性,提出了一种利用家用负荷开、关时的暂态功率特征贴近度来匹配家用负荷的方法。首先,建立家用负荷暂态特征标准化模板;然后,计算出采集信号与标准化模板间的贴近度作为隶属度;最后,按照综合隶属度最大原则进行识别。该方法原理简单、易于实施,实测结果验证了该方法的准确性和可行性。

应用有限元分析电力变压器绕组匝间短路的暂态特征

电力变压器做为变电站的关键核心设备,是电力系统安全稳定运行的基础,直接影响着供电可靠性。为了通过数值仿真方法重现电力变压器绕组单匝短路时的暂态过程,从而探讨验证故障机理,预测短路电动力,寻找与变压器绕组匝间短路密切相关的电气状态量,作者采用ANSYS Electronics Desktop有限元仿真软件建立与实际变压器一致的“场-路”耦合仿真模型,将变压器的空载损耗、空载电流、负载损耗及短路阻抗等性能参数的仿真值、解析计算值以及试验值做对比,在验证模型可靠准确的基础上,仿真研究变压器二次绕组在轴向与径向不同位置发生单匝短路时电磁参数、线匝受力和绕组损耗等暂态特征,并分析参数最大变化率及对外显示敏感程度,为变压器抗短路能力提升措施的研究提供理论依据,以及为配电变压器匝间绝缘在线监测、故障诊断与保护控制提供有利帮助。

超高压输电线路的故障暂态特征提取及故障类型判断

针对故障后分析中对故障特征准确提取的需求,通过分析超高压输电线路中故障暂态的本质特征,运用信息理论的观点,并结合信息熵测度和复杂性测度的特点,提出了基于复合信息测度的故障信号暂态特征提取算法。该算法能从不同的暂态分量角度对不同工况下的故障特征进行分析,解决了在故障初始角接近0°、高频故障暂态微小的工况下暂态特征的提取问题,从而为各种工况下基于暂态量的故障分析提供了特征信息。将该算法应用到故障后分析的故障类型判断中,验证了算法的有效性和准确性。

分子马达随机跃迁暂态特征

用主方程方法研究分子马达一维周期性四态等间距随机跃迁模型,得出在任意位置任意时刻马达几率分布的解析表达式;讨论了分子马达随机跃迁的暂态特征及其特征时间,得出几率随时间的演化规律由跃迁速率常数和初始条件共同决定,而到达稳态的特征时间只由跃迁速率常数决定.

电网低频振荡扰动源线路暂态特征频带选取算法

为了有效利用线路暂态特征频带包含的故障信息,准确选取线路暂态特征频带,使得频率在该频带内的暂态分量可有效体现电网低频振荡扰动源位置,提出电网低频振荡扰动源线路暂态特征选取算法.分析了线路边界频率特性,获取线路暂态特征频带上限约束值.将电网低频振荡扰动源线路的始端和末端当成端口,通过二端口网络方程获取线路等值阻抗,对暂态特征进行分析.在此基础上,通过矩阵束法对不同线路电流频率分量和频率分量相位进行提取,按照升序顺序排序,对不同频率分量相位进行比较.将与90°相角相应的频率当成频带上限,完成对电网低频振荡扰动源线路暂态特征频带的选取.实验结果表明:所提算法可得到线路暂态特征频带选取结果,获取电网低频振荡扰动源位置;和特高压直流输电线路暂态保护特征频带选取算法与基于暂态相电流特征分析的故障选线算法相比,所提算法选取结果和实际结果间的误差最小.可见所提算法暂态特征频带选取结果准确.

改进暂态特征突变量的小电流接地系统选线仿真研究

应用小波包良好的频域分频特性,对配电网发生单相接地故障后的线路暂态零序电压和零序电流进行分解,得到其在不同频段的特征量,并利用暂态量突变特征最明显的频带作为特征频带,故障线路与非故障线路小波包分解系数的差别采用计数累加的算法实现故障选线。同时,为了避免弱故障时暂态分量过小引起的误选,结合零序电流有功分量法对弱故障进行判断,进一步提高了选线的正确性。通过仿真结果证明了提出的判据抗干扰能力强,即使在电压过零短路、高阻接地时仍可保持较高的可靠性。

利用暂态特征分析小电流接地故障选线的研究

单相接地故障在小电流接地系统中出现比较频繁,尽快地选出故障线路对电网运行有重要意义。本文在分析小电流接地系统发生单相接地时暂态特征的基础上,根据系统不同工况,提出了一种智能选线方法,能够自动选择是应用小波变换中信号奇异性检测故障突变方法还是用小波包分析的瞬时极性比较法,从而达到最佳选线目的。仿真结果表明此方法可以准确地实现单相故障选线。

考虑负荷暂态特征的储能系统控制策略研究

由于负荷状态暂态行为会影响分布式发电系统与配电网所构成大电网的暂态稳定性,因此通过与数据库中负荷特征进行匹配实现对负荷状态暂态行为作出分析描述,在分析负荷暂态特性的基础上进行储能系统控制。在对分布式发电储能系统的控制策略研究中,采用Buck/Boost双向变换器为拓扑结构为模型,并在考虑电网用户负荷的瞬态特性以及保证电网与分布式电源接口的直流母线电压稳定特性下,对储能系统进行单独的控制设计。仿真结果表明所设计的储能系统控制策略在分布式发电功率变化下,接口输出电压都能满足不同用户负荷的需求。

粒子随机跃迁运动暂态特征的研究

非平衡环境中,粒子运动的暂态是稳态的必经阶段,为了研究暂态与稳态的关系,从随机主方程出发,利用特征根方法,以四态模型为例,讨论了粒子一维周期性随机跃迁运动的暂态特征及其特征时间,得出结论:几率随时间的演化规律由跃迁速率常数和初始条件共同决定,而到达稳态的特征时间只由跃迁速率常数决定,与初始条件无关。

单相断线坠地故障暂态特征及暂态选线方法适用性

配电线路断线坠地故障发生概率较大,且易引发人身触电、火灾等事故,其与普通单相接地故障的暂态电气量差异及已有暂态选线方法的适用性尚不明确。根据故障边界条件构建了小电流接地系统单相断线坠地故障等值电路,初步分析了理想场景下断线瞬间、接地瞬间暂态零序电压/电流特征,单相断线坠地故障暂态电气量与普通单相接地故障的差异以及已有暂态电流幅值/极性比较、暂态功率方向等选线方法的适用性。仿真结果表明,断线、接地瞬间均存在明显的暂态过程,其暂态特征与普通单相接地故障存在一定差异,但在特征频段内,断线及接地瞬间的暂态电气量约束关系与普通单相接地故障一致,已有暂态选线方法仍然适用,不过利用断线瞬间产生的暂态电气量进行选线灵敏度较低。最后,利用仿真对选线方法的适用性进行了验证。

基于分形缝隙的短波突发信号暂态特征提取

对信号的暂态特征提取有利于通信电台的个体识别。针对分形维数在特征提取中存在的非普适性问题,提出了基于分形缝隙的短波突发信号暂态特征提取方法,该方法以幅度值为尺度计算缝隙值作为暂态特征,与分形维数相比,可以更有效地描述信号的暂态特性。在高斯白噪声和短波信道下进行了仿真分析,实验结果验证了缝隙值作为暂态特征的有效性。