基于MATLAB的电力系统短路故障仿真分析

超高压输电线路和电力供配电系统对电力系统的安全稳定运行影响极大。设计使用MATLAB/Simulink电力系统工具箱搭建超高压输电线路和无限大功率供配电系统仿真模型,在仿真模型下对系统发生三相短路和不对称短路故障时的故障特征量以及出现的序分量特征量进行分析,仿真结果验证了系统模型的正确性,可以作为系统发生短路故障分析的依据。

输电线路雷电过电压的影响因素分析

随着我国工业水平的不断进步,整体的经济水平全面提升。在电力系统中超高压电网相关的技术水平也随之不断改进和提升,尤其是目前我国供电行业的超高压输电线路的传输距离、高度等都在全面提升。近几年,同塔双回输电技术在国内得到了广泛的应用,其总体设计、制造、施工等方面都比较成熟。然而,当前在电力传输过程中,由于雷击引起的电力系统故障仍时有发生,因此有关方面的专家必须对雷击过电压的瞬变特性、输电线路的抗雷性等问题进行深入的研究。同时,采用计算机仿真软件,对电网中的雷电过电压的影响因素进行了科学的分析,并采用合理的模拟方法,探讨了相应的规律,从而对以后的输电线路的防雷设计具有十分重要的参考意义。

电力通信监控系统在500 kV超高压变电站中的应用

为了提高超高压变电站运行的稳定性,对电力通信监控系统在500 kV超高压变电站中的应用进行分析,分别阐述电力通信监控系统特征与结构,以某变电站为例,提出电力通信监控系统的应用要点。充分发挥该监控系统作用,可提高超高压变电站运行的安全性、可靠性。

基于改进型相关法的单相自适应重合闸新判据

分析了超、特高压输电线路发生单相瞬时性及永久性接地故障时断开相电压的形成机理,指出瞬时性单相接地故障时断开相计算电压与两健全相电压和沿线变化规律的相似程度远大于永久性接地故障时的相似程度,并在此基础上,提出利用改进型相关法的故障性质识别新判据。该判据综合考虑了断开相计算电压与两健全相电压和的幅值与相位的相似性,使瞬时性故障时的相关系数大于永久性故障时的相关系数。该判据实现简单,高阻接地时仍具有较高灵敏度,且受线路长度、负荷电流及故障距离的影响很小,适用于不带并联电抗器的超、特高压输电线路。大量仿真实验验证了所得结论的正确性。

带并联电抗器的超/特高压输电线路单相自适应重合闸故障性质识别判据

针对带并联电抗器的超/特高压输电线路,提出了通过检测断开相端电压自由分量实现的单相自适应重合闸故障性质识别判据。当自由分量频率可精确计算时,该判据可直接应用于超/特高压输电线路中,且具有较高的灵敏度。若自由分量频率计算误差不超过10%,则该判据应用于超高压输电线路与自由分量频率低于45Hz的特高压输电线路中时可快速准确地判断故障性质。采用频率计算误差补偿算法后,该判据适用于所有的超/特高压输电线路,且灵敏度高,判断速度快。该判据的性能受自由分量频率估算误差的影响。大量仿真实验验证了所得出结论的正确性。

超高压输电线路二次自动重合闸应用研究

目前中国超高压输电线路上普遍采用一次自动重合闸,对二次自动重合闸鲜有研究。笔者分析了在某些超高压输电线路上合理设置第二次自动重合闸对系统的有利影响,提出了应用于500 kV输电线路的二次自动重合闸装置的设计思路,并介绍了在现有保护装置上增加第二次重合闸功能的一种具体实施方法。分析结果表明,在某些超高压输电线路上实施二次自动重合闸,能够提高电力系统的稳定性。依据研究开发的二次自动重合闸装置在华北电网试点运行效果良好。

高低抗补偿调压机理比较及仿真分析

针对实际无功规划和运行电压调控中关于高、低抗补偿效果的一些模糊经验认识,基于无功补偿调压估算模型,提出了高、低抗补偿调压的机理比较分析公式。在超高压系统中,主变高、低压侧并联高、低压电抗器对其主变高压母线电压的调节大小可分别通过无功补偿调压的一般估算模型及其拓展估算模型进行估算。分别位于华中电网送电电源中心和受端负荷中心的2个典型500kV变电站高、低抗补偿调压的实例仿真比较分析验证了高、低抗补偿调压估算公式的正确性和精确性。仿真结果表明:高、低抗补偿调压的大小主要由补偿点的短路阻抗参数决定;一般在低抗补偿调压不灵敏的地点高抗补偿调压也同样不灵敏,且在同一变电站相同容量高、低抗对主变高压母线电压的调节量之比基本保持稳定,并可通过提出的公式近似估算。

带并联电抗器的超高压输电线单相自适应重合闸的研究

针对带或不带并联电抗器的超高压输电线路,详细地分析了单相故障断开相的恢复电压特性;对有并联电抗器补偿的超高压线路,分析了恢复电压中的工频分量以及由各储能元件形成的低频振荡分量,并对恢复电压的拍频现象进行了深入的研究。针对现有自适应重合闸判据判定效果的不足,提出了利用瞬时性故障消失后的拍频特性来判定故障性质的新方法,解决了现有自适应重合闸判据在超高压线路上的应用缺陷,拓宽了单相自适应重合闸的应用范围和前景。经理论分析和EMTP仿真验证表明,该判别方法准确、有效,能够可靠地实现超高压输电线路上的单相自适应重合闸。

超高压大系统最优恢复计划的多目标模糊决策法

多层动态规划决策方法有效地解决了超高压大系统恢复计划决策问题 ,而其中分层优化方法涉及到对多个对象按照多因素排序、分类和以多项目标选择最佳决策方案的问题 ,这种综合排序及综合决策问题不易用经典方法来解决。为此 ,提出超高压大系统恢复计划决策的多因素模糊综合排序和分类方法 ,以及多目标模糊综合决策方法 ,较好地解决了该问题。仿真结果表明该方法科学。

超高压可控并联电抗器的研发及制造

在超高压及特高压电网中使用可控并联电抗器进行无功补偿,不仅可以对系统的无功功率补偿实行连续调节,实现真正的柔性输电,还可以抑制工频和操作过电压,降低线路损耗,从而可大大提高系统的稳定性和安全性。文章从可控电抗器的系统原理及构成入手,对由特变电工沈阳变压器集团有限公司制造的500kV可控电抗器样机的主要技术参数、结构特点进行了介绍,给出了其解决谐波问题、噪声问题的措施与办法。同时对国外的运行经验进行了简单介绍。

超高压输电线路铁塔附近三维电场的数值计算

提出了一种基于矩量法的在频域下计算超高压输电铁塔附近三维电场分布的数值方法。该方法在频域下使用复电阻率的概念,将空气和土壤联合起来视为多层介质,待求变量为各段导体的漏电流,激励源既可以为电压源又可以为电流源。该方法可以分析频域下由输电线路、铁塔以及铁塔接地部分产生的三维电场分布。对同一例题下的由该方法和电力系统电磁分析软件包CDEGS计算的结果进行了比较,两者结果是吻合的。在500 kV输电线路的实测结果也验证了该方法的有效性。

220kV XLPE电缆系统的预鉴定(PQ)试验

介绍了超高压电缆最新试验研究方法预鉴定 (PQ)试验的标准内容和重要意义 ,并较详细介绍了已完成的国内一些电缆系统的产品的试验研究情况。包括试品敷设安装、试验设备仪器、试验数据与分析 ,给出了相应的结论。

具有恢复计划决策功能的EMS数据库

对现有EMS和恢复决策的任务及其信息需求分析的基础上 ,提出围绕电网实时数据库RDB ,增加系统部件特性参数数据库CDB和过程数据库PDB ,以实现在线恢复计划决策的功能 。

并补CSR特高压线路静态稳定受限的机理分析

针对在电力系统中越来越多地投入使用并联电抗器的情况,为正确认识并联电抗器的作用,采用基于波过程和二端口网络理论相结合的方法,对并联电抗器降低特高压输电线路静态稳定性的机理进行了研究,通过改变并联电抗器的某些重要参数,分析特高压输电线路静态稳定功率极限的变化情况,得出了一些重要结果。

特高压输电继电保护与监控技术研究

介绍了国外1000kV特高压输电继电保护与监控技术的研发情况,提出了我国在这方面需要研究的有关技术问题。给出了一种基于IEC61850标准构建的变电站继电保护与监控系统平台,该平台能适应特高压输电的特点,实时性很强,是一种将继电保护、紧急控制和系统稳定一体化的信息平台。

非线性负荷接入高压-超高压系统评估方法对比

随着电力系统"双高化"的发展,非线性负荷或设备的容量越来越大,它们接入高压-超高压系统的需求越来越高。非线性负荷接入电网会向电网中注入谐波电流,造成电压波形畸变。为了评估非线性负荷的接入是否会对系统造成不可接受的电压谐波失真,国际电工委员会(IEC)制定的IEC/TR 61000-3-6:2008技术性文件和英国2020年颁布的G5/5工程导则给出了相应的评估方法。介绍了2个标准中非线性负荷接入高压-超高压系统的评估方法并进行对比分析,为电能质量谐波国标修订提供不同的视角和思考。

适用于带并联电抗器输电线路的电流模型识别纵联保护新原理

针对两端带并联电抗器的输电线路,提出了一种基于电流模型识别的纵联保护新原理。首先采用线路分布参数模型,推导出发生区外故障时两侧电流和差比值的理论表达式,将其作为待识别的基准模型。接着构造区外故障模型误差函数用于描述实际故障数据与基准模型的符合程度。区外故障时,模型误差函数等于零;区内故障时,模型误差函数不为零,据此区分外部和内部故障。该原理考虑输电线路带并联电抗器的情况,不受分布电容影响,无需补偿电容电流;充分利用故障电流信息,不引入电压量;能够可靠、灵敏、快速地动作。ATP仿真和动模仿真结果验证了新原理的有效性。

基于全节点模型的三华电网地磁感应电流计算

相同感应地电场作用下,不同电压等级输电线路的地磁感应电流(geomagnetically induced currents,GIC)大小不同,以往的GIC计算集中在电网最高电压等级线路,通常忽略其他电压等级线路的GIC。交流特高压电网建设使我国电网增加了1 000 kV电压等级,综合考虑线路长度、单位阻值等GIC影响因素,准确计算包括500 kV超高压及1 000 kV特高压的多电压等级电网的GIC是重要研究课题。以我国多电压等级电网(三华电网)为例,分别考虑1 000 kV单电压等级网络(称电网1)和500、1 000 kV双电压等级网络(称电网2),建立了电网1及电网2的全节点GIC模型并提出了多电压等级电网的GIC算法,计算了两种感应地电场情况下电网1及电网2的GIC,比较了两种情况下电网1及电网2的GIC计算结果。计算结果表明,500 kV超高压电网的GIC对1 000 kV特高压变电站的GIC水平有较大的影响,在多电压等级电网的GIC计算中,不能只计算最高电压等级电网的GIC,而忽略次级高压电网GIC的影响。

带串补装置的超高压输电长线行波差动保护研究

行波差动保护基于输电长线两侧方向性行波差值判断故障,可避开电流差动保护对电容电流的补偿问题,仿真验证表明,对于带串补超高压输电长线,行波差动保护在高阻故障时灵敏度高,动作速度快,具有良好的应用前景消除容性电流的影响,从而可有效应用于带串补偿装置的超高压输电长线这类特殊结构的线路保护。

一起500kV接地故障暂态特征和继电保护动作行为分析

介绍了在复杂电网中,一起500kV超高压长输电线路永久性单相接地故障后暂态过程,结合继电保护动作报告及故障录波图,分析并推断了故障的发展过程,从谐波含量、各序分量和三相电压不平衡度等角度分析了故障发生后至故障点未切除前系统的电能质量,对继电保护装置在故障情况下的动作正确性进行了详尽的分析,对其防范措施进行了探讨。