柔性低频输电系统的主变稳态负序差动保护

为了解决常规纵差保护难以适用于低频系统的问题,通过分析低频系统的序分量抑制策略,并根据低频系统故障进入稳态后单侧有负序注入的特征,提出一种基于稳态负序分量的主变差动保护方法。为防止该差动保护在区外故障时因电流互感器饱和出现误动,通过对比分析三类制动电流计算方式的制动性能,得到了差动保护的制动方程和制动系数。为解决励磁涌流、电流互感器断线可能导致误动的问题,提出了相电压突变量的差动保护开放条件。仿真分析表明,该方法能够灵敏反映区内金属性故障及轻微故障,在区外故障伴随电流互感器饱和时有可靠的制动裕度。

不平衡电网下模块化多电平换流器的直流环流均衡策略

不平衡电网下模块化多电平换流器(MMC)存在三相直流环流不均衡问题,易导致相间电流应力和热应力差异,降低其在不平衡工况下安全运行能力。该文从桥臂功率角度分析不平衡电网下三相MMC直流环流不均衡现象和基于零序电压注入的直流环流均衡机理。提出一种零序电压注入的直流环流均衡方法,通过网侧电流与直流环流偏差量计算得到零序电压相位,经过比例谐振控制器生成零序电压注入量,进而实现直流环流的快速、有效均衡。在所提出的控制策略的基础上,研究该方法对MMC桥臂电流峰值、有效值及子模块电容电压纹波的影响规律。仿真与实验结果验证了该文理论分析与控制策略的有效性。

具有中点电压平衡与零序电流抑制的T型三电平逆变器供电六相PMSM-DTC

在三电平六相电机驱动系统中,存在中点电压不平衡及零序电流导致定子电流畸变等问题。为此,该文针对T型三电平逆变器供电的六相永磁同步电机,提出一种具有中点电压平衡与零序电流抑制功能的直接转矩控制(DTC)策略。为实现DTC的快速构建,该策略基于两电平三相电机DTC结构,利用精简后的开关状态,在六相绕组轴线上分别合成满足控制要求的4个电压矢量,然后通过两个滞环比较器结合简单的扇区划分,确定最优电压矢量所在轴线,同时构建中点电压与零序电流控制平面,并对系统在控制平面所处扇区进行判断。在此基础上,根据最优电压矢量所在绕组的相电流iy的极性,实现最优电压矢量的选择,并进一步构建DTC最优开关矢量表。最后,通过实验结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。

基于零序无功电流柔性调控的配电网覆冰线路不停电在线融冰方法

提出采用两台级联H桥变流器(cascadedH-bridge converter,CHBC)柔性调控配电网零序无功电流,实现覆冰线路不停电在线融冰。两台CHBC分别串接在覆冰线路首端和末端的接地变压器。通过末端CHBC在绝缘允许范围内调控配电网零序电压,产生的零序对地电容电流作为融冰电流流过三相覆冰导线,实现较单相接地短路电流融冰更佳的效果。通过首端CHBC调控配电网对地电容电流,实现融冰电流大小的任意调节。所提方法无需做单相接地短路,能够精准调控融冰电流,实现三相线路同时融冰。CHBC与配电网仅存在无功交互,节省了直流稳压电源容量,且功率交互之和为零,不影响配电网正常供电电压,全网负荷无需停电。仿真和实验结果验证了所提方法及控制方案的可行性和有效性。

DCO-OFDM系统TFI-SLM峰均比抑制算法

过高的峰均功率比(PAPR)造成的非线性失真是直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)技术亟待解决的问题之一。针对该问题,设计了一种基于时频交织(TFI)和选择映射法(SLM)的TFI-SLM峰均比抑制算法。该算法通过先对输入信号进行TFI,降低输入信号的自相关性,再利用小m序列产生随机相位因子对变换后的信号进行选择性映射。仿真结果表明:与传统算法相比,该算法不仅避免了发送过多的相位因子序列冗余信息,并且互补累积分布函数(CCDF)值为10-5时,PAPR比原始DCO-OFDM系统降低了2.8 dB。

零序电流互感器接线对接地故障保护动作的影响

接地故障是新能源电厂常见故障,零序电流保护能有效切除故障,零序电流通过零序电流互感器采集。若因零序电流互感器接线错误,则会导致零序电流采集偏差,影响保护动作。通过接地保护跳闸切入,分析零序电流互感器接线对保护动作的影响,为新能源电厂零序电流互感器安装调试、保护故障分析提供经验。

一种基于电机驱动重构的电池包加热集成拓扑

提出一种新的电机驱动与电池包加热一体化拓扑结构,该结构复用电动汽车驱动系统的电气元件进行电电能量变换,以电机磁能作为中间能量,将三相绕组电感作为等效Boost/Buck电路的储能电感,引入储能电容与电机中性线相连形成零序通路,作为外部储能设备与电池进行能量交换,通过交变充放电电流利用电池阻抗在电池内部产生电化学热。考虑到理想的交流加热电流为正弦量,采用基于内模原理的PR控制,理论上可以实现对正弦输入的无静差跟随。仿真结果表明,该控制系统能有效跟踪输入电流,在驻车状态下对电池进行大功率充放电以实现高效自加热。

基于相序电流一致性的小电流接地故障方向算法

为解决小电流接地系统故障方向保护问题,提出一种基于三相稳态电流突变量与零序电流一致性关系的小电流接地系统故障方向算法。根据小电流接地系统中单相接地故障后三相电流突变量变化特征得出,在接地故障发生后,健全路径三相电流突变量与零序电流一致性关系相同;不接地系统中故障点上游故障路径三相电流突变量与零序电流的一致性关系存在明显差异;而谐振接地系统中故障点上游故障路径三相电流突变量与零序电流的一致性关系主要取决于消弧线圈失谐度。利用三相稳态电流突变量与零序电流的一致性关系可实现故障方向判断,仿真和现场实验验证了方法的正确性。

基于多暂态特征量聚类的配电网接地故障区段定位方法

谐振接地系统发生单相接地故障时,线路健全区段与故障区段的零序电压电流的伏安特性和零序功率方向存在差异。单相接地故障的影响因素多,且呈现随机性,采用单一接地故障特征量的区段定位方法准确率不高。为此,本文提出一种基于多暂态特征量聚类的接地故障区段免阈值定位方法。首先求取发生故障后线路各区段首半波暂态零序电压导数与暂态零序电流之间的伏安特性特征向量和零序功率特征向量,再对两特征量做归一化处理并融合得到综合特征向量,最后由免阈值设定的模糊C均值聚类算法判别健全区段与故障区段。通过仿真案例验证了所提方法的有效性。

海上风电经VSC-HVDC系统受端电网不对称故障抑制策略

海上风电经柔性直流输电技术(即基于电压源换流器的高压直流输电系统,VSC-HVDC)送出系统中受端电网故障不仅影响受端换流站交直流侧系统的运行状态,严重情况下也会阻碍送端换流站和海上风电机组的正常运行。针对这一实际问题,分析了海上风电经VSC-HVDC送出系统中受端电网发生不对称故障的传播机理,提出了一种基于Lyapunov函数方法的负序分量抑制策略。首先,建立了海上风电机组经VSC-HVDC送出系统的拓扑结构,并分析了受端电网发生不对称故障的传播机理。其次,根据受端换流站的数学模型推导出满足Lyapunov函数全局稳定性的负序开关函数,并求解出开关函数的系数,进一步设计出相应的Lyapunov函数控制器。最后,基于MATLAB/Simulink软件仿真将所提策略与传统PI控制进行对比,验证了所提策略的正确性和有效性。

一种500 kV变压器单相置换静态运行分析方法

500 kV变压器通常为单相式,当其中一相故障时,可考虑用备用相替换恢复运行。但备用相通常与原设备参数不一致,导致主变压器三相参数不对称,需分析其运行时对可靠性的影响,并研究提高可靠性的方法。为此,提出一种适用于研究三相参数不对称系统静态运行的方法,通过附加电源解耦三相电路,从相电路求不平衡电压初值,从序电路求不平衡电流初值,再用迭代原理修正附加电源逐步逼近实际值,同时研究附加电源法的收敛特性、电路特征等内容。通过仿真计算验证该方案的正确性,分析主变压器单相置换在独立运行情况下的一般性规律及负载能力。针对主变压器单相置换并列运行,研究了并列运行时零序回路的差异以及其对主变压器负载能力的影响,以及主变压器中性点加装小电抗的原理和作用,结合电网当前实践基础,计算不同电抗值抑制零序电流的效果,找出优选值。

集中式新能源电站联络线零序阻性电流差动继电保护方法

基于一起集中式新能源电站联络线单相接地典型故障,分析故障零序电流特性,提出小电阻接地电站联络线零序阻性电流差动继电保护方法。联络线两侧电站均为小电阻接地的方式,联络线单相接地时零序差动阻性电流分量是一个恒定量,与联络线及两侧电站对地电容量无关。该方法提升了对电站联络线单相接地故障判别的准确性、灵敏性。

新能源电站非直接接地系统电缆端部单相接地保护方法探讨

新能源电站6~35kV电压等级非直接接地系统中,电缆终端或中间接头受现场制作、安装工艺影响故障多发,其中单相接地故障较为常见。为及时有效地切除电缆端部单相接地故障,本文提出电缆端部单相接地故障零序电流差动保护方法,分析不同接地方式差动特性,并对保护的配置、定值进行描述。该保护方法实现简单,具有一定的实用价值。

电缆屏蔽线安装方式对集中式配网自动化应用的影响分析及对策研究

近年来,我国经济迅速发展,电力作为支撑经济社会不断发展的重要组成部分,对供电可靠性的要求也随之提高。在与用户直接交互的配网领域,配网自动化作为提高供电可靠性的有效技术手段而备受重视,且在全国各大城市已广泛应用。论述在集中式配网自动化技术应用落地过程中,电缆屏蔽线的安装方式对于该技术实施应用的影响,并提出对策。

城市轨道交通中性点不接地供电系统单相接地保护新方案

通过对城市轨道交通中性点不接地供电系统中不同位置发生单相接地故障时的对地电容电流进行分析,提出了对应的保护新方案。文中明确了该保护方案的系统配置、保护定值设置及相应的控制逻辑,并对控制逻辑进行了验证。

110 kV电力线路单相断线故障分析及保护方法研究

当前处理电力线路单相断线故障时,主要依靠电流信号进行故障识别,而电流信号中包含的故障特征不明显,最终导致保护动作时间较长。为此,以110 kV电力线路为研究对象,展开单相断线故障分析,并提出对应的保护方法。运用对称相量法,针对电力线路故障后的电压、电流等多方面数据分别进行分析,获取线路故障特征,再基于此识别单相断线故障。深入分析三相电压的相序关系,并确定故障后的电压相序突变信息,从而判断故障方向。最后,在电力线路中安装自动重合闸,并结合零序电流保护原理快速切除单相断线故障,实现电力线路保护。实验结果表明将所提方法应用在110 kV电力线路中,面对单相断线故障时保护动作时间为0.4 s,满足了故障处理实时性要求。

一种基于序功率方向的变压器保护方案

传统的变压器保护一直采用的是差动保护 ,始终存在需要附加励磁涌流判据的问题。而目前区分内部故障和励磁涌流的方法都是基于涌流波形特征提出的 ,均不可能做到完全正确。文中提出了一种与差动保护原理无关的变压器保护方案 :对故障状态下系统正负序网络模型进行分析 ,由变压器两端电流电压计算出两侧正负序功率 ,根据序功率方向的不同 ,能快速、准确地区分变压器的内部故障、外部故障和励磁涌流。对于双端或单端电源网络 ,当以变压器两侧系统的综合阻抗角为动作灵敏角并且变压器保护区内发生不对称故障时 ,原边侧和副边侧的正、负序功率均为负值 ;当变压器保护区外发生不对称故障时 ,发生区外故障一侧的正、负序功率为正 ,另一侧的正、负序功率为负。如果负序功率与正序功率相比非常小 ,可以判断为三相对称故障 ,此时仅根据正序功率方向进行判断。如果副边侧正、负序功率均为 0 ,则判为变压器空载合闸而引起的励磁涌流。此方法对不对称故障有很高的灵敏度。大量的

智能变电站中性点非有效接地系统接地保护研究

接地保护是电力系统继电保护的重要组成部分,传统的接地保护装置存在可用故障信息有限、响应速度慢、算法复杂、可靠性低等问题,严重影响供电质量和运行效率的提高。智能变电站为解决单相接地保护提供了新的思路,以多智能变电站为基础,构筑区域集控式智能供电体系,通过GOOSE网络实现信息共享,构造故障识别与隔离系统,对站内信息集中处理、综合判断,采用基于分布式终端之间对等交换数据的智能控制技术,提出零序全电流功率方向原理,重点研究基于多判据的单相接地保护判据的构造以及GOOSE网络传输关键技术,保证了单相接地保护的选择性与可靠性,有效解决了传统保护方式存在的各种问题,为智能变电站多判据继电保护的实现提供了理论分析基础。

交直流混联系统突变量方向元件适用性研究

交直流混联电网在我国应用越来越广泛,传统继电保护方向元件出现过多次误动现象。针对各种突变量方向元件进行全面分析及仿真验证,并提出一种基于0模的快速方向元件判别方法。交直流混联电网中,由于逆变侧等值交流系统正、负序阻抗不相等且其阻抗角与线路阻抗角相差较大,基于正、负序原理的突变量方向元件将会出现误判,性能无法保证;而对于零序原理的方向元件,由于逆变侧零序网络较为稳定,其性能可靠,能够正确动作。基于0模的快速方向元件判别方法与传统基于傅氏算法的零序方向元件相比,动作速度快,性能更稳定。PSCAD仿真数据验证了分析的正确性。

小电流接地系统单相故障的Matlab仿真

小电流接地系统发生单相接地故障导致非故障相电压升高,为防止进一步扩大成两点或多点接地甚至相间短路,应及时采取措施消除该故障。文中利用Matlab对中性点不接地系统单相接地故障进行仿真,重点探讨了仿真模型的搭建过程;通过对各线路零序电流波形的分析,判断出故障线路;通过对故障线路三相电压、电流波形的分析,判断出接地相。该方法简单、准确、可靠,较好解决了中性点不接地系统单相接地问题。