基于T区中低频衰减特性构成方向元件的特高压三端混合直流输电线路单端方向保护研究

将保护装置安装在T区两侧,基于T区中低频衰减特性构成方向元件,提出一种特高压三端混合直流输电线路单端方向保护方法。分析特高压三端混合直流输电系统整流侧、T区以及线路末端逆变侧三端边界频率特性,发现T区边界对故障电流暂态信号中低频分量有一定的衰减作用、整流侧边界和线路末端逆变侧边界对故障电流暂态信号高频分量有明显衰减作用。利用小波分解,根据T区两侧线路暂态电流中低频能量差判断故障方向,并提出故障方向判据。当T区左侧发生故障时,利用线路L1末端所检测到的高频暂态电流能量与低频暂态电流能量的比值来判别整流侧区内、外故障;当T区右侧发生故障时,利用线路L2首端所检测到的高频暂态电流能量与低频暂态电流能量的比值来判别线路末端逆变侧区内、外故障;T区发生故障时,判定为线路区外故障。给出基于T区中低频衰减特性构成方向元件的特高压三端混合直流输电线路单端方向保护方案,最后在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建昆柳龙特高压三端混合直流输电系统模型并对所提保护方法进行验证,仿真表明该文所提保护方法能实现特高压三端混合直流输电线路全线速动保护。

具有双重松弛项的改进惯性近端交替方向乘子法在结构化非凸和非光滑问题中的应用

针对结构化的非凸非光滑优化问题,提出了一种改进的惯性近端交替方向乘子法(Modified Inertial Proximal Alternating Direction Method of Multipliers, MID-PADMM)。该问题在多个领域,包括机器学习、信号处理和经济学中具有重要应用。现有算法在处理这类问题时,往往面临收敛速度慢或无法保证收敛的挑战。为了克服这些限制,引入了一种双重松弛项,以增强算法的鲁棒性和灵活性。理论分析表明,MID-PADMM算法在适当的条件下能够实现全局收敛,并且具有O(1/k)的迭代复杂度,其中k代表迭代次数。数值实验结果表明,与现有的状态最优算法相比,MID-PADMM在多个实例中展现出更快的收敛速度和更高的求解质量。

基于固有模态能量熵的多端混合直流线路方向暂态保护研究

特高压多端混合直流输电线路首端整流侧边界、线路末端逆变侧边界不对称,T区边界不明显,线路保护故障区间的准确判别是目前亟需解决的重要问题。该文以昆柳龙特高压三端混合直流输电系统为研究对象,将保护元件安装于T区左右两侧,提出一种基于固有模态能量熵的多端混合直流线路方向暂态保护方法。论文分析特高压多端混合直流输电线路首端整流侧边界、线路末端逆变侧边界频率特性。根据T区两侧保护元件检测到的故障电流暂态能量的正负特性,提出T区左右两侧故障方向判据。利用互补集合经验模态分解(complementaryensembleempiricalmode decomposition,CEEMD)对故障暂态电流进行不同尺度分解,根据固有模态能量熵提出线路首端整流侧及线路末端逆变侧区内、外故障判据,解决了提取单一信号频带检测故障的局限性。分析和仿真结果表明,该保护方案仅利用T区左右两侧的保护元件就能实现特高压多端混合直流输电线路全线速动保护,且具有较好的耐受过渡电阻能力。

基于多端纵联方向保护算法的新型馈线自动化终端

在配电网领域快速发展的今天,为了实现快速隔离故障段,恢复非故障段的供电需求,提出了一种新型馈线终端KE-7112,该终端利用EPON进行光纤通信,实现了通信的实时性、快速性,使用新型算法实现了准确定位故障,快速隔离故障。最终使故障隔离时间达到了60ms左右,有很强的实用性。

多端柔性直流电网快速方向纵联保护方案

直流线路保护是柔性直流电网发展的关键问题,其主要技术难点在于快速可靠地识别故障区段。传统交流系统保护和常规直流输电系统保护原理很难适用于柔性直流电网。根据柔性直流电网故障暂态特征以及一次设备固有构成,该文提出一种基于线路边界元件的新型快速方向纵联故障识别判据,以及一种实用可靠的故障选极判据,并设计相应的线路保护方案。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建四端模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)型直流电网模型,通过大量的仿真算例验证该保护原理的可行性,以及在硬件成本、动作速度、耐受过渡电阻能力等方面的突出优势。

多端纵联差动保护突变量数据自愈同步算法

为了消除采样值在数据链路中的延时误差对纵联差动保护装置的影响,本文提出一种基于突变量的保护数据自愈同步算法。首先实时计算各端采样数据的突变量,当超过突变量阈值时,判定多端系统发生短路故障。然后根据采集的电流波形的突变特征计算出各端数据的故障突变时刻,再以某一端的故障时刻为基准,自动补偿其他端与该端之间的时间差,形成新的采样序列,采用重新同步后的采样序列计算故障后差动电流和制动电流值以确保保护装置正确动作。通过理论分析和算例仿真,验证了本算法的正确性和有效性,且本算法有利于提高智能保护装置动作的可靠性,可实现多侧差动和广域差动等原理保护。

多端线路差动保护改进算法的研究

针对传统差动保护在T型以及多端线路保护中出现的问题,以两端输电线路纵向阻抗的计算方法为基础,提出了一种适用于多端线路差动保护的改进算法。所提算法以发生故障时线路各端电流故障分量的相量和作为动作量,以任意两端之间最大的电压故障分量差与该两端线路的串联正序阻抗比值作为制动量。同时,上述数据之间彼此独立且可以相互转化,确保了保护能够在系统正常运行的情况下准确区分出区内、区外故障。通过对三相输电线路合理的解耦算法,达到了消减相间电磁耦合的目的,使所提算法实现分相判别的功能。在EMTP软件中,建立了高压多端输电线路模型,仿真结果表明,所提算法具有良好的状态判别能力,整定简单、判别裕度大,可靠性高,同时能够有效抵御线路电容电流和电流互感器饱和所带来的影响,具有较好的工程推广前景。

确定复杂环网方向保护最小断点集的改进离散粒子群优化算法

确定复杂环网方向保护最优配合顺序的核心步骤是求解最小断点集(minimum break point set,MBPS)。文章提出一种基于改进的离散粒子群优化算法(discrete particle swarm optimization,DPSO)求解MBPS的新方法。该方法首先以带约束的策略生成初始粒子,然后在迭代中引入惯性权重因子来平衡粒子的全局与局部搜索能力,同时增加一个固定粒子飞行方向的约束,以保证搜索始终在解的可行域中进行。文章最后以具有典型线路保护配置的电力系统为例进行了仿真,结果表明,新方法能以较快的收敛速度和较高的收敛精度得到MBPS的可行解,具有较好的实用性和有效性。

故障分量负序方向保护算法的改进

通过对一次微机发电机匝间保护误动的有关数据进行分析 。

基于方向比较原理的集中式后备保护算法研究

针对传统后备保护的缺陷,在智能变电站全站信息共享的基础上,采用了传统主保护加集中式后备保护的保护配置方案.研究了基于方向比较原理的集中式后备保护算法.首先根据方向元件与一次设备的连接关系形成一次设备/方向元件关联矩阵,其次根据方向元件的输出值完成矩阵的赋值,根据赋值之后的关联矩阵计算一次元件的故障方向综合值,然后确定判据及门槛值,实现故障元件的准确识别.算例分析结果表明该算法能够准确识别故障元件.

波阻抗方向继电器的算法研究

针对波阻抗方向继电器利用初始电压和电流行波的比值构成的特点 ,提出了基于小波变换的继电器算法。算法主要解决了 2个方面的问题 ,即行波的提取和方向判据的实现。理论分析和仿真结果表明算法准确、可靠 ,且具有较强的消噪能力 。

超高速方向继电器新算法的研究(Ⅰ)——原理分析

应用综合矢量的概念，提出了一种判别高压输电线路故障方向的新算法，在较短的数据窗内计算出电压、电流的相位差，从而达到判断故障方向的目的。该继电器的动作速度快于常规的基于工频电气量的方向保护，其可靠性优于行波方向保护，且具有较高的灵敏度。

基于GA的环网方向保护配合最小断点集的计算

利用复杂环网方向保护最优整定配合中最小断点集 (MBPS)的启发知识 ,将MBPS的计算归结为解不等式———欠定方程组 ,进而等价为 0— 1整数二次规划问题 ,基于基因遗传优化计算原理 ,首次提出了MBPS问题的基因遗传计算方法 ,降低了问题的计算复杂性。

基于波阻抗的多端直流电网快速保护方案

针对含限流电抗器的多端直流电网,提出了一种基于单侧波阻抗的快速保护方案。首先分析了感性终端条件下不同故障区域的波阻抗特性,然后通过引入电压启动判据,提出了基于本地波阻抗的故障区间识别判据。该文采用梯度算法快速提取电压和电流行波,并计算波阻抗值。与传统的行波保护相比,该算法提高了保护在高阻故障下的灵敏度,并且仅由本地电气量构成,能够满足保护速动性的要求。最后,基于PSCAD仿真平台搭架四端直流电网,大量仿真结果证明了所提算法的有效性。

一种适用于混合三端直流系统的差动保护方案

为提高混合三端高压直流线路及母线差动保护的速动性、灵敏性、可靠性与选择性,提出一种基于Hausdorff距离算法的新型高压直流线路及母线差动保护方案。当±800 kV混合三端直流线路发生故障时,通过线模电流故障分量判定故障方向,区分故障区域。对线路首末两侧电流波形进行实时短窗数据差异量化,用线路首末两端的电流相似度差异判定线路区内外故障及单双极选极。以T区送端(电网换相换流器侧)与T区两受端(模块化多电平换流器侧)电流和的Hausdorff距离差异作为T区母线故障识别保护判据。利用PSCAD建立混合三端直流输电系统模型,运用MATLAB验证所提方案。仿真结果表明:所提方案判据可耐受过渡电阻500Ω,耐受过渡电阻能力强;能在3 ms内快速可靠动作,可靠性高、快速性好;对线路两侧通信精度要求低,具有一定的抗噪和抗异常数据的能力;在不同工况下,都可快速识别故障区域及区内外故障,并实现故障选极。

超高速方向继电器新算法的研究(Ⅱ)──实现与仿真

讨论了高压输电线路超高速方向继电器新算法的实现方法包括数字低通滤波器的设计、正序分量的求取、综合相量的计算以及动作判据的实现，同时以我国第1条500kV输电线路──平武线及其所在系统为算例对所提算法进行了仿真计算，结果表明该继电器的动作速度快于常规的基于工频电气量的方向性保护继电器，具有较好的性能。

超高压线路近端故障的快速距离保护

提出了一种针对超高压线路近端故障的快速距离保护新算法.该方法利用积分算法响应速度快、计算工作量小的特点,基于微分方程模型,结合工频变化量原理,有效地实现了超高压长线路近端故障的正确快速动作.基于RTDS数模仿真平台,对500 k V线路的多种故障形式进行了数模仿真试验,验证了该算法在超高压线路近端故障时可靠快速的动作性能.

基于故障电流前反行波初始波头时差的VSC-HVDC纵联方向保护

柔性直流输电系统线路两端并联有大电容,在故障发生后,对直流线路区内、外故障引起的故障行波具有明显的阻滞和反射作用。在直流线路保护正方向发生故障时,由于故障位置和直流电容的反射特点,保护将同时检测到故障前、反行波的初始波头;而在反方向发生故障时,保护首先检测到故障前行波初始波头,经对端电容反射后才检测到故障反行波初始波头。根据这一特征,提出了一种基于故障电流前、反行波初始波头时差的VSC-HVDC纵联方向保护,该保护采用多孔算法识别故障行波的初始波头,利用前反行波初始波头时差判别区内外故障。与现有柔性直流线路保护原理相比,该保护原理简单,门槛值易整定,数据采样率要求低,不受故障类型和故障位置的影响,能耐受400?过渡电阻,具有一定的实用前景。

基于广域信息多端高压输电区域后备保护

采用分布参数建模,提出一种基于广域信息多端高压输电区域后备保护新原理。该后备保护功能包括广域电流差动保护新原理和故障支路选择算法。广域电流差动保护依据分布参数电路中,正常运行时多端高压输电区域内所选参考点的电流流入与流出量代数和为零,故障时参考节点的差动量能准确反映故障电流这一特征对保护区内故障情况进行检测。故障支路选择算法依据故障支路选择方程根的分布特点判别故障支路和确定故障位置。经广域后备保护服务器计算分析,若保护区内故障,主站通过通信网络向故障线路跳闸装置发送控制命令,故障线路跳闸装置接收到来自主站的跳闸命令后跳开故障线路两端断路器,将故障与系统隔离。仿真试验验证了该后备保护算法的正确性和有效性。

受端混联型LCC-VSC直流输电线路快速后备保护

混联多端直流输电技术集中了电网换相换流器(LCC)和电压源型换流器(VSC)两种换流器技术的优势,具有广阔的发展前景,多端混联导致其输电线路故障特性区别于传统单一直流系统。该文对LCC-VSC混合多端直流输电线路故障特性进行分析,发现输电线路故障时存在两侧电流不平衡、LCC支路和VSC支路对后备保护时间要求不同的问题,传统的微分欠电压保护和电流差动保护难以作为整条输电线路的后备保护。针对此问题,提出基于单端电气量的双加速反时限过电流保护方案作为输电线路行波保护的快速后备保护,利用两端不同整定值的方案解决两侧电流不平衡问题;利用反时限特性同时配合两条支路的主保护,并且其受分布式电容和过渡电阻的影响较小。最后通过仿真实验证明了该方案的有效性。