基于模糊神经网络的单相自适应重合闸

将模糊神经网络应用于单相自适应重合闸中,以模糊理论和人工神经网络理论为基础构造了一个多输入模糊神经网络,用于识别瞬时性故障与永久性故障。该网络以取大取小运算部分代替了乘积求和运算,并采用了从样本中获取模糊规则的方法。利用Matlab进行了大量仿真实验,验证了该方法的可行性与准确性;在仿真的基础上,将多输入模糊神经网络与BP神经网络进行了比较,证明了多输入模糊神经网络在单相自适应重合闸中应用的优越性。

基于小波包能量熵判别的高压输电线路单相自适应重合闸

提出了利用小波包能量熵来判别故障性质的单相自适应重合闸新方法。介绍了小波包能量熵的概念,引入能量修正因子对能量熵定义进行了改进,以获得更高的判别灵敏度。分析对比了2种故障相电压的特点,从原理上揭示了在二次电弧能量较大的频段,2种电压信号能量时间分布明显不同;计算表明2种故障情况下低频节点熵值M3.0比较接近,而在高频段节点处瞬时性故障的熵值要大得多。最后,提出利用高频节点特征频带的熵值均值作为判别指标。理论分析和基于EMTP/Matlab仿真结果表明:该故障判别方法能快速准确地识别故障性质,且灵敏度不受系统运行方式、过渡电阻、故障位置和振荡电压幅值等因素的影响,对二次电弧模型精度要求也不高,具有较好的适应性。

基于S变换奇异值能量熵的单相自适应重合闸故障符号识别法

将S变换、奇异值分解及信息熵理论相结合,用于带并联电抗器的超高压长输电线路瞬时性与永久性故障的识别中。首先直接对故障相电压作S变换求模时频矩阵,然后对该矩阵进行奇异值分解,量化其特征差异,再利用信息熵理论对奇异值求其能量熵,从统计的角度给出系统的奇异值能量熵,最后用简单的符号识别法进行故障的分类。仿真结果表明,其该方法准确率高、稳定性好。

基于参数识别的单相自适应重合闸研究

在分析带并联电抗器输电线路单相故障特点的基础之上,提出一种利用参数识别原理的单相自适应重合闸永久性故障识别方法。该方法以恢复电压阶段的瞬时性故障π型等效模型为参数辨识模型,将并联电抗器电感和中性点小电抗电感参数作为辨识参数,利用电感参数求解值与真实值的差异来区分永久性故障和瞬时性故障。瞬时性故障情况下,故障模型与求解模型一致,电感求解值与实际值差异很小;永久性故障情况下,故障模型与求解模型不一致,电感求解值与实际值差异明显。该方法判别原理简单可靠,仅利用单端电气量,且不需要长数据窗滤波,理论上不受低频振荡分量的影响。大量ATP仿真表明,该文判别方法能够快速识别永久性故障,能够用于带并联电抗器输电线路的快速单相自适应重合闸。

基于PRONY法的超高压线路单相自适应重合闸故障识别原理

针对带并联电抗器的超高压输电线路,瞬时性故障时断开相恢复电压中存在由于储能元件初始储能引起的自由分量,该自由分量幅值接近或高于其稳态基波分量的幅值,频率低于且接近于工频,分析了单相瞬时性故障恢复电压的拍频振荡特点,提出了基于PRONY法对恢复电压信号进行快速辩识,通过得到的各分量的振幅、频率等信息能判别瞬时性故障与永久性故障,从而实现线路单相自适合重合闸。大量仿真结果表明该方法的有效性和准确性。

带并联电抗器的超高压输电线单相自适应重合闸的研究

针对带或不带并联电抗器的超高压输电线路,详细地分析了单相故障断开相的恢复电压特性;对有并联电抗器补偿的超高压线路,分析了恢复电压中的工频分量以及由各储能元件形成的低频振荡分量,并对恢复电压的拍频现象进行了深入的研究。针对现有自适应重合闸判据判定效果的不足,提出了利用瞬时性故障消失后的拍频特性来判定故障性质的新方法,解决了现有自适应重合闸判据在超高压线路上的应用缺陷,拓宽了单相自适应重合闸的应用范围和前景。经理论分析和EMTP仿真验证表明,该判别方法准确、有效,能够可靠地实现超高压输电线路上的单相自适应重合闸。

基于电压谐波信号分析的单相自适应重合闸

自适应自动重合闸技术具有诸多传统重合闸技术所不具有的优势。经研究提出了一种新型的区分输电线路单相瞬时性故障与永久性故障的方法。当故障发生时,对于不同的故障性质(瞬时性故障或永久性故障),重合闸安装处母线的电压信号在不同时刻所蕴含的谐波分量有所不同。根据对故障电弧电压信号的具体分析,提出了判别故障性质的奇次谐波能量判据,该判据适用于发生金属性故障或经过渡电阻故障时判断故障性质。通过EMTP软件中的TACS功能对电弧故障的大量仿真,验证了该算法的有效性和准确性。且该判据仅利用了电压信号,所以基于此判据的单相自适应合闸是易于实现的。

基于电弧小波谱能量分析的输电线路单相自适应重合闸

提出一种基于小波谱能量分析的输电线路单相自适应重合闸方案。该方案在建立瞬时故障的一、二次电弧模型的基础上,利用DB6离散小波对故障相母线电压信号进行多尺度分析,并计算其高频分量在特定时间窗内的谱能量。瞬时故障时,谱能量较大,且在断路器跳开后的6个周期内均超过设定的门槛值,而永久故障时却不能满足上述条件。这一特征被用作故障识别的判据。仿真结果证实了本文所提方案的正确性。

基于经验模态分解及近似熵的输电线路单相自适应重合闸

根据经验模态分解和近似熵算法,提出了一种针对输电线路单相接地故障的故障类型诊断方法,该方法具有一定的抗干扰能力,可以快速判断故障类型,以提高重合闸成功率。线路故障仿真结果验证了该方法的有效性和实用性。

带并联电抗器的线路单相自适应重合闸故障判别原理

针对带并联电抗器的超高压输电线路,研究了故障后线路断开相并联电抗器与中性点小电抗上的电压特性,发现在永久性故障时,无论是金属性接地还是经过渡电阻接地,断开相并联电抗器上电压与中性点小电抗上电压的比值总是大于瞬时性故障时两者的电压比值。基于上述结论,提出了超高压带并联电抗器输电线路单相自适应重合闸故障的电压判别方法。理论分析和EMTP仿真表明,该判别方法简单、有效,能可靠实现超高压输电线路上的单相自适应重合闸。

基于改进ITD边际谱熵的单相自适应重合闸

基于固有时间尺度分解ITD算法,提出了改进ITD算法:针对波形失真问题,引入了有理样条函数插值和极值点延拓;针对虚假分量问题,增加了能量判据作为迭代终止条件。把改进ITD算法与边际谱熵相结合,用于判别高压输电线路单相接地故障类型。首先ITD分解两种故障相电弧电压获得边际谱,然后分析对比了两种故障边际谱的特点,从时频域定性揭示了两种故障相电弧电压及其边际谱的差异,再根据信息熵原理,得出ITD边际谱熵来快速准确识别两种故障类型。结果表明:输电线路瞬时性故障时,熵值大于等于0.2;永久性故障时,熵值小于0.2。针对输电线路单相接地故障的仿真结果,验证了该方法有效、可行。

经验模态分解在单相自适应重合闸中的应用

为了识别输电线路单相接地瞬时性和永久性故障,利用经验模态分解将电压暂态信号分解为若干个固有模态函数,选取代表信号较高频部分的前四层固有模态函数进行归一化,作为最小二乘支持向量机的输入特征量。大量EMTP仿真和Matlab计算表明该方法能很好地区分瞬时性故障和永久性故障,表明该方法具有更好的识别准确率。与BP神经网络进行了比较,证明了经验模态分解和最小二乘支持向量机应用于单相自适应重合闸中具有更快的识别速度。

特高压线路单相自适应重合闸仿真分析

文章以晋东南—南阳—荆门特高压试验示范工程为例,给出了一种新的单相自适应重合闸方案,建议根据故障点电弧熄灭时间,动态确定重合闸时刻。通过PSCAD/EMTDC仿真,证明了此判别原理理论上能够有效解决超高压长线路单相自动重合闸盲目重合的问题,可大大提高单相自动重合闸动作的成功率。

基于故障相电压功率谱的高压输电线路单相自适应重合闸

分析了带并联电抗器的高压输电线路发生单相接地故障时故障相恢复电压的特性,结果表明:单相瞬时性故障时的恢复电压由自由分量与工频分量叠加而成,其功率谱有2条谱线;而单相永久性故障时的恢复电压中只包含工频分量,其功率谱有1条谱线。文章据此提出一种基于输电线路故障相电压功率谱的单相接地故障识别方法,该方法利用故障相电压功率谱中谱线在基频附近的分布状态来区分瞬时性和永久性故障。该判据不需要高频参量,易于整定和实现。针对超高压输电线路单相接地故障的仿真结果验证了判据的准确性和可行性。

带并联电抗器的超高压输电线路单相自适应重合闸新算法

带有并联电抗器的超高压输电线路发生单相故障两端跳闸后,断开相恢复电压的组成成分在瞬时性故障时比永久性故障时多了一项自由分量,因此通过对断开相恢复电压在一个工频周期内进行积分就可以区分两种不同性质的故障。该判据原理简单,灵敏度高,实际操作方便,判断时间快,有效地解决了现有判据判断时间长的问题。大量的仿真实验验证了所得结论的正确性。

基于等值阻抗相位特征的带并补电抗线路单相自适应重合闸故障识别方法

针对交直流混联系统交流输电线路故障后盲目重合于故障引发直流换相失败的问题,提出一种利用故障相等值阻抗相位特征识别故障性质的单相自适应重合闸方案。瞬时性故障时故障相线路侧等值阻抗主要由对地电容组成,阻抗呈容性且熄弧瞬间阻抗相位变化显著;永久性故障时故障相线路侧的等值阻抗主要由线路自阻抗、对地电容和过渡电阻组成,阻抗呈阻容或阻感特性。因此,以瞬时性故障等效模型为基准模型,采用工频相量快速提取算法计算等值阻抗,利用等值阻抗相位特征差异区分瞬时性故障和永久性故障。大量仿真分析表明,该判别方法适用于带并联电抗器输电线路,可快速识别单相故障性质并确认故障熄弧时刻,减小盲目重合于故障引发换相失败的可能,具有较好的耐过渡电阻能力。

基于并联电抗器电流判别的超高压输电线路单相自适应重合闸

针对带并联补偿的超高压输电线路,提出了根据恢复电压阶段并联电抗器中故障相电流的低频分量判别故障性质的方法,并定义了一个能量函数,用于检测低频分量的含量,能在2～4个基波周期内快速识别故障性质。详细分析了并联电抗器中故障相的电流特性,并基于该特性区分永久性和瞬时性故障:永久性故障时,并联电抗器故障相电流只含有基频分量和衰减较慢的直流分量;瞬时性故障时,故障相电流中除基频外还含有低频分量,其幅值接近基频分量。理论分析和EMTP仿真结果表明,该识别方法可以准确区分线路的故障性质,大幅度提高重合闸成功率。

基于电弧复小波检测的单相自适应重合闸

提出一种单相自适应重合闸的新方案。该方案利用复小波分析来检测电弧产生的谐波,并以此区分输电线路的单相瞬时性故障和永久性故障。故障发生后,对于不同的故障性质,线路首端重合闸安装处的电压谐波含量是不同的。根据电压谐波含量的特征,提出利用复小波相位和幅值的新算法综合判别来快速确定线路的故障性质。该方法可以在熄弧之前进行判断,保障了最佳重合时间。线路故障仿真验证了该算法的有效性和实用性。

基于电弧特性的特高压输电线路单相自适应重合闸

提出了一种基于电弧特性的特高压线路单相自适应重合闸方案。通过EMTP-ATP软件中的MODELS模块建立二次电弧模型,模拟了瞬时故障时二次电弧的反复燃烧-熄灭-重燃的过程。利用数学形态学的多分辨形态学梯度提取故障相母线电压信号的暂态分量,通过比较故障相母线电压谱能量的差异来判别瞬时性与永久性故障。EMTP仿真数据都证明该方案能准确地区分故障类型,可靠地实现自适应重合闸。

三相不对称输电线路单相自适应重合闸的研究

针对某些情况下故障性质判别灵敏度不足的问题,提出了三相不对称输电线路单相自适应重合闸故障性质判别方法。建立了三相不对称输电线路等效电路,推导了断开相恢复电压的计算公式,分析了不同故障性质情况下影响恢复电压幅值大小的因素。研究表明恢复电压幅值受故障性质、潮流方向和大小、故障相别及故障位置的影响。据此提出了新的故障性质判别方法,不同情况下采用相应的判别门槛值。EMTP仿真结果验证了该方法的正确性和有效性,能够提高重合闸成功率。