应对直流电源丢失问题的中压变电站二次系统性能提升方案及远方冗余保护新判据研究

我国对中压变电站每个间隔一般只配备一套保护系统,采用保护测控一体化设计,且多套保护共用一套直流系统。则当保护用直流电源丢失后,所关联的多个间隔将同时失去对应的保护功能。此时一旦发生故障,只能依靠远后备保护进行故障切除,带来故障影响范围过大以及故障切除动作时间过长的问题。为此,该文提出两种高性价比的中压变电站二次系统性能提升方案,为实施基于远方跳闸的单元式线路远方主保护奠定物质基础。在此基础上,提出完全不依赖多端数据同步对时、基于补偿电压模量比较的远方冗余保护实用化新判据,以有效应对保护用直流电源的丢失问题。理论分析与仿真结果表明,所提保护新判据无需严格多端数据的同步,且覆盖区域内部分数据不完整或暂时不可达时也有望实现快速的选择性保护。此外,判据具有较高的灵敏度,与原有距离I段保护共同组成的应急主保护能有效覆盖线路大部分故障,其选择性及动作速度均高于距离II段保护。

基于故障分量瞬时功率相空间轨迹识别的线路纵联保护新原理

纵联差动保护具有高选择性、全线速动的优点,广泛应用于220kV及以上高压输电线路,其动作性能显著优于其他纵联主保护,在现场应用中逐渐居主导地位。但是,采样数据同步对时误差、可控高抗补偿度不确定等因素将对该保护的性能产生较大的不利影响。针对上述问题,基于相空间轨迹识别的思路,提出一种具备抗同步对时误差能力的线路纵联保护新原理:首先从理论上验证了相空间重构法应用于线路保护的可行性,选取故障分量瞬时功率作为重构相空间的一维时间序列,分析了系统不同工况下相空间轨迹的变化规律,进而设计了一种基于相空间轨迹识别的线路纵联保护新判据。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,所提新判据具有免整定、超快速动作,不受并联电抗器补偿度不确定影响,基本不受两侧数据失步影响,以及耐受高过渡电阻等优点。

应对全站采样信息缺失的应急保护系统

智能变电站的采样系统与GOOSE系统是两套相对独立的信息采集与传递系统。为了应对变电站全站采样信息缺失后变电站需立即退出运行或只能借助远后备保护进行完全非选择性保护的挑战,提出一种应对全站采样信息缺失的应急保护系统。该系统首先基于多端电流差动保护或方向保护原理界定大致故障区域,然后对双端和多端系统分别采用测量电抗百分比比较法和补偿电压相量推演比较法识别故障线路,并结合就地距离保护I段提出应对全站采样信息缺失的应急保护策略。理论分析与仿真结果表明:所提的应急保护系统可靠性及灵敏度高,具备对带过渡电阻故障的响应能力,能有效保障全站采样信息缺失后变电站继续运行及区域电网的安全稳定。

兼具高灵敏性与良好相移制动能力的多端广域电流差动保护判据研究

对以T接线为代表的多端线路而言,广域电流差动保护是其最为适用的主保护。但是,由于在地理上涉及多个变电站,多端广域电流差动保护往往面临着比基于专有通道的双端电流差动保护更为严峻的数据同步问题。针对上述问题,该文首先基于ρ平面法分析多端线路在不同同步误差下保护动作量的特征,研究在多端线路中同步误差对差动电流、制动电流幅值和相位的影响,进而提出一种适用于多端线路的广域电流差动保护制动电流的设计方法。为了兼顾判据对区内高阻故障的灵敏性要求及在数据同步品质变差时的耐受相移误差能力,进一步引入双K制动系数优化制动区域的形状和面积,并推演出制动系数整定方法,为多端线路差动保护的工程应用和推广提供新思路。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果证明,所提方法可在保证区内故障灵敏度不降低的前提下,提升判据在发生数据附加同步误差时的安全性。

应对CT断线的高压输电线路高可靠性应急保护方案

高压输电线路保护一般按双重化配置,具有较高的可靠性。但当电流互感器(current transformer,CT)断线导致其中一套保护闭锁时,仅剩单套保护。由于修复断线CT需要一定时间,在单套保护运行期间,线路保护的动作可靠性显著降低。为解决上述难题,在智能变电站的背景下,该文借助站域保护信息共享平台,获取本线路两端所连母线各进出线电流信息,构造多重化差动保护判据,并形成一种应对CT断线的高压线路高可靠性应急保护方案。理论和仿真分析表明,所提保护方案在上述应急场景下能够显著地降低保护的误动概率与拒动概率,并具备抗单个及多个CT异常的能力。

一种抗电流互感器饱和的工频变化量保护新方案

电流互感器(CT)饱和将导致传统工频变化量保护在线路故障时拒动,为解决该问题,该文首先分析工频变化量保护的工作电压与系统阻抗、故障电流变化量之间的关系以及电流互感器饱和对工频变化量保护动作特性的影响,进而提出一种基于系统最大、最小整定阻抗的抗电流互感器饱和的工频变化量保护方案。理论分析及基于PSCAD的仿真表明该算法不仅能够保持工频变化量保护原有的动作性能,还能在电流互感器饱和时准确动作。

提升配电网线路保护可靠性的远方保护及其与就地保护优化配合方案研究

在配电网中,线路保护一般仅采用单套配置的电流三段式保护,因此存在可靠性低、易受采样环节影响等问题。另外,大量分布式电源(DG)的接入,使得其中的瞬时速动过电流Ⅰ段保护范围显著缩小。为解决以上问题,该文充分利用线路及其所连接的母线背侧电流信息,构造多重化纵联保护判据,并提出具备抗采样异常能力的高可靠远方保护冗余跳闸逻辑,其中,保护判据利用超快速纵联保护算法来缩短判据计算时间,为信息上传、下达及处理环节留有足够的时间裕度,以实现远方保护与就地保护的有效配合。另外,充分考虑通信延时以及端子误碰或网络攻击带来的影响,提出基于智能断路器的保护跳闸逻辑,并在此基础上设计就地保护与远方保护最优配合方案。理论分析及仿真算例验证了该方案能有效地应对单个互感器出现干扰、饱和、断线等采样环节异常以及网络攻击的极端场景,提升了配电网保护的可靠性。

关于NA相依变量加权和收敛性的注记

评注了NA相依变量加权和收敛性的相关定理,借用杨善朝[11]的不等式,在比较简洁的条件下改善了已有结果,特别是不必要求同分布。作为应用,给出了NA相依样本回归函数的一个强相合估计。

关于广义Minkowsky不等式的注记

纠正了文[2]的关于广义 Minkowsky不等式的错误,推广了相应的结论。

关于复正定矩阵乘积迹的估计

讨论了复正定矩阵乘积迹的估计式 。

关于Hadamard乘积矩阵的一些性质的注记

对文 [1 ]的主要结论作了说明 ,给出 Hadamard乘积矩阵有关性质的更一般的结果 .

成交量与股价核回归分析模型

利用核回归方法 ,建立股票成交量与价格的非线性分析模型。作为模型的应用 ,提出强弱弹性指数概念。实证研究了若干支股票 ,揭示其量价变化的内在规律 ,较理想地获得其后市走势的展望 ,为股票市场的量价识别 ,提供一种新的分析技术。

基于波形相似度比较的线路快速纵联保护研究

针对基于工频量线路纵联保护动作速度受制于滤波算法数据窗以及抗干扰能力不足的问题,提出一种基于波形相似度比较的线路快速纵联保护算法。该方法利用故障发生后故障线路两侧波形间不一致形变的特征,通过Hausdorff距离算法对包括故障暂态时刻在内的任意时刻信号进行相似度比较,实现故障的快速识别和切除。该文结合算法特点提出对应的保护整定方法,并在整定的基础上分析算法的动作特性。针对原有Hausdorff距离算法受异常数据影响的缺陷,分析线路保护可能面临的异常数据特征,提出相应的改进策略。理论分析和仿真试验验证了所提算法的有效性和优越性。

基于建筑相变材料储能的微网综合能源消纳系统

为解决微网大容量、长时间尺度储能问题,提出一种新型的微网综合能源消纳系统,该系统利用集成于居民建筑内部的相变材料墙体储冷储热,在功能上取代空调的同时,实现微网富余能源消纳与削峰填谷功能。建立电气–热力联合模型,以购电费用最小化为原则,优化消纳系统的储能控制策略,并分析校验室内温度舒适性、微网–大电网交换功率与储能设备成本/收益等指标,指出利用建筑相变材料储能具有工程上和经济上的可行性。研究结果为长时间尺度下的微网综合能源消纳问题的解决提供参考。

关于稳定矩阵Kronecker积与Hadamard积的一些性质

讨论了稳定矩阵Keroncker积与Hadamard积的一些性质,得到了某些类型稳定矩阵的Ker-onecker积与Hadamard积是稳定矩阵的一些条件。

复矩阵的半正定性

研究了复半正定(非Hermite)阵的一些特征性质;讨论了复半正定阵的Kronecker积、Hadamard积及复半正定阵的复合阵的半正定性,得到了一些有用的结果,从而完善了矩阵的正定性理论。

不依赖于边界元件的架空型多端柔直电网就地测距式接地保护原理

针对VSC-MTDC线路上发生的接地故障,目前常用的故障处理方法缺乏选择性,容易发生重合于永久性故障、全网停运等问题,而现有HVDC线路保护、边界保护、通道型保护应用于无明显边界元件的远距离VSCMTDC时适应性不足。为解决上述问题,该文首先提出能够严格保障换流器的连续运行的前置数字滤波器整定方法,进而结合突变量方向启动判据和基于数学形态学的零–线模时差识别算法,形成一套能够不依赖于边界元件及双端通信的就地测距式单端量保护新原理。仿真结果表明,所提出的保护原理拥有良好的速动性及接近线路全长的保护范围,且在死区故障、高阻故障等不利工况下依然具有良好的动作性能。

基于连续时间马尔可夫链的继电保护装置动作行为预测模型

在继电保护可靠性评估中,使用保护装置状态的稳态概率进行状态枚举与后果分析,难以反映当前运行状态下保护装置的可靠性水平。该文建立了基于历史运行数据的继电保护装置状态转移模型,进而提出了基于连续时间马尔可夫链的时变概率算法,分析了不同保护可靠性参数对继电保护行为预测模型的影响。最后根据模型得到的时变概率曲线图,提出一种紧急调用应急保护装置并投运的策略措施。仿真结果证明了保护装置行为趋势的预测结果符合实际保护装置运行状态发展的客观规律。

涌流引起换流变压器零序过电流保护误动的机理分析及对策

针对高压直流输电工程中换流变压器空载合闸及外部故障切除引起零序过电流保护误动的案例,分析了换流变压器空投和外部故障切除时励磁涌流及恢复性涌流的变化特点及其对零序电流的影响机理。采用基于工程实际参数的高压直流输电的仿真模型,对高压换流站换流变压器空投及外部故障切除导致中性线零序电流幅值较大且衰减缓慢的现象进行了仿真分析,揭示了换流变压器零序过电流保护误动的原因。利用相空间重构技术提出了基于零序电流相空间分布重心幅值变化特征的换流变压器零序过电流保护闭锁新判据,并通过仿真验证了该方案的有效性。

不依赖边界元件及同步对时的多端柔直电网波形匹配式差动保护原理

多端柔直电网发生线路故障时,目前常用应对策略缺乏选择性,容易发生重合于永久性故障、全网停运等问题,而现有研究尚未验证边界保护在"网孔结构"工程中的适应性,差动类保护缺乏对同步误差及异常采样数据的应对能力。为解决上述问题,该文首先分析了多端柔直电网线路故障场景下的行波复杂折反射现象,揭示故障线路与非故障线路两侧同名行波与异名行波首波头的衰减特性差异,进而利用Hausdorff距离表征并度量上述差异;结合突变量启动判据,形成一套不依赖同步对时及边界元件的波形匹配式差动保护。仿真结果表明,所提出的保护原理具有良好的速动性及选择性,且在采样数据中包含大量异常数据时依然具有良好的动作性能。