一种振荡中对称性故障的快速识别方法

距离保护要求在系统发生振荡时快速闭锁保护,在振荡中发生对称性故障时快速开放保护,如何快速识别振荡中的对称性故障是距离保护的难点。论述了电力系统振荡和振荡中发生对称性故障的电气量特征,提出了一种振荡中对称性故障的快速识别方法。理论分析证明,系统振荡和发生对称性故障时的Ucosφ波形特征有显著差别,且在短时间内就能得到足够的分辨率。通过Ucosφ波形特征识别,不仅能在系统发生振荡时快速检测出振荡,闭锁距离保护;而且能在振荡中发生对称性故障时,快速开放距离保护。该方法物理意义明晰,计算方法简单,判别延时短,判定条件不受系统参数、故障时刻、故障位置等因素的影响。

基于振荡中心电压的对称性故障开放新判据

本文利用计算电压为一余弦函数且在系统振荡时等于振荡中心电压、而在三相短路时的其值不大于电弧电阻上的压降的特征,并考虑在振荡时的一个较短的时间内,可认为计算电压是匀速变化的特点,提出了一种振荡中对称性故障开放判据。当计算电压在0附近小区间内停留的时间超过计算获得的预期时间时,说明发生了对称性故障,开放保护动作。新判据与振荡周期自适应,易于整定,易于实现。仿真结果证明了该判据的正确性和有效性。

逆变型电源控制策略对其故障暂态的影响分析

当电力系统发生扰动时,并网逆变型分布式电源受控于自身控制器经历故障暂态过程重新达到稳定输出。为了研究控制策略对并网逆变型分布式电源故障暂态特征的影响,首先建立了并网逆变电源的详细模型;在此基础上,详细分析了控制器控制参数对逆变电源暂态响应的影响;针对对称性故障和非对称性故障情况,对逆变电源的故障暂态特征进行深入的分析,并通过仿真研究,验证了上述理论分析的正确性,研究成果对分布式电源接入电网后保护控制系统的分析研究提供了理论基础。

不对称电网电压下双馈风力发电机的直接功率控制

在研究双馈感应发电机(DFIG)数学模型的基础上,分析了不对称电网条件下DFIG定子输出瞬时有功、无功功率的组成。通过引入二倍电网频率陷波器,使定开关频率直接功率控制(CSF-DPC)可适用于不对称性故障穿越运行控制。此时各改进的CSF-DPC方法具备各自特性,即基于转子磁链DPC(RF-DPC)可迅速稳定磁链,缩短DFIG动态过程;基于转子电流DPC(RC-DPC)可抑制定、转子电流振荡;基于电磁转矩DPC(EMT-DPC)可减小电磁转矩的脉动。通过分析改进CSF-DPC参数不匹配带来的误差,进一步提高了控制的鲁棒性。与正、负序双dq的不对称运行控制策略相比,CSF-DPC方法无需计算负序分量和引入负序电流控制环,结构简单,动态性能好。

对称分量法在掘锚机组保护系统中的应用

针对掘锚机组异步电动机故障诊断可靠性和准确性不高的问题,提出将对称分量法应用到掘锚机组保护系统中,实现不对称性过流故障诊断。将三相电压分解为正序分量、负序分量和零序分量,通过有源移相电路和相序判别电路判别主回路的相序,通过负序分量采集电路得到负序电压值,根据负序电流值判断故障及其类型。工业性试验结果表明,对称分量法的应用提高了掘锚机组保护系统的灵敏度、可靠性、准确性和智能化水平,降低了系统维护成本,同时提高了掘锚机组异步电动机的使用寿命和掘进工作面的掘进速度。

基于参数修正的输电线路双端不同步测距方法

针对线路双端数据不同步与线路参数不确定性所产生的测距误差问题,提出了基于参数修正的双端不同步测距方法以实现输电线路发生非对称故障时的准确定位。该方法定义了线路参数修正系数,利用等值序网分析法消除了数据不同步角的影响,然后应用仿电磁学算法求解了所建立的故障测距方程组,得到了线路故障位置。仿真分析与实际线路的计算结果表明,所提方法不受线路参数变化的影响,利用故障后的双端不同步数据即可进行故障定位,具有很高的测距精度与可靠性。

DFIG风电机组网侧变换器的复开关表直接功率控制

传统直接功率控制(DPC)所用开关表的输出控制矢量离散且固定,导致脉宽调制变换器的交流输入电流富含谐波,在交流输入电压波动和不对称的情况下更为明显,无法满足基于双馈异步发电机(DFIG)的变速恒频风电机组在故障下的不间断运行要求。在分析网侧变换器数学模型和DPC原理的基础上,提出了一种基于复开关表的DPC新策略。该策略可根据变换器的交流输入电压、瞬时功率等工作状态,提供细化的开关表以供选择,从而在保留传统DPC结构简单特点的同时,获得了高精度的控制效果。仿真和实验结果表明,该控制策略在电网发生对称性过电压、电压跌落和不对称性故障时,均能保持三相输入电流的平衡、稳定,用于DFIG风电机组交流励磁变频电源的控制中能提高电网故障下风电系统的穿越运行能力,并减少脉宽调制变换器产生的电力谐波污染。

基于广域信息的振荡中心实时定位及保护闭锁方法研究

针对电力系统发生振荡时振荡中心难以追踪,以及振荡过程中发生对称性故障时保护开放延时长、不准确等问题,提出了一种基于广域信息的振荡中心实时定位及保护闭锁方法。根据本地电压、电流相量及广域电压幅值信息,构造基于电压幅值比的振荡中心位置函数,提出了振荡中心实时定位方法。在此基础上引入能够体现振荡与故障差异特征的电气距离系数,据此构造振荡识别判据,并提出了相应的保护振荡闭锁与再开放判据。PSCAD仿真验证表明,该方法能够实时定位电力系统振荡中心位置,有效减少距离保护在振荡初期不必要的闭锁时间。