基于相模变换的柔性直流电网短路故障电流计算

精确的短路故障电流计算对柔性直流电网的器件选型、参数设计以及继电保护研究十分重要。针对现有短路故障电流计算方法未充分考虑直流线路极间耦合的问题,文中提出一种基于相模变换的柔性直流电网短路故障电流计算方法。首先,建立换流站与直流线路的故障等值模型;然后,利用相模变换实现柔性直流电网正极与负极的电气解耦,并获取柔性直流电网在模域内的节点阻抗矩阵;接着,结合柔性直流电网的故障边界条件,计算出柔性直流电网短路故障电流的复频域值,并利用矢量拟合得到故障电流的时域值;最后,利用PSCAD/EMTDC仿真验证所提故障电流计算方法的有效性。仿真分析结果表明,在直流电网发生故障且换流站尚未过流闭锁期间,所提故障电流计算方法能够精准描述直流故障电流的变化规律。

电力系统相模变换矩阵的最优化建模方法

基于相模变换的继电保护方法对于复杂电力系统故障下保护动作速度的高要求具有强契合性,然而相模变换矩阵结构的差异性将影响故障辨识的快速性、准确性和基于单一模量进行故障类型辨识的有效性。基于均匀换位输电线路相模变换矩阵的数学特征,并结合不同短路故障类型的故障电流特征信号物理差异性及故障边界条件,采用最优化理论,提出了电力系统时域相模变换矩阵的最优化建模方法,可克服当前相模变换矩阵试探建模方法效率低的缺陷。该方法通过改变两界约束和最优化求解构建新的相模变换矩阵,易于实现,且能便捷地构建故障电流相模变换单一模量契合电力系统全部故障类型的相模变换矩阵。仿真算例验证了时域相模变换矩阵最优化建模方法的通用性、正确性和在行波测距时的有效性。

基于一种新型相模变换矩阵的故障定位研究

分析了现有相模变换矩阵的不足,指出其单一模量不能适用于所有类型的故障,并结合三相输电线路完全换位情况下相模变换矩阵的数学性质,构造出了一种新型的相模变换矩阵。MATLAB仿真结果表明,新相模变换矩阵对各种类型的故障有效,能够实现单一模量反映所有故障类型的目的,且测距结果不受过渡电阻、故障类型影响。

一种新相模变换矩阵

分析了现有相模变换矩阵,指出其单一模量不能反映所有故障类型的不足,结合均匀换位输电线路的相模变换矩阵应具有的数学性质,构造出一种新的相模变换矩阵。理论分析和应用于故障测距时的仿真结果表明,新矩阵能够用于相模变换,且单一模量能够反映所有故障类型。电网电压等级的提高对继电保护和断路器动作速度提出了更高的要求,为了适应该变化趋势,继电保护的运算将会在时域中进行,相模变换代替对称分量变换将成为发展趋势。因此,能够反映所有故障类型的相模变换矩阵在电力系统继电保护中将具有广泛的应用前景。

同塔四回不对称参数线路的相模变换

同塔多回线中线路自阻抗的不对称增大了矩阵解耦的难度,参数不对称同塔四回线为电力系统的故障分析带来新的挑战。在对以往同塔多回线相模变换进行大量研究的基础上,根据同塔四回线相模变换的特点,提出了基于线相解耦法的相模变换与基于相线解耦法的相模变换,这两种解耦方式对参数不对称的同塔四回线进行解耦。从变换矩阵的特性探索了这两种相模变换所表现的物理意义,从数学角度分析了相模变换解耦过程的顺序性与可逆性,并且从相模变换的数学方程与物理意义讨论了相模变换的适用性,对相模变换矩阵进行了推广应用。仿真结果表明此方法能够较准确地计算线路的故障电流,并能很好地适用于不对称线路的故障分析。

相模变换法分析特高压直流输电线路接地故障

为研究双极运行的特高压直流输电系统中单极接地故障过电压,采用相模变换法分析了双极运行的特高压直流输电系统单极接地故障。首先建立故障时的模量电路,分析线路不同端口性质下健全极过电压的波形特征和幅值,然后结合模量电路分析,以云广直流输电工程为对象,建立了双极直流输电系统的单极接地故障模型,计算和分析了多种因素如故障接地电阻、直流滤波器的工作状态、平波电抗器的布置方式等的影响以及故障时健全极沿线的过电压幅值分布情况。结果表明,直流滤波器的投入与否将改变直流线路端口的阻抗性质,对故障时的过电压影响显著:投入直流滤波器时,中点接地故障时健全极过电压最大可达1.76p.u.,平波电抗器布置方式对健全极过电压幅值无影响;未投入直流滤波器时,平波电抗器布置方式将直接影响到健全极过电压的幅值。

基于Clarke矩阵的不对称输电线路相模变换矩阵求解

输电线路在参数不对称时,传统的分析方法如对称分量法失效,此时需要采用模分量方法,此方法的核心在于求解相模变换矩阵。为求解该相模变换矩阵,从标准Clarke变换矩阵出发,通过矩阵变换,得到适用于不对称线路模分量分析的相模变换矩阵,即改进的Clarke变换矩阵。将上述矩阵应用于不对称输电线路的模分析,可以有效减少计算量。仿真结果验证了该方法的可行性。

同塔四回输电线的相模变换

对适用于同塔四回输电线的相模变换方法进行总结分析,考虑更接近于现场实际应用的同塔四回输电线结构,提出利用十二序分量扩展法对网络方程解耦,对故障序网图进行分析,并从数学上对同塔四线相模变换时相似变换矩阵的充分必要条件进行了计算证明。分析更普遍适用的同塔四回输电线模型,对其相模变换方法进行计算分析。在此基础上,对应用于同塔四回线相模变换的几种方法进行比较。结果表明,在四回线线路参数相差不大时,所提出的十二序分量扩展法的计算量小,故障序网图简单,更便于电力系统分析。

耦合双回线路电弧故障测距的新相模变换方法

输电线路故障测距一直是经久不衰的研究课题。,根据三相系统和同塔双回线系统的阻抗矩阵关系,从能用单一模量反映所有普通三相系统故障的新相模变换矩阵出发,推导出适用于双回线的相模变换矩阵。提出了一种基于新模量变换的双回线故障定位时域算法,该算法利用某一故障模量电弧电压、电流的转移特性来构造测距算法。它具有如下特点:算法在时域中进行,所需的时间窗短,不需要滤波等环节;用最小二乘法来提高测距精度,且测距的精度不受过渡电阻、故障类型及对端系统阻抗变化的影响。大量的电磁暂态仿真结果表明,该算法具有很高的精度。

新型相模变换矩阵在行波保护中的应用

分析了电网电压等级的提高对继电保护和断路器动作速度提出的更高要求,指出电力系统为了适应变化趋势,继电保护的运算将会以相模变换代替对称分量变换;研究了基于小波分析的超高压输电线路行波保护,将新型相模变换矩阵对故障行波电流电压信号进行解耦,并和常用的相模变换矩阵仿真结果进行比较。实例分析表明:该算法在行波保护中具有很高的应用价值,能够反映所有故障类型;相模变换矩阵在电力系统继电保护中将具有广泛的应用前景。

基于微扰法的不换位输电线路相模变换

传统的对称分量法适用于理想换位的三相对称输电线路,对于不对称程度较大的不换位单回输电线路,其结果误差较大。为获得更精确的结果,采用模分量法,该方法的关键是求解相模变换矩阵。考虑了架空地线对不换位线路阻抗矩阵的影响,并运用微扰理论,通过构造因不换位造成的阻抗矩阵微扰量,可以求解出不同精度的相模变换矩阵。将求得的变换矩阵用于模分量理论进行故障分析,所得的计算结果与实际结果相比误差很小,验证了该方法的可行性。

一种基于新的相模变换矩阵的输电线路故障测距改进算法

针对已有电力系统行波故障测距算法中采用的相模变换、小波变换存在的不足,提出了一种结合新的相模变换矩阵和提升小波的行波故障测距改进算法,实现了单一模量反映所有故障类型,简化了高频小波系数的计算,提高了计算速度。通过Matlab仿真实验,验证了与普通小波测距相比,算法具有较高的测距精度。

基于新相模变换的可控串补线路行波测距方法

含TCSC的输电线路故障测距是较为困难的问题,困难之处在于:TCSC的数学建模较为困难、TCSC安装处存在波阻抗不连续以及MOV启动和保护动作会对行波测距产生影响。此文在理论分析的基础上,提出了一种基于小波理论和新的相模变换的双端行波测距方法。利用搭建的含TCSC输电线路的电磁暂态模型,在经典N和Q值下TCSC动态和稳态工作条件下,针对不同故障位置、不同故障类型、不同过渡电阻和不同故障初相位等各种故障进行仿真,提取了线路两端电流行波的线模分量,并利用小波分析模块分析结果。仿真结果证实了该双端测距方法的有效性,TCSC的存在未影响到该行波测距方法的准确性。

基于小波变换和相模变换的电力电缆故障测距

通过将小波变换与相模变换理论相结合,提出了电力电缆故障测距的方法,采用新的相模变换不仅可避免传统行波方法中存在受故障起始角影响的问题,而且单一模量能够反映所有故障类型.仿真结果表明,该方法有很高的测距精度,是可行的.

一种用于同塔双回线故障定位的新相模变换法

本文结合均匀换位的输电线路性质,根据三相系统和六相系统之间的关系,构造出一种适用于同塔双回线的新相模变换矩阵。该矩阵用于相模变换,可用单一模量反映各种短路故障,并且矩阵的运算因子均为实数,可使计算量大大减少。用此相模变换矩阵将双回线解耦,可在某一模量下完成同塔双回线发生各种短路故障时的故障定位。大量仿真结果表明,所提方法可行、有效。

基于相模变换的三相四线制系统故障计算方法

三相四线制在低压及国外中压配电网中应用广泛,其接地故障,尤其是中性线接地故障,缺少类似于“对称分量变换”那样的简化计算方法。文章提出一种四阶相模变换方法,将三相与中性线电气量变换为独立的1模、2模及仍存在耦合的0模与r模,利用受控电压源表达0模与r模间的耦合关系;根据单相接地和中性线接地的故障边界条件,构建接地故障模网图,求解得到故障电压电流等电气量。最后利用仿真验证了所提方法的正确性。

基于新型相模变换的不对称输电线路故障定位

超高压输电线路采用不换位方式运行,导致线路参数不对称,故障定位精度降低.为此本文提出一种基于新型相模变换的不对称输电线路故障定位新方法.首先针对输电线路参数矩阵中心对称问题,使用新型相模变换进行初步解耦,继而寻求修正矩阵进行二次变换,实现不对称输电线路的精确解耦;进一步针对故障定位问题,考虑到传统双端法对同步性要求高,且不同频率的波速衰减情况也不相同,提出新型双端法进行行波测距,利用双端测量的不同极性行波时间差与被保护线路参数确定故障位置,无需考虑双端同步与波速修正问题.仿真结果验证了所提新方法在完成不对称线路精确解耦的基础上,可以实现高精度故障定位.

新型相模变换矩阵在行波故障选相中的应用

准确快速的选相元件是高压输电线路使用自动重合闸的前提。分析了现有相模变换矩阵的不足,提出了一种基于新型相模变换矩阵的行波故障选相方法,给出了该方法的选相判据与选相流程。MATLAB仿真结果表明,基于新相模变换矩阵的故障选相元件能有效可靠地选出故障相,且选相结果不受过渡电阻和故障类型影响。

平行多导线系统的相模变换矩阵和波阻抗计算

电力系统中大量使用的输电线路是平行多导线系统。一个平行多导线系统的基本参数为单位长度串联阻抗矩阵Z 和导纳矩阵 Y,相似变换矩阵 T_(v)、T_(i)分别将 ZY 和 YZ 对角化。利用线性矩阵代数理论,通过严格数学证明,讨论了 T_(v)和 T_(i)的内在关系,说明被大量文献引用的 T_(i)= T_(v)^(-T)是一种人为规定,而不是将 ZY 和 YZ 对角化的必要条件。证明 T_(v)、T_(i)也能将 Z 和 Y 对角化,澄清了不能对角化的不实观点。平行多导线系统波阻抗是基本参数的导出参数,明确了相域波阻抗的定义,给出了计算方法和几种计算公式。证明模域波阻抗随变换矩阵的不同而不同,但相域波阻抗不随变换矩阵的变化而变化。还阐述了单导线系统与多导线系统波阻抗的区别,不可将前者的计算公式直接应用于后者。最后,通过实例示范了 ZY、YZ 的对角化和波阻抗计算。

考虑牵引网线路参数频变的相模变换矩阵计算

针对现有的相模变换矩阵不能满足线路参数随频率变化的牵引网多导线系统的解耦计算,本文提出了一种适用于该情形的相模变换矩阵的计算方法,即根据特征向量和特征值的数学关系并利用LM(levenberg-marquardt)算法来实现特征向量的近似迭代,结果表明可以保证相模变换矩阵在频域内的平滑连续性,综合对比其他相模变换矩阵的计算方法得出的相速度,证明了该方法的可行性和准确性。