特勒根似功率保护在同塔双回交流输电线路中的应用

随着我国电网规模快速扩张,输电通道资源日渐紧缺,同塔多回输电技术逐渐得到广泛应用。超/特高压远距离输电线路一般以差动保护作为双重主保护,与纵联距离/方向保护构成双重化配置。但用于同塔双回输电线路时,分布电容电流将影响差动保护的灵敏度;同时,由于双回线线间和相间较强的电磁耦合作用,线间互感的影响将会降低纵联距离、纵联方向保护判断的正确性,导致原来的保护配置方案难以直接应用。将特勒根似功率保护原理推广至同塔双回线路,提出了一种基于特勒根似功率定理的同塔双回输电线路纵联保护方法,能够不受双回线内部复杂电磁耦合、分布电容、系统负荷等影响,并验证了该保护的对时方案在双回线路中的适用性。采用MATLAB/Simulink仿真软件搭建1000kV特高压同塔双回输电线示范工程模型,经大量仿真实验,验证了所提保护方法的有效性。

基于储能参与的电网连锁跳闸主动防控方法

新型电力系统中系统惯性降低及触发连锁跳闸风险因素的增多,使得防范连锁跳闸的重要性愈发凸显。针对这一问题,提出一种融合储能的电网连锁跳闸抑制方法。利用储能的快速响应特性,在潮流转移初期即投入储能调控电网潮流,可快速抑制导线温升,为后续水火电机组及其他慢速响应的备用电源参与调控赢得时间。文中提出了基于网络动态最大电气介数、风险扫描和需量计算的“三要素法”储能配置决策方法,包括构建反映网络薄弱环节和时变风险的连锁跳闸防控预案,解决了连锁跳闸抑制的储能资源时空选择问题;基于输电线路动态热特性,提出了储能与水火电协同调控时的储能功率和容量计算方法,确定了防范连锁跳闸所需要的储能资源规模。针对IEEE 30节点网络给出了N-1和N-2故障计算案例,验证了所提方法的有效性。

镇宁地区110kV架空线路雷击跳闸分析及防雷策略研究

为降低雷击对山地新能源场站电力送出的影响,提升输电线路雷害防护的有效性,本文以贵州镇宁地区某100MW光伏电站为例,首先分析场站所在区域的地理气候条件和雷电时空分布规律,通过对雷击故障的暂态波过程及杆塔雷电压、雷电流成因的探讨,深入剖析输电线路杆塔雷击放电机理。事故现场勘察结果显示,输电线路雷击跳闸主要由杆塔接地电阻超标引发的反击雷过电压,以及超出耐雷水平的直击或绕击雷过电压导致。计及雷击跳闸的主要诱导因素,本文实施若干防雷措施,包括杆塔柔性接地降阻、增强线路绝缘匹配、易击段加装无间隙氧化锌避雷器等。经实地测试,杆塔工频接地电阻显著降低且保持性较好,以全年为时间尺度,改造后线路的跳闸率远低于同区域相邻线路及本线路历史同期水平。本文研究表明,综合防雷策略能有效提升输电线路的安全性和可靠性,对雷击高发区的输电线路性能提升具有实际参考价值。

基于高频阻抗突变量的双馈风场送出线路保护方法

针对双馈风机的暂态特性呈现多态性且区别于传统同步机,双馈风机的短路电流频率含有比例较大的衰减转速频率分量导致送出线路区内外故障难以区分,传统保护容易出现误动拒动的现象,提出了一种基于高频阻抗突变量的双馈风场送出线路纵联保护方法。首先,结合双馈风电场拓扑结构,考虑集电线上各风机机端电压幅值相角差异,求得双馈风场短路电流,提取高频分量并构造双馈风电场故障高频模型。在此基础上,构建双馈风场送出线路高频突变量网络,并推导送出线路两侧保护所测得的高频阻抗,利用高频突变量网络区内外测得阻抗差异性,构造保护判据。最后,利用RT-LAB平台进行仿真,验证了所提方法可实现区内外故障的准确判别,且无需线路两端信息实时同步。

新能源电源送出线路不同类型距离保护动作性能比较

新能源交流送出线路故障后,新能源电源的故障响应特性会影响距离保护的动作行为。为此,结合新能源电源控制策略,分析故障前后新能源电源阻抗、系统功角及故障电气量的变化,比较相极化电压距离保护、正序极化电压距离保护、突变量距离保护3种类型距离保护的动作性能。由于在线路出口故障时相电压为零,相极化电压距离保护存在动作死区;由于故障后正序电压相位受控制影响发生偏移,正序极化电压相间距离保护存在线路区内故障时拒动、区外故障时误动的风险;对于突变量距离保护,故障后补偿电压相位受控制影响发生偏移,导致保护可能发生拒动或误动。利用RTDS(实时数字仿真系统)建立新能源经交流线路送出的系统模型,仿真分析线路不同类型故障情况下3种距离保护的动作性能,仿真结果与理论分析结论一致。

500kV受电通道工程对高压天然气管道造成的干扰研究

新建500kV受电通道工程与已建高压天然气管道存在多处交叉及长距离并行,为保证管道的安全运行,降低交流杂散电流对管道干扰影响,采用数值模拟方法,构建高压交流输电线路对管道交流干扰的计算模型,模拟计算了输电线路在常态运行以及故障运行状态下对管道的干扰影响,并根据相关标准要求,对管道受交流干扰程度进行分析评价。结果显示,当输电线路稳态运行时,交流电压及交流电流密度均超出相关标准要求,交流干扰程度判断为“强”,应采取交流干扰防护措施。针对超出交流干扰标准要求限值的管段,利用水平式锌带与深井式锌带相结合的方式,采用数值模拟技术防护方案进行设计,实现了高压交流输电线路对埋地钢质管道的交流干扰防护,保障了管道长期安全运行。借助数值模拟技术对管道交流干扰进行分析评价以及干扰防护设计,为今后其他类似工程问题提供了借鉴和参考。

基于航空摄影的输电线路环水保三维设计应用研究

在输电线路工程的环水保设计环节中,存在因设计不够而无法形象化表达设计成果和无法有效统计环水保措施的实际工程量的问题,导致设计、施工和监理人员之间沟通不畅和验收环节出现差错,为解决这些问题,提出基于航空摄影的输电线路工程环水保三维设计的设计理念,给出输电线路环水保三维设计的技术路线和工作流程,并在特高压输电线路工程中进行试用并取得不错的应用效果。

电力输电线路的防雷击技术分析

防雷击技术是电力输电线路平稳可靠运行的保障,对电力输送安全具有重要影响。文章介绍了电力输电线路的雷击及防控,并对接地技术、避雷技术、不平衡绝缘技术、疏导型防雷技术等防雷击技术在电力输电线路中的应用进行了研究,旨在为相关人员提供参考。

220kV输电线路综合防雷技术研究

随着雷电活动频率的增加和气候变化导致的极端天气事件增多,输电线路面临更复杂和严峻的雷电环境。传统的防雷技术已无法满足现代电力系统的需求。因此,针对220 kV输电线路的综合防雷技术研究尤为重要。全面深入研究与探讨220 kV输电线路综合防雷技术,旨在为我国电力系统的稳定运行提供有益的参考和借鉴。

不依赖电源特性的交流线路单端量保护

现有交流线路保护仍基于同步机电源特性,随着新能源占比不断提升、电力电子化特征更加明显,其适应边界将逐渐减小,有必要研究不依赖电源特性的继电保护新原理。文中提出了利用行波波前故障信息实现高性能保护的原理。首先,推导了交流线路故障行波波前解析表达式,指出行波波前表达式包含工频正弦项和直流衰减项。直流衰减项的指数系数仅受故障距离影响,而两代数项的幅值系数与故障严重程度有关,由此实现了行波波前故障距离、故障严重程度信息的表征与解耦。进一步,提出了基于多点消去的波前指数系数提取算法,实现了波前故障距离信息的有效提取。在此基础上,提出了交流输电线路单端量波前保护新原理,分析了串联/并联/组合型线路边界对波前指数系数的影响。仿真验证结果表明,保护能够快速、可靠、灵敏地识别交流输电线路故障,不受故障类型和过渡电阻的影响,适用于不同的新能源及电力电子装备接入场景,且运算量小,受噪声影响小。

海上风电柔直换流站负序电流参考值选取及保护适应性分析

对于海上风电经柔性直流送出系统中的交流汇集线路,线路两侧均为电力电子换流器,故障电流受换流器控制影响呈现幅值受限且相位不定的特征,常规继电保护难以适应。针对海上模块化多电平换流器(MMC)换流站,采取负序电流抑制与负序电流注入两种控制策略,分析了电流差动保护的适应性。当海上MMC换流站采取负序电流注入的控制策略时,电流差动保护可靠性与负序电流参考值大小密切相关,因此以提升差动保护可靠性为目标,提出了海上换流站负序控制电流参考值的确定原则,并进一步考虑负序电流参考值大小对交流汇集线路过电压的影响,最终确定了负序电流参考值的最佳选取范围。最后,在PSCAD/EMTDC中构建了相应的电磁暂态仿真模型,验证了所提负序电流注入及负序电流控制参考值选取原则的有效性和可行性。

基于时频特性相似度的新能源场站T接型送出线路高速保护

新能源短路电流呈现幅值受限的非工频特征,导致差动保护的动作性能下降。在分析新能源电源与传统同步发电机故障特性的基础上,提出基于时频特性相似度的新能源场站T接型送出线路高速保护原理。该方法首先利用压缩感知压缩高频率采样信号,传输低频率压缩信号,降低保护通信量。然后利用小波变换提取故障电流的时频特征,利用主成分分析法(principal component analysis, PCA)剔除时频特征的冗余信息,得到时频特征矩阵。最后利用堪培拉距离衡量时频特征矩阵相似度,提出基于时频特性相似度的高速保护原理。所提保护理论上可以在故障5 ms内可靠识别区内外故障,具有较强的耐受故障电阻和系统噪声的能力,并且适用于新能源弱出力的场景。硬件在环实验结果和现场录波数据验证了所提保护的有效性。

具有方向判别能力的输电线路故障识别办法

在电力系统中,针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)的高压直流输电技术目前已经被广泛应用。在一般情况下,MMC-HVDC输电线路通常采用以ABB或SIEMENS技术为核心的行波保护原理来完成主保护,其通过对单端电压、电流行波的变化量或变化率进行检测从而识别故障,因其不具备故障方向识别能力,在发生区外故障的情况时可能会导致误动。同时,为了获取较为明显的行波突变,实际工程中多选择在线路出口安装平波电抗器,这进一步提升了建设成本。据此,提出了一种具有方向判别能力且无需平波电抗器提供边界的MMC-HVDC输电线路纵联行波方向保护原理。分析了MMC-HVDC输电线路行波折射、反射特性,基于行波的瞬时功率提出了故障方向识别判据及故障极识别判据;对±500 kV直流输电系统进行了PSCAD/EMTDC软件建模和仿真。根据所建模型计算出不同故障条件下各参数变化情况,并将计算结果与理论结果和试验数据对比分析。模拟结果表明:所提出保护方法具有方向的判别能力,且不依赖平波电抗器提供边界特性,该保护方法在各因素(如不同故障位置、不同故障电阻及不同故障类型等)的影响下均可可靠地动作。

±800 kV特高压直流输电线路雷电性能及防护措施研究

[目的]雷击是造成±800 kV特高压直流输电线路故障的首要原因,开展输电线路防雷评估对系统的安全与稳定运行至关重要。[方法]文章依托我国某在建±800 kV特高压直流输电线路工程,根据工程设计使用条件选用导、地线型,通过沿线各海拔、气象区分布塔型数量,确定了主力杆塔;综合沿线各塔位地面倾角、土壤电阻率、雷暴日、气象区等分布比例,评估了全线耐雷性能,并针对工程雷电特性,提出了具体的防雷优化措施,此外,还对比了电气几何模型(EGM)法中关于地形考虑的2种方法间的计算差异。[结果]计算结果表明:工程综合雷击闪络率不满足设计参考值要求,全线以绕击防护为主,沿线雷暴日与杆塔正极侧的地形条件是防雷关键影响因素。[结论]将全线位于C级及以上多雷区,山区正极侧地面倾角≥25°的杆塔保护角采用-15°设计后,可满足雷击闪络率不大于0.10次/(100 km·a·40 d)的防雷要求,经分析对比邻近已投运±800 kV线路的耐雷性能与实际运行数据,论述了文章计算方法及结果的合理性。

基于谐波测量阻抗偏差的接地极线路保护新方法

针对目前特高压直流输电系统接地极线路保护存在死区的问题,提出了一种基于谐波测量阻抗偏差的接地极线路保护新方法。在不同故障工况下推导了接地极线路的谐波测量阻抗表达式,利用阻抗表达式分析了正常运行工况与故障工况下谐波测量阻抗的偏差特性。在此基础上,提出了基于谐波测量阻抗偏差的接地极线路故障保护判据。利用PSCAD/EMTDC进行仿真验证,仿真结果表明,所提保护方法较传统保护方法可有效检测到接地极线路发生的各种故障,耐受过渡电阻能力强,且不存在保护死区。

以UPFC为边界的新型线路距离保护方法

统一潮流控制器接入线路后使线路阻抗均匀性发生变化,传统距离保护动作性能受到影响。本文基于输电线路阻感模型提出一种以UPFC为线路边界的线路时域距离保护方法。利用保护安装处的时域电气量建立阻感模型微分方程组,使用最小二乘法对微分方程组求解,建立保护安装处电压实际值与计算值之间的拟合误差,通过计算得到的故障距离和拟合误差判断统一潮流控制器接入位置与故障点之间的关系。在PSCAD/EMTDC上进行仿真验证,实现以UPFC为边界的线路区内外故障判定。

输电线路雷电过电压的影响因素分析

随着我国工业水平的不断进步,整体的经济水平全面提升。在电力系统中超高压电网相关的技术水平也随之不断改进和提升,尤其是目前我国供电行业的超高压输电线路的传输距离、高度等都在全面提升。近几年,同塔双回输电技术在国内得到了广泛的应用,其总体设计、制造、施工等方面都比较成熟。然而,当前在电力传输过程中,由于雷击引起的电力系统故障仍时有发生,因此有关方面的专家必须对雷击过电压的瞬变特性、输电线路的抗雷性等问题进行深入的研究。同时,采用计算机仿真软件,对电网中的雷电过电压的影响因素进行了科学的分析,并采用合理的模拟方法,探讨了相应的规律,从而对以后的输电线路的防雷设计具有十分重要的参考意义。

一种电源传输线路雷电防护装置设计

雷电是一种全球性的灾害。在电力系统和电器设备中,雷击通常会给系统或设备造成破坏。通过介绍雷电特性、防雷原理和措施,设计一种电源传输线路的雷电防护装置,对电源传输线路两端的设备进行防雷保护,避免被雷击损坏。

电力输电线路的防雷击技术分析

防雷击技术是电力输电线路平稳可靠运行的保障,对电力输送安全具有重要影响。因此,简单介绍电力输电线路的雷击及防控,并对接地技术、避雷技术、不平衡绝缘技术以及疏导型防雷技术等防雷击技术在电力输电线路中的应用进行了进一步研究,旨在为相关人员提供参考。

基于RFID技术的输电线路巡视监察体系的构建

输电线路巡视质量对保障电网安全运行至关重要,而保证巡视质量关键在于强化输电线路巡视主体责任的落实。在传统监察性巡视的基础上,基于射频电子标签(RFID)技术升级输电线路巡视监察手段,以提高电力设施保护巡视效率和督查质量,促进第一责任人主体责任意识和履责能力的双提升,有效降低了发生责任性外力破坏事件的概率。