基于改进瞬时对称分量法的STATCOM负序、零序电流优先补偿策略

为了提高三相四线制电力系统中静止同步补偿器(STATCOM)在补偿负荷中的利用率,基于改进的瞬时对称分量法提出了一种针对STATCOM的负序、零序电流优先补偿策略。该策略将系统参数分解成为正序、负序和零序网络后,得到实时的正序、负序和零序分量。利用控制负序电流和零序电流补偿三相负载不对称产生的负序分量和零序分量。利用控制正序电流补偿系统波动产生的谐波分量和无功分量。当STATCOM补偿容量不足时,优先补偿负序电流和零序电流,尽可能地补偿无功电流。结果表明,该补偿方法可以使STATCOM准确地动态补偿配电网三相负荷不平衡产生的负序、零序分量。

构建基于零序电流差异化指标的灵活接地系统单相接地故障选线方法

针对配电网非有效接地系统发生故障接地电阻大时故障信号弱、故障线路的选取效果不理想的难题,提出了一种构建基于零序电流差异化指标的灵活接地系统单相接地故障选线方法。针对发生单相接地故障时并联电阻投入前、投入后同一母线上的正常运行线路和故障线路的零序电流以及系统的零序电压特征进行分析,发现:正常运行线路在并联电阻投入前后,零序电流幅值减小,并且在零序电压方向的投影差为零;故障线路零序电流幅值增大,并且在零序电压方向的投影较大,据此引入比值法与相位法相结合的选线方法,可以可靠、准确地判断出故障线路。分析结果表明,此方法能够适用于过渡电阻在3000Ω以内的高阻接地故障。利用PSCAD建模仿真,验证了所提故障选线方法的准确性及可靠性。

基于改进变分模态分解和小波阈值法的单相接地故障电流降噪

针对电力系统输配电线路发生单相接地故障时,电气设备间的电磁环境复杂,现场环境干扰严重导致故障录波装置采集到的故障零序电流信号含有大量噪声,影响后续选线准确率的问题,提出了一种改进变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)和小波阈值法联合的单相接地故障的零序电流降噪方法,通过北方苍鹰优化算法优化改进VMD对零序电流信号分解,引入自适应相关阈值对分解后的分量进行筛选,对噪声分量进行小波阈值法降噪,最后将信号进行重构。通过搭建模型进行仿真实验,所提算法比传统VMD降噪算法信噪比提高了5.52%~35.99%,均方根误差降低了12.78%~30.88%,与小波阈值降噪方法、经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)-小波阈值降噪方法、完全自适应噪声集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)-小波阈值降噪方法相比,也都有明显的优势,并且在标准测试信号Heavy Sine信号和Bumps信号中进行实验,验证了算法的适用性。

基于动态接地方式的配电网单相接地故障区域隔离

中性点经消弧线圈接地配电网发生单相接地故障时,受消弧线圈调谐与过渡电阻的影响,导致故障选线和隔离困难,严重影响了人身安全与供电可靠性。为此,提出了一种基于动态接地方式的故障区域隔离方案,将消弧线圈接地改造为动态接地,对动态切换前后的各配电终端零序电流变化规律进行了理论分析,并提出节点零序电流比较法进行故障区段定位。现场试验验证了方案的准确性与可靠性,实现了0~4000Ω高阻接地故障下的区域隔离,为解决消弧线圈接地方式下的故障区段定位难题提供了工程应用案例。

小电阻接地有源配电网比幅比相式接地保护

针对小电阻接地有源配电网单相接地短路,提出一种零序电流比幅比相式保护方案。根据逆变型分布式电源控制策略、并网接地方式及约束条件,建立逆变型分布式电源并网等效模型。考虑多逆变型分布式电源分散接入的网络结构、不同出线长度和过渡电阻等场景,分析有源配电网单相接地短路特征,并考虑现场应用情况和测量误差,提出利用各出线及中性线零序电流的高灵敏度接地保护判据。保护按躲过正常运行时不平衡电流启动,整定值低,灵敏度高,不受分布式电源灵活投切影响,过渡电阻高达1000Ω时依然可靠。仿真结果证明了所提接地保护方案的有效性。

一种含光伏发电的煤矿配电网故障定位方法

煤矿配电系统是位于电网末端的单端电网。当配电网发生单相接地故障时,故障电流比较弱,因此难以定位故障位置。由于煤矿配电网的分支较多,结构复杂,还有光伏发电接入,因此传统方法无法达到满意的效果。为了解决这一问题,该文提出了一种基于零序电流相位差的故障定位方法,并根据煤矿配电网系统图用MATLAB搭建仿真模型,验证了该方法的可行性。该文也设计了故障信息采集处理系统。该方法将煤矿配电网划分为多个区段,通过无线通信网络将信息传输到中心站,再通过分析零序电流的相位信息和配电网的结构来判断故障区域,不需要附加额外的信号。

小电阻接地系统单相接地故障的处理与区段定位

通过对配电网小电阻接地系统单相接地故障各电气特征量的分析,探讨了小电阻接地系统因无法识别故障性质造成的供电可靠性低、发生高阻接地故障时零序保护拒动和无法实施故障区段定位的难题,提出了基于智能电阻接地成套装置和节点零序电流幅值比较模型的小电阻接地系统单相接地故障处理与区段定位方法。通过多电气特征量关联启动法对故障进行识别处理,采用差异化延时消弧法使瞬时性故障快速恢复,提高了供电可靠性。当发生永久性接地故障时,通过智能电阻接地装置向配电自动化主站上报故障选线报文,利用故障馈线中的配电自动化终端获取各节点的零序电流值,构建基于节点零序电流比较法的区段定位判据,实现故障区段定位。利用MATLAB/Simulink仿真环境搭建了配电网经电阻接地方式的故障区域定位模型,仿真试验表明,该方法能确定故障上下游的参数特征及对故障区段进行有效定位,可为配电网小电阻接地系统单相接地故障处理问题的解决提供有效方案。

小电流接地选线系统技术分析

文章主要介绍了中性点不接地和中性点经消弧线圈接地两种接地方式。同时介绍了国网黄石供电公司开展零序电流互感器(CT)或测保装置以及接地选线装置在运和运行情况,对现有的选线方法和零序CT做简单描述和比较,提出有关问题以及整改建议,保证零序CT或测保装置以及接地选线装置真正发挥实效。

基于零序电流群体比幅比相的选择性漏电保护新方案

推导了煤矿井下低压电网不同位置发生单相漏电时的零序电流计算公式,用电流相量的实部和虚部比较了各零序电流的幅值关系与相位关系,并提出了一种新的选择性漏电保护方案。通过Matlab仿真与快速傅里叶变换(FFT,Fast Fourier Transform)对该方案进行了验证。结果表明,此方法不仅可以实现漏电保护的横向、纵向选择性,而且无需采集零序电压,既提高了漏电保护的可靠性,又降低了硬件成本。

10kV小电阻接地系统特殊问题的研究

提出了 1 0 k V小电阻接地系统的系统模型和节点电压方程 ,分析了该系统电缆线路对地电容参数不对称所引起的流过接地变压器中性点的零序电流的变化规律、高压侧出现单相接地故障对低压侧的影响及变电所接地网接地不良所产生的接地变压器中性点零序电压升高 。

基于S变换的故障选线新方法

在研究采用S变换提取的信号的幅频特性和相频特性基础上,提出了一种基于S变换的故障选线方法。利用S变换后电气量在各频率点的模值和相角信息,通过模值比较,找出特征频率点;通过相角比较,制定选线投票机制。利用特征频率点的模值来表征其相角信息的可靠性,定义了投票信心度。通过对多个采样点的投票机制,形成了投票统计图。利用仙农模糊熵定义选线信心度,通过选线信心度对投票统计图进行融合,在选出故障馈线的同时,给出选线信心度。仿真结果表明,提出的方法选线正确率高,选线信心度的定义合理。

基于综合选线策略的小电流单相接地故障选线装置

针对单一选线原理的不足,提出了一种综合选线策略,即基于稳态分量的零序导纳法、零序电纳增量法和零序电导法、基于暂态分量的暂态电流互积求和法;基于该综合选线策略开发了一套小电流接地系统单相接地故障选线装置。该选线装置能根据不同的中性点接地方式通过键盘选择不同的选线算法,实现基于稳态接地故障和暂态接地故障的综合选线。实验结果表明,该选线装置对于高阻接地故障、电弧性接地故障等都具有较高的准确性。

角形链式SVG零序环流推导及电流指令获取

在已知线电流负序分量的前提下,对角形链式静止无功发生器(SVG)零序环流进行了推导,进而提出基于瞬时功率理论的零序环流计算方法。针对角形链式SVG相电流指令信号获取难题,提出一种由零序环流与线电流指令叠加产生相电流指令的方法,所需零序环流和线电流指令根据瞬时功率理论分别计算获得。该方法可与现有的单相链式SVG控制策略结合,实现角形链式SVG综合补偿功能。在PSIM仿真环境下搭建了链式SVG仿真模型,仿真结果表明,采用所提相电流指令获取方法可实现角形链式SVG综合补偿功能,且在负载变化时具有较快的响应速度。

提高脉冲比相可靠性的途径及其实现

在基于零序电流方向原理的矿井低压电网选择性漏电保护中，比相误差是导致保护误动的主要因素。文章在分析比相误差产生原因的基础上提出用有源移相与宽度可调的正弦波／ 矩形波变换电路相结合的方法来提高脉冲比相环节的容错能力。重点讨论了其电路组成及工作原理。

利用相电流突变防止零序方向元件误动的方法

弱电强磁情况下相邻回线间互感是造成零序方向元件误动的根本原因。文中分析了零序方向元件正确工作的条件,对比了零序方向元件正确动作与误动作情况下该回线电气量的特征差异,得出了误动线路的三相电流具有相同突变的故障特征。在此基础上利用模型误差识别三相电流相同突变特征,提出了一种防止零序方向元件误动的方法。通过PSCAD建立同塔双回线路模型进行仿真验证,仿真结果表明:文中方法能够可靠闭锁相邻回线短路、断线情况下健全线路的零序方向元件,不会闭锁该线路故障情况下的零序方向元件。所述方法具有识别弱电强磁环境下相邻回线互感的能力,提高了零序方向元件的适应性,具有实用价值。

基于DSP的井下选择性漏电保护装置设计

针对当前煤矿井下选择性漏电保护存在的不足,对零序电流方向式漏电保护工作原理进行重点研究,提出采用零序电压启动,比较零序电压和零序电流的相位的方法来判断零序电流方向,从而实现选择性漏电保护。方案实施以DSP为控制核心,通过软件实现零序电压和零序电流的比相,最后给出硬件电路设计及软件程序流程图,并试验验证了对漏电故障正确的选择性保护。

基于改进型零序环流抑制方法的T型三电平并联并网系统

模块化的并联T型三电平逆变器能够增加系统功率等级和效率,但共直流母线无隔离拓扑可能引起零序环流问题。前期研究已经证明通过调整零序分量作用时间能够抑制零序环流。然而该方法没有考虑输出电流不同引起的扰动,输出电流波形质量变差。该文分析环流模型的基础上,设计了比例–积分和前馈控制器,零轴环流扰动控制通过对小矢量调节来实现的。并采用双采样法来提高零轴零序电流控制带宽。零序环流能够在输出电流不同工况下得到很好地抑制,实验结果验证了所提算法的有效性。

并联式绕组开放式永磁同步发电机系统改进电流控制策略

为解决传统永磁同步发电机系统存在的输出电压调节困难和适应转速范围窄的问题,针对一种新型的并联式绕组开放式永磁发电机系统中固有的零序电流和谐波问题,在分析并联式绕组开放式发电系统工作原理与零序电流产生机理的基础上,提出一种改进型电流控制策略,该方法在传统PI控制策略的基础上,增加对发电系统中整流桥侧的偏置电压的补偿量,抑制PI调节器输出的波动,实现电流谐波的抑制。最后,通过仿真和实验分析验证了该文提出的改进型电流控制策略与传统电流控制策略相比具有优良的控制性能。

中性点不接地系统多重单相接地故障定位算法研究

针对单纯使用比幅法或比相法只能得到一处故障区段位置的缺点,提出了一种适用于中性点不接地系统多重单相接地故障的故障区段定位算法。该算法通过分析中性点不接地配电系统发生多重单相接地故障的情况,提出利用比幅法的原理建立网络描述矩阵,接着按照特定的算法对其修正,再得到故障判断矩阵,根据故障判断矩阵,得出故障点区段,最后根据比相法的判断依据排除可能误判的故障区段,并确定故障路径上及电源侧各支路前两个馈线终端单元(FTU)之间可能存在的故障区段。MATLAB仿真实验验证了该算法的正确性与可行性。

一种具有漏电流抑制能力的ANPC型五电平调制策略及其载波实现方法

有源中点钳位五电平逆变器已逐步运用到大功率光伏并网系统中。为解决其漏电流问题,选取五电平空间矢量图中共模电压幅值最小的矢量合成参考矢量。在部分区域内采用"直角合成原则",其余部分采用"钝角合成原则",以实现全线性工作区内抑制共模电压幅值为直流母线总电压的1/12,且每个载波周期内变化2次。根据矢量思想,提出一种基于零序电压注入的载波实现方法,该方法不需进行复杂的扇区判断和几何运算,易于工程实现。仿真和实验结果证明了此调制策略的正确性和可行性。