基于Shannon熵的高压直流输电线路单端电气量保护

综合考虑高压直流输电线路保护对于可靠性和快速性的要求,提出一种基于Shannon熵的直流线路单端量保护方法。研究发现,由于线路边界元件所具有的对特征谐波的滤波特性,导致保护安装处的暂态电流特征频带信号在直流线路区内和区外故障时存在着显著的差异性。利用切比雪夫滤波器获取频带电流,通过求取其熵值的方法提取电气量特征,实现区内外故障的快速有效识别,并利用暂态电流变化特征实现故障的选极。通过在PSCAD/EMTDC和MATLAB平台进行故障仿真及数据处理,结果表明,所提方法能可靠、快速地识别出故障区段和故障极,保护动作性能好,采样率要求低,原理简单,实用性强。

采用实测数据和主成分分析的直流输电线路故障识别方法

由平波电抗器和直流滤波器构成的直流输电线路两端实体电气边界具有高频阻塞作用,使得线路外部故障下,其故障电压起始变化平缓、幅值小;在线路内部故障下,其故障电压起始变化陡峭、幅值大、长时窗时域波形有振荡。利用主成分分析(PCA)方法提取线路内部、外部故障下的极线电压曲线簇样本数据蕴含的此种时域特征信息,并将其投影到主元空间,形成由cPC1和cPC2坐标构成的PCA空间(元件),其线路内、外部故障呈现为具有显著区别的两个不同聚类点簇团,借此可实现直流线路内部故障和外部故障的表征和甄别。故障发生后,利用故障数据于PCA故障识别元件的投影点与PCA识别元件本身多个聚类中心之间的欧氏距离来自适应地判别线路内、外部故障。经大量实测数据试验表明,该方法改善现行以du/dt为核心的直流线路行波保护的性能,若将直流系统历史故障数据复用来增加PCA的聚类点簇,则可继续完善PCA故障识别元件。

利用测量波阻抗相位特征的高压直流输电线路纵联保护

为提高直流线路后备保护的可靠性和速动性,提出了一种利用测量波阻抗相位特征差异的直流线路纵联保护方法。通过对直流输电线路区内、外故障时线路两端测量波阻抗的相位特征分析可知,在一定频率范围内,直流线路内部故障时,线路两端测量波阻抗相位约为–90°;在直流线路外部故障时,线路两端测量波阻抗相位分别接近–90°和0°。区内、外故障下线路两端测量波阻抗相位差异明显,据此可以实现对区内外故障的判别。由于区内外故障时测量波阻抗的相位特征仅与直流线路边界和线路波阻抗有关,与故障距离、过渡电阻和故障类型等因素无关,因此该保护方法的门槛值易于整定。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该保护方法的动作性能不受故障距离、过渡电阻和故障类型的影响,具有良好的灵敏性和速动性。