基于小波分析的特高压直流输电线路双端电压暂态保护

分析云广直流输电线路和边界的频率特性,结果表明当故障发生点与保护安装点的距离大于一定值时,线路对某频率的高频信号衰减作用将大于本侧边界对该频率高频信号的衰减作用,据此提出用保护元件区分对端区内外故障的特高压直流线路暂态保护原理。分析和仿真试验表明该暂态保护原理能够保护线路的全长。通过比较两端检测到的故障暂态信号,判断故障位置更靠近整流侧还是逆变侧;对检测到的对端故障电压暂态信号进行多尺度小波变换,利用高频段小波能量与低频段小波能量不同构造区内外故障判据;根据故障后两极线上暂态电压之间的差异构造故障选极判据。仿真结果表明所提方法具有良好的反映过渡电阻的能力。

一种特高压直流输电线路单端电压暂态保护原理

平波电抗器、直流滤波器、PLC滤波器构成特高压直流输电线路现实边界。分析特高压直流输电线路边界以及特高压直流输电线路的频率特性,研究特高压直流输电线路以及边界对故障暂态电压信号高频量的衰减作用。分析现有特高压直流输电线路暂态保护原理的保护范围,指出现有利用保护元件区分本侧区内外故障的特高压直流输电线路暂态保护原理并不能实现特高压直流输电线路全线保护。综合考虑特高压直流输电线路边界和线路对故障暂态信号高频量的衰减作用,提出利用保护元件区分对侧区内外故障的特高压直流输电线路单端电压暂态保护原理。建立云广特高压直流输电系统实际参数仿真模型,对所提出的特高压直流输电线路单端电压暂态保护原理进行仿真验证。

利用保护元件区分对侧区内外故障的特高压直流输电线路双端电压暂态保护原理

平波电抗器、直流滤波器、PLC滤波器构成特高压直流输电线路现实边界。分析特高压直流输电线路以及边界的频率特性,研究特高压直流输电线路以及边界对故障暂态电压信号高频量的衰减作用,得到当故障发生点与保护安装点的距离大于-1/aln G(jω)时,线路对频率为ω/2π高频量的衰减作用将大于边界的衰减作用的结论。证明特高压直流输电系统整流侧和逆变侧关于直流输电线路中点对称,提出利用保护元件区分对侧区内外故障的特高压直流输电线路双端电压暂态保护原理和动作判据,该原理能实现特高压直流输电线路全线保护。建立云广特高压直流输电系统实际参数仿真模型,对所提出的特高压直流输电线路双端电压暂态保护原理进行仿真验证。

适用于风电接入系统的相电压暂态量时域选相新原理

风电系统的故障特征导致了传统选相元件存在适用性问题。在分析相电压暂态特征的基础上,提出一种适用于风电接入系统的时域选相元件。理论分析发现,不同故障类型下的各相电压暂态特征之间的相关性存在差异,据此提出了基于相关性的选相判据。新选相原理利用电压量,不受风电系统弱馈性的影响;基于时域暂态量,受风电系统背侧阻抗不稳定的影响较小。利用PSCAD(power systems computer aided design)软件的建模仿真结果及现场故障录波数据验证了新选相方法的有效性。

利用电压暂态量的电压时间型馈线自动化反向合闸闭锁策略改进措施

针对电压时间型馈线自动化中基于残压工频量幅值的反向合闸闭锁判据在相间接地或三相短路低过渡电阻故障下存在失效的问题,提出了利用线电压暂态量有效值提高反向合闸闭锁判据灵敏度的措施。定义了衡量反向合闸闭锁灵敏度的残压检测系数,指出了现有判据的盲区。分析并确定了线电压暂态量有效值计算数据窗,确立了以电压互感器的精工电压作为阀值的实用化策略。PSCAD仿真和实验验证了所提策略的可行性。改进措施可减少因联络开关转供导致的对侧变电站停电次数且无需加装一次设备,所以造价低且易于工程实现。

考虑配网电压暂态的大型光伏电站接入选点仿真研究

光伏系统与常规电源的发电特点不同,使得大型光伏电站与配电网互联的研究变得复杂和困难。本文基于PSCAD/EMTDC仿真平台,从光伏电站和配电网的特性出发,建立了含MPPT的实用光伏方阵仿真模型和含集中式光伏电站的配电网仿真模型,又以配电网中接入点母线电压暂态为考虑因素,就光伏电站接入电网的选点问题进行了仿真研究。仿真结果表明,光伏电站接入选点时配电网络的短路容量、负荷水平对配网电压暂态有较大的影响,而配电网络的R/X比和接入点母线电压等级对配网电压暂态的影响相对较小。

基于概率神经网络的电压暂态扰动分类

概率神经网络主要应用于模式识别、分类等问题,有很多优良的性质,但结构上固有的2个缺点限制了其应用。文中通过把测试样本由线性不可分转化为线性可分,在不改变概率神经网络结构的条件下,对其2个缺点进行了改进,扩大了方法的应用范围。经电压暂态扰动分类的仿真验证了改进后的方法可取得更高的正确率。

MOA伏安特性的拟合对过电压暂态计算的影响

ＭＯＡ伏安特性的拟合对过电压暂态计算精确性的影响很大。本文以配电系统弧光接地过电压的暂态计算为例，对ＭＯＡ特性的三种拟合方式──分段线性化拟合，以起主要作用电流段的特性代替全伏安特性的单指数函数拟合以及分段指数函数拟合──对过电压计算的影响进行了比较分析，定量地找出该影响的规律，并提出相应的改善方法和途径，所得结果可供含ＭＯＡ网络暂态过电压计算时参考。

改变风电场接入阻抗对电压暂态特性影响的研究

对风电场接入地区电网后的电压暂态稳定性进行了仿真研究。首先分析了电压暂态稳定的相关理论,通过实际电网的仿真计算研究了风电场接入地区电网对电压稳定性的影响,通过改变风电场接入系统的阻抗值,比较了系统电压暂态稳定性的程度,并得出地区电网在风电接入后的电压稳定性状况。仿真模型采用实际电网模型,对实际电网研究风电接入后的电压稳定性具有一定借鉴意义。

基于提升小波的电压暂态奇异点检测

电压暂态扰动是影响电能质量的重要因素之一,对电力系统和用电设备均产生危害.提升小波可以在时域、频域表征信号的局部特征,具有发现突变信号、处理非平稳时变信号的能力.分别采用提升小波和傅里叶变换检测脉冲暂态和振荡暂态电压扰动的奇异点.仿真结果表明,与傅里叶变换相比,提升小波能有效检测暂态电压扰动的奇异点.

基于小波分析的特高压直流输电线路单端电压暂态保护

分析特高压直流边界和输电线路的频率特性发现,线路对高频故障信号的衰减特性导致现有直流输电线路暂态保护不能实现全线保护。依据检测到的故障信号强度不同,提出一种直流线路单端电压暂态保护。提取故障信号中高低频段小波能量,利用它们的比值构造区分对侧区内外故障判据;通过比较两极线上暂态电压低频量,实现故障选极。仿真试验表明该方法有效。

基于小波变换的电压暂态扰动检测的研究

随着各种敏感电力电子设备以及非线性负荷的广泛应用,电能质量扰动问题已经成为大家关注的共同焦点。本文介绍了小波变换的基本原理,并将电压中断,电压暂降以及电压瞬变这三种典型的扰动现象通过MATLAB仿真进行分析。

直驱永磁风电机组电压暂态简化建模及仿真

将变流器用受控源进行等效简化。根据低电压穿越过程中直驱风电机组的动态特性,忽略低电压穿越过程中发电机与机侧变流器的动态过程,建立了适用于暂态电压稳定性研究的简化仿真模型。仿真结果表明,简化模型与电磁暂态模型动态响应一致,可以用于大规模风电场暂态电压稳定性研究。

特高压GIS隔离开关操作时其壳体电压暂态特性仿真分析

特高压(UHV)系统电压等级高、容量大,电磁暂态问题相当严重。为研究特高压气体绝缘变电站(GIS)在隔离开关操作时壳体电压的暂态特性,从而对今后特高压变电站的建设及绝缘配合问题提供参考建议,结合我国某1 100kV特高压气体绝缘变电站的具体情况,分析了特高压下GIS暂态壳体电压(TEV)的计算原理,利用多导体传输线模型计算了壳体各处的TEV,并对其进行了频谱处理。最后,分析了隔离开关的操作方式、操作相别、接地方式等对暂态壳体电压的影响。仿真结果表明:隔离开关操作方式不同时,暂态壳体电压最大值出现的位置不同;在GIS出线段,由于布置的对称性使得暂态壳体电压幅值也具有对称性。

基于XGBOOST-PSO提高受端电网电压暂态稳定的发电机无功优化方法

考虑发电机稳态输出无功对其支撑暂态电压恢复稳定能力的影响,基于机器学习研究优化发电机稳态输出无功提高电压对故障扰动保持暂态稳定能力的预防控制方法。该方法采用加权多二元表暂态稳定裕度指标量化母线暂态电压对不同预想故障扰动的综合稳定裕度,并基于指标排序确定稳定裕度薄弱母线。同时基于发电机无功调节对预想故障下各薄弱母线电压暂态稳定裕度综合作用灵敏度排序,选择作用灵敏发电机。在利用XGBoost建立根据系统稳态特征向量预测薄弱母线暂态电压稳定的分类模型基础上,以系统对预想故障扰动保持暂态电压稳定为约束、以减小发电机稳态无功调节对网损产生影响为目标,基于潮流计算寻优灵敏发电机稳态输出无功,以提高薄弱母线的暂态电压稳定性。最后采用雅湖直流接入江西电网的PSASP计算模型验证了所提方法的有效性。

高比例新能源送端系统暂态电压运行风险分析

针对交、直流故障下的高比例新能源送端系统暂态电压演化传播机理及运行风险尚不明晰的问题,首先,基于交直流系统间的无功电压交互作用机理分析,明确了交、直流系统故障下的暂态电压特性及主导影响因素,阐明了高比例新能源送端系统电力电子设备主导的暂态电压演化传播路径。其次,从“交直流故障强耦合作用持续加强,暂态无功功率成分复杂”、“新能源比例不断提升,暂态电压问题凸显”及“故障承载与调节能力下降,连锁脱网风险增大”三方面系统地阐述了暂态电压运行风险。然后,基于DIgSILENT/PowerFactory建立了实际高比例新能源多直流外送系统仿真模型,不同新能源占比、不同故障工况下的仿真结果验证了暂态电压运行风险分析的正确性。最后,从增强耦合运行特性机理认识、提升新能源涉网性能、增加多尺度协同控制策略、加强交流网架结构等方面提出了应对暂态电压运行风险的技术展望。

计及短路比提升与暂态过电压抑制的含高比例风电送端电网两阶段式调相机优化配置

随着送端电网中大规模风电机组的接入及常规同步机组的置换淘汰,电网短路比水平下降,电压支撑能力削弱,故障时易导致新能源机组暂态过电压而发生脱网事故。面向含高比例风电的送端电网,研究综合计及短路比提升和暂态过电压抑制的调相机优化配置方法。首先,利用新能源多场站短路比(multiple renewable energy stations’short-circuit ratio,MRSCR)分析了调相机接入对风电场短路比的提升作用,并基于调相机暂态快速无功响应特性揭示了其对风电机组暂态过电压的抑制机理;然后,提出一种同时计及短路比提升和暂态过电压抑制的两阶段式调相机优化配置策略,第一阶段以风电场短路比提升为核心约束优化配置调相机位置与基础容量,第二阶段以暂态过电压安全为关键约束进行调相机配置容量修正,并引入量子遗传算法(quantum genetic algorithm,QGA)进行优化求解。最终,基于PSD-BPA在含高比例风电的送端电网进行算例分析,验证了所提出的调相机优化配置方法能够显著提升风电机组多场站短路比水平并有效抑制风电机端暂态过电压。

基于CBAM-CNN的电力系统暂态电压稳定评估

为进一步提高电力系统暂态电压稳定评估模型的特征提取能力和模型在系统拓扑结构发生变化时的适应性,提出一种将改进的卷积神经网络与迁移学习相结合的方法。首先,在卷积神经网络的卷积层后插入卷积块注意力模块,对输入的数据从通道和空间两个独立的维度依次提取特征,提高卷积神经网络对系统暂态电压状态的识别能力。然后,将该模块与微调技术相结合,提高模型在系统拓扑结构改变时的在线更新速度。最后,算例分析验证了所提模型的有效性。

电力系统暂态电压稳定评估的混合智能特征双重筛选方法

含高比例新能源与直流接入的电力系统暂态电压稳定特征呈高维冗余性,影响基于数据驱动评估模型的效率和性能。为此,在构建一组适应含高比例新能源和直流接入场景的完备特征集合基础上,提出一种基于改进Relief算法和改进群智能优化算法双重筛选的混合智能特征选择方法,以降低原始特征维度,提高模型稳定评估的效率和准确率。首先,通过时序分层处理对原始Relief算法进行时序改进,并利用该改进算法进行特征的有效性度量,以消除分类低效特征,得到降维后的初筛特征子集;随后,融合特征有效性度量值对群智能优化算法进行搜索性能增强。再以此增强算法为寻优策略,并以时序分类模型卷积门控循环单元(convolution gated recurrent unit,ConvGRU)为分类器,构成基于群智能优化算法的封装式特征选择方案,进一步实现特征子集寻优。最后,通过算例对比分析,该方法下高维特征维度能压缩80%以上,且所选特征子集能有效提高评估模型的准确率,验证该方法对于高维时序特征筛选处理的有效性及必要性。

换相失败下直流控制参数对送端暂态电压影响机理分析

换相失败期间高压直流输电系统无功特性与控制参数密切相关,对送端系统暂态电压影响显著。首先阐述了换相失败期间送端暂态电压的形成机理,并指出故障期间暂态电压、直流无功特性与直流电流间的关系,进而提出一种建立直流电流方程来间接描述送端暂态电压的分析方法;然后,在此基础上,根据直流电流特性分阶段建立直流电流理论分析模型,通过分析控制参数对直流电流作用规律,进而揭示各控制参数对暂态电压的影响机理。最后基于PSCAD/EMTDC仿真平台对所得结论进行验证。