基于综合阻抗的光伏发电并网联络线纵联保护

针对光伏发电并网联络线纵联保护灵敏度不足的问题,提出一种基于综合阻抗的光伏发电并网联络线纵联保护方法。分析了光伏发电并网联络线故障时,光伏发电系统的故障电流特征。建立了光伏并网联络线区内、外故障时的线路模型,构建了由线路两端电压电流之比得到的综合阻抗。当并网联络线区内故障时,故障相综合阻抗模值较小,非故障相的模值很大;并网联络线区外故障时,综合阻抗模值很大。据此构成保护判据,并利用线路等值电容计算保护定值。利用PSCAD建立光伏并网系统并进行了并网联络线故障仿真,考虑了不同故障位置、类型、过渡电阻及光伏出力大小等因素,仿真表明,所提方法能识别区内、外故障,且耐过渡电阻能力较强。

输电线路综合阻抗纵联保护新原理

提出了一种基于综合阻抗的纵联线路保护新原理。利用故障时线路两端电压相量和与电流相量和的比值,来判断线路上是否发生故障。在外部故障时,该比值反映输电线路上的容抗,其虚部为一个绝对值较大的负数;内部故障时,其虚部为正数或为绝对值较小的负数,据此可以区分线路上的内部和外部故障。新原理易整定,本身具有选相能力,不受电容电流的影响,可用于带或不带电抗器补偿的线路,抗过渡电阻能力强。EMTP仿真和动模数据验证了新原理的有效性。

基于故障分量综合阻抗的输电线路纵联保护

提出了一种基于故障分量综合阻抗的纵联线路保护新原理。利用故障时线路两端故障分量电压相量和与故障分量电流相量和的比值,来判断线路上是否发生了故障。在外部故障时,该比值反映输电线路上的容抗,其模值较大;内部故障时,该比值反映系统电源阻抗和线路阻抗,其模值相对较小,据此可以区分线路上的内部和外部故障。新原理易整定,本身具有选相能力,不受电容电流的影响,可以用于带或不带电抗器补偿的线路,理论上与过渡电阻无关。EMTP仿真和动模数据验证了该原理的有效性。

基于故障分量正序、负序和零序综合阻抗的线路纵联保护新原理

提出了故障分量正序综合阻抗、负序综合阻抗和零序综合阻抗的概念。发生区外故障时,故障分量正序综合阻抗等于线路正序容抗,负序综合阻抗等于线路负序容抗,零序综合阻抗等于线路零序容抗,数值较大;被保护线路上发生区内故障时,故障分量正序综合阻抗、负序综合阻抗和零序综合阻抗分别反映系统和线路的正序、负序和零序阻抗,数值较小。根据该特征,可以区分线路上是否发生故障,据此提出了基于故障分量正序综合阻抗、负序综合阻抗和零序综合阻抗的纵联线路保护原理,不需对电容电流进行补偿,灵敏度高,不受过渡电阻的影响,整定原则明确,定值裕度大。

基于综合阻抗比较原理的广域继电保护算法

将两端输电系统的综合阻抗保护原理推广到三端或多端输电系统,提出一种新型广域继电保护算法。针对广域保护区域不同故障时综合阻抗的定义和计算分析,区外故障时,综合阻抗反映区域内线路等效容抗,其虚部大小为千欧级,阻抗角约为90°;区内故障时,综合阻抗反应系统阻抗,其虚部大小不大于600,阻抗角在～90°之间,二者有明显区别。同时,结合广域继电保护对引起差流启动时的不同情况分析,提出三步保护方案以实现输电系统故障判断,正常运行时测量信息错误或变电站直流消失等运行工况的可靠保护。IEEE 10机39节点系统仿真结果表明:该算法容易整定,具有选相能力,且不受分布电容电流和过渡电阻影响,与广域差动保护相比具有较高的灵敏度。

基于故障分量综合阻抗的母线保护新原理

提出了基于故障分量综合阻抗的母线保护新原理。利用故障时母线上故障分量电压相量与母线上各支路故障分量电流相量和的比值,来判断母线的内、外部故障。在外部发生故障时,该比值反映母线的容抗,其模值很大;内部故障时,该比值反映母线上各支路阻抗的并联,其模值相对较小,据此可以区分内部、外部故障。新原理判据灵敏度高,具有一定的抗电流互感器饱和能力,简单、易整定,而且对于3/2断路器接线的母线内部故障时有电流流出的情况也具有较高的灵敏性和可靠性。EMTP仿真验证了新原理的有效性和可行性。

消除相间电容电流影响的故障分量综合阻抗计算方法

分析了区内、区外故障时,线路相间电容对故障分量综合阻抗的影响,并提出了消除相间电容电流影响的故障分量综合阻抗计算方法。在各相的故障分量差动电流中减去该相流向其他两相线路的电容电流,计算结果仅取决于线路对地电容。使用EMTP数据对该方法进行了仿真,结果表明,采用新方法后,计算结果更稳定,整定时仅需考虑线路对地电容,整定原则更加明确,定值裕度大。

一种新的综合阻抗计算方法

分析了线路相间电容对综合阻抗的影响,故障时健全相的综合阻抗会因线路相间电容的影响而较大程度偏离线路的对地电容阻抗,且随故障点和故障类型的不同而有较大波动。在整定综合阻抗纵联保护判据时要考虑此因素,灵敏度有所降低。提出了新的消除相间电容电流影响的综合阻抗计算方法,计算时在各相差动电流中减去该相流向其他两相线路的电容电流,使得健全相的综合阻抗计算结果仅与线路对地电容有关。而新方法对故障相的综合阻抗计算结果影响较小。EMTP数据仿真结果证明了新方法的有效性。

基于序分量综合阻抗的母线保护原理

提出了母线正序故障分量综合阻抗、负序综合阻抗和零序综合阻抗的概念,通过分析母线区内、外故障时3种综合阻抗的特征,分别利用阻抗幅值和相角构成了基于正序故障分量综合阻抗、负序综合阻抗以及零序综合阻抗的母线保护原理。3种保护原理在母线区内、外故障时特征明显,判据简单、易整定,而且原理本身不受3/2断路器接线的母线区内故障汲出电流以及过渡电阻的影响。当母线区外故障电流互感器(TA)饱和时,利用各个序分量综合阻抗相角所构成的TA饱和识别判据能够可靠地将母线保护闭锁,从而避免保护误动;当母线区内发生故障有TA饱和时,保护性能不受影响,能够可靠地快速动作。基于正序故障分量综合阻抗的母线保护原理可以反映各种类型的母线故障,对于最严重的三相短路故障可以快速切除;基于负序、零序综合阻抗的母线保护原理则可以在故障后长期应用,不受系统振荡的影响,而且对于高阻接地故障依然能灵敏动作。3种保护原理可构成完整的母线保护方案。EMTP仿真结果验证了新原理的有效性和可行性。

基于故障分量综合阻抗的T接线路纵联保护新原理

提出了一种适用于T接线路的基于故障分量综合阻抗的纵联保护新原理,利用故障时线路三端电压故障分量相量之和与电流故障分量相量之和的比值来判断线路上是否发生了故障。外部故障时,该比值反映线路的容抗,其模值较大;内部故障时,该比值反映系统电源阻抗和线路阻抗,其模值相对较小,据此可以区分线路上的内部和外部故障。根据新原理构成的保护不需要对电容电流进行补偿,可用于带或不带电抗器补偿的线路,在原理上不受过渡电阻的影响,而且当T接线路内部发生故障而有汲出电流时,保护的灵敏度也不受影响。EMTP仿真验证了新原理的有效性。

采用归一化制动系数的故障分量综合阻抗母线保护新判据

基于故障分量综合阻抗母线保护原理,提出了一种采用归一化制动系数的母线保护新判据。通过研究母线区内、外故障电流互感器(TA)饱和对故障分量综合阻抗相角造成的偏移影响,定义了故障分量综合阻抗的相角偏移误差,并将其归一化处理后作为制动系数引入原动作判据,构成一种母线保护新判据。新判据不仅具有基于故障分量综合阻抗母线保护的所有特点,而且大大提高了保护抗TA饱和的能力,当母线区外故障TA饱和时,新判据能可靠制动,当母线区内故障TA饱和时,新判据仍有很高的灵敏度,使保护能迅速动作。EMTP仿真验证了新判据的有效性。

基于故障分量综合阻抗的变压器保护新原理

提出了一种基于故障分量综合阻抗的变压器保护新原理。利用故障分量综合阻抗在内部故障时符号为负,而外部故障、励磁涌流等情况下符号为正的特点,提出了综合阻抗方向元件,快速灵敏的识别内部故障。利用故障分量综合阻抗的幅值在外部故障时数值较大,而其他情况下数值较小的特点,可靠的识别空投于内部故障的情况。该原理不受励磁涌流的影响,EMTDC仿真验证了其可行性。

基于综合阻抗的孤岛检测新方法

以单极式光伏逆变器并网系统为研究对象,将阻抗的概念进行扩展,提出一种基于公共耦合点(PCC)综合阻抗的被动孤岛检测方法,利用快速傅里叶变换提取出电压、电流的实时信号,通过识别PCC处综合阻抗的变化状态,来区分正常、孤岛现象。仿真结果表明:所提孤岛检测方法能快速、有效地检测出孤岛,且不会影响逆变器输出电能质量。

基于综合阻抗的母线保护新原理

利用故障时母线上的电压相量与母线上所连各支路电流相量之和的比值,来判断母线的内、外部故障。在母线外部发生故障时,该比值反映的是母线的容抗,其幅值很大,且其相角接近-90°;内部故障时,该比值反映的是母线故障时的过渡电阻,其幅值相对较小,且相角接近0°。据此可以区分母线的内、外部故障。新原理判据在母线内、外部故障时不仅具有很好的反差特性,而且有较强的抗电流互感器(CT)饱和能力,其动作的灵敏度和可靠性不受母线高阻接地以及多角形接线或3/2断路器接线的母线内部故障有汲出电流时的影响,而且原理简单、易整定。EMTP仿真验证了新原理的有效性和可行性。

母线综合阻抗计算时的网络拓扑分析算法

考虑到系统内元件运行方式变化的影响,母线综合阻抗计算往往需要对该母线上连接的线路进行轮断。对于辐射线路上的终端母线,必须首先通过拓扑分析确定其对应的系统侧轮断母线。基于系统等值网络参数描述的电气物理路径分析,提出了母线综合阻抗计算时的网络拓扑分析算法。算法结合了物理网络拓扑和几何网络拓扑,通过电气物理路径判断,剔除了无效的几何路径搜索方向,保证搜索方向始终指向系统侧,从而有效避免了辐射分岔支路的深度搜索以及回溯的复杂性。研究和算例证明该算法能准确、快速地判断终端母线并搜索其对应的系统侧轮断母线。

综合阻抗与差动纵联保护在TCSC线路上的性能分析比较

【摘要】将综合阻抗应用于带可控串补线路，针对可控串补在线路不同位置及区内外故障等情况进行了性能分析。不论串补在线路出口还是线路中间，区内故障时，线路两端电压相量和与同线路两端电流相量和的比值，即线路综合阻抗反映该输电线路上的容抗，其模值较大；内部故障时，综合阻抗反映系统电源阻抗和线路阻抗，其模值相对较小，据此可以判别线路上的内部和外部故障。分析了串补在不同的补偿度、可控串补调节的动态过程对综合阻抗的影响等，同时与常规纵联差动进行了分析比较。仿真结果表明，基于综合阻抗的线路综联保护性能良好，在抗过渡电阻、单电源运行和适应可控串补动态过程等方面有独特优势。

基于综合阻抗序分量的孤岛检测新方法

由于传统被动式孤岛检测方法存在较大盲区,而主动孤岛检测方法对电能质量有一定影响,针对此问题,提出了一种基于综合序阻抗的孤岛检测新方法。该方法将传统阻抗方法中的突变量改为逆变器并网点的综合阻抗序分量,检测PCC点处综合阻抗序分量的变化,当其值超过限定范围时,判定为发生孤岛现象。最后,利用PSCAD搭建单PV光伏并网发电逆变器系统模型,基于该模型,获得仿真数据,然后利用Matlab对仿真数据进行处理,对所提孤岛算法进行仿真验证,仿真结果表明了理论推导的正确性及所提出孤岛检测方法的有效性。

含逆变型分布式电源的配电网正序综合阻抗纵联保护

为解决逆变器控制策略对含逆变型分布式电源的配电网的故障特性的影响问题,提出了一种基于正序分量综合阻抗的纵联保护新原理。该原理利用线路两端正序电压相量之差与线路两端正序电流相量之和的比值构成正序分量综合阻抗。区内与区外发生故障时,正序分量综合阻抗的幅值变化明显,据此可以区分线路上的内部和外部故障。新原理特征量明显,容易整定,不受分布式电源控制策略的影响,抗过渡电阻能力强。PSCAD仿真验证了该原理的有效性。

故障相的故障分量综合阻抗特点分析

使用三相模型,推导了故障分量综合阻抗与序分量综合阻抗之间的关系,指出故障相的故障分量综合阻抗在数值上与故障时的故障分量正序综合阻抗接近。同时它还具有小于两侧系统阻抗中比较大的、大于比较小的系统阻抗的特点,且在应用于弱馈系统时,故障分量综合阻抗小于线路阻抗与较小的系统阻抗的2倍之和。使用EMTP建立了500 kV,400 km线路模型对分析结论进行了验证。该结论可用于故障分量综合阻抗纵联保护原理的整定计算及定值灵敏度的分析。

基于阻抗综合的碳基超级电容器性能仿真

根据超级电容器等效电路模型的分析和复数阻抗综合方法,经试验数据拟合优化,建立了超级电容器等效阻抗函数。通过该函数仿真了超级电容器的电压、电能容量、电流和荷电状态等性能指标的动态特征。经试验验证,该函数可预测超级电容器在充、放电过程中的电流、电压和荷电状态的动态变化。