基于改进孪生支持向量机的新型电力系统继电保护故障诊断模型

针对新能源发电因大量并网而导致电网安全性降低的问题,提出了一种基于改进孪生支持向量机的新型电力系统继电保护故障诊断模型。该模型面向新型电力系统设计了一种继电保护体系,并结合设备状态特征构建了故障时序模型。同时利用蛙跳算法对孪生支持向量机的参数进行寻优,以获得最优模型用于设备状态量的分析处理,从而实现故障类型的快速分类。实验结果表明,改进孪生支持向量机的分类准确率约为90%,且所提模型的故障诊断准确率和时间分别约为98.05%及1.48 s,优于其他对比方法。

交直流混联系统突变量方向元件适用性研究

交直流混联电网在我国应用越来越广泛,传统继电保护方向元件出现过多次误动现象。针对各种突变量方向元件进行全面分析及仿真验证,并提出一种基于0模的快速方向元件判别方法。交直流混联电网中,由于逆变侧等值交流系统正、负序阻抗不相等且其阻抗角与线路阻抗角相差较大,基于正、负序原理的突变量方向元件将会出现误判,性能无法保证;而对于零序原理的方向元件,由于逆变侧零序网络较为稳定,其性能可靠,能够正确动作。基于0模的快速方向元件判别方法与传统基于傅氏算法的零序方向元件相比,动作速度快,性能更稳定。PSCAD仿真数据验证了分析的正确性。

TCSC动态基频阻抗对故障分量保护的影响

分析了ＴＣＳＣ对故障分量保护包括负（零）序功率方向保护、工频故障分量距离保护及工频故障分量方向保护的影响，认为：与常规串联补偿线路上的保护相比，在ＴＣＳＣ线路上故障分量保护的性能不会降低。

超高压输电线并联电抗器的匝间短路保护

并联电抗器是超高压及以上等级输电系统中的关键设备,其运行状况对整个系统的安全运行起着决定性作用.针对目前并联电抗器故障率较高,尤其是匝间故障保护性能的缺陷,基于对并联电抗器匝间故障的序网图以及故障序分量的分析,提出了负序功率方向原理的新匝间短路保护.通过对并联电抗器的匝间故障、区内、区外接地故障以及由单相重合闸引起的非全相运行状态等情况的研究与仿真测试,表明负序功率方向保护不仅能在各种系统故障及运行情况下做出正确判断,更提高了对并联电抗器匝间故障保护的灵敏度.该保护利用故障负序分量计算实现,受励磁涌流等因素影响小,且其原理清晰,易于实现.

基于负序功率方向比较原理的广域继电保护算法

提出一种基于负序功率方向比较原理的广域继电保护算法。根据智能电子设备(Intelligent Electric Device,IED)的安装位置,形成包含有母线及线路在内的IED关联域。系统发生故障后,通过IED在关联域内对故障信息的采集和共享,结合定义的故障判别原则,确定故障的位置;并根据IED预定的动作策略,快速地切除故障。该算法既能做系统发生故障后快速动作的主保护,同时又兼顾后备保护的功能。通过仿真验证了该算法的有效性,表明该算法可以很好地实现主保护和后备保护的功能。

基于零序功率方向的中性点不接地系统在线故障定位

提出了基于零序功率方向的在线故障定位方法,判断故障和非故障路径上零序电压和零序电流的相位差,利用全球定位系统(GPS)的秒脉冲为相位获取提供基准,借助通用分组无线业务(GPRS)传送相位信息,实现配电网在线故障定位。物理模型实验证明了该方法的有效性。

快速工频量高频方向保护的新方案

本文针对相电压补偿式方向元件的不足 ,提出了两种新型的方向元件——负序电压补偿式方向元件和相电压故障分量补偿式方向元件 ,通过大量的 EMTP仿真验证了其优良性能 ,并在此基础上 ,提出了实现快速工频量高频方向保护的新方案 ,即 :对于各种不对称故障采用负序电压补偿式方向元件 ,对于三相故障采用相电压故障分量补偿式方向元件 ,对于非全相状态下的故障采用相电压补偿式方向元件。

DFIG等效序突变量阻抗相角特征对故障分量方向元件的影响分析

故障分量方向元件是方向比较式纵联保护的重要组成部分,但风电大规模接入破坏了传统故障分量方向元件的最佳应用环境。为了研究双馈风电机组对故障分量方向元件的影响,提出了等效序突变量阻抗的概念,基于双馈风电机组暂态模型,推导了等效序突变量阻抗的解析表达式;针对故障后投入撬棒与变换器控制两种工况研究了双馈风电机组等效序突变量阻抗的相角变化特征;进而分析了双馈风电机组对不同故障分量方向元件的影响机理,指出等效序突变量阻抗相角的大范围变化可能造成故障分量方向元件的灵敏性不足或者误判,最后通过仿真实验验证了分析的正确性。

基于序电流故障分量的含DER点状网络逆功率保护新方法

点状网络具有较高的供电可靠性,且有利于分布式电源(distributed energy resource,DER)接入;但DER宽限接入后会引起中压馈线频繁出现功率倒送,现有的点状网络逆功率保护无法适应,限制了DER接入容量。根据DER出力波动性与点状网络故障引起的电流变化特征,提出了基于序电流故障分量及其功率方向的逆功率保护新方法。分析了点状网络中不同位置发生各种短路故障时的序分量特征,利用序电流突变量作为启动元件判断系统运行状态,通过序功率方向确定故障位置,在保证保护动作性能的基础上突破对DER接入容量限制;给出了序电流突变量启动定值以及各序功率方向的动作区间。建模仿真结果证明,该保护方法能够实现高供电可靠性与DER友好接入的有机统一。

交直流互联系统对距离保护的影响分析及对策

交直流互联系统的故障暂态过程与纯交流系统有所不同,从而会对距离保护的动作特性产生影响。对传统交直流互联系统模型进行了分析,同时基于零序电流的分布情况对模型进行了改进。基于叠加原理,结合接地阻抗继电器的接线方式,详细分析了直流馈入对距离保护的影响,并提出了增加零序方向元件辅助判别的解决措施。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了改进模型的有效性和理论分析的正确性。

基于故障稳态分量的含DG配电网自适应方向电流保护方案

针对分布式电源(DG)大量接入配电网后保护可靠性低的问题,提出一种基于故障稳态分量的自适应方向电流保护方案。分析不同类型DG的故障暂态特性以及故障等值方法,计算系统短路电流所含分量,并揭示短路电流三相分量之间的关系。在此基础上,根据故障边界条件,获取系统故障稳态分量,再结合保护安装处的测量电压及测量电流,计算保护背侧等值电压和等值阻抗,构造不同故障类型下自适应方向电流保护判据。仿真结果表明该方案不受DG类型、DG出力以及系统运行方式影响,并能有效地防止电压跌落引起的延时保护拒动。

适用于主动配电网的电流方向元件

分布式电源接入配电网以后,其结构单源辐射型网络转变为多源多方向网络,于是主动配电网在消纳分布式电源容量时方向信息采集成为必要,由于配电网广大节点没有安装电压互感器,传统功率方向元件不再适用。文中提出一种基于正序故障分量的电流方向元件,在无电压信息的情况下,利用电流正序故障分量和正序故障分量定义的基准量之间的相位差来判别故障方向,不仅适用于任何分支节点,而且不受负荷电流的影响。在PSCAD/EMTDC中仿真验证了方向元件动作的正确性。

负序方向型发电机匝间保护误动分析及改进

介绍了葛洲坝等电厂两起匝间保护在区外故障过程中的误动事故，详细分析了负序功率方向型匝间保护的暂态特性，提出进一步改善匝间保护负序方向元件暂态特性的４点建议及改进方案。

大型水电站发电机内部短路主保护的研究与分析——基于三峡电站发电机仿真数据的研究

目前三峡左岸电站采用引进发电机组，已确定了合理的保护方案。文中参考三峡机组的故障仿真数据，考虑未来采用国产机组后保护配置可能的变化，讨论了大型水电站发电机内部短路的主保护方案，以供参考。该方案包括了横差保护、故障分量负序功率方向保护和不完全纵差保护的综合应用。

基于负序功率方向比较与聚类算法的改进继电保护算法研究

分析了负序功率方向比较原理和聚类算法及其特点,提出了将两者有效结合的改进继电保护算法。利用系统广域信息量及实际系统拓扑结构划定相关母线和线路保护的关联域,建立关联保护的特征向量,给出系统状态信息矩阵,由矩阵的输出值进行故障判别。通过典型算例的故障定位及后备保护实现过程和结果,验证了该算法能够定位故障区域和故障元件。该算法应用于广域后备保护可提高信息冗余度,增强系统容错性。

含分布式电源的配电网纵联方向新判据分析

针对分布式电源(DG)大量随机接入使配电网线路故障位置难以判别的的问题,首先将故障前瞬时潮流方向作为动态正方向,定义了保护线路输入与输出动态端口;然后分析了动态端口互换与潮流方向以及故障方向与故障前后电流的关系,提出了基于动态端口互换与故障前后正序电流相量比判断故障方向的纵联保护新判据,并给出了本保护范围内故障动作信息双端发送,非本保护范围内故障动作信息单端发送的新规则;最后对故障进行仿真验证,表明该判据能判断故障发生的位置,并依据新规则传递动作信息,降低了成本和通信实时性的要求。

大型超临界汽轮发电机匝间短路故障分析及主保护研究

大型超临界汽轮发电机组将是我国的主力机组,电抗的增大和定子绕组电阻的减少将使短路电流水平下降,保护灵敏度降低。同时由于结构设计的原因,综合性能较好的一些保护方案如横差保护和不完全纵差保护等将不能应用于大型超临界汽轮发电机。文中重点讨论了匝间短路后各电气量的变化对继电保护的影响。研究表明,发电机发生匝间短路故障后,随着短路匝数的增加,转子二次谐波电流以及单元件横差电流均有较大的变化,以此构成的相应保护方案将能够可靠动作。在此基础上,提出故障分量负序功率方向保护可以作为一重主保护方案,并就该方案在实际应用中所涉及的主要问题提出了看法和建议。

基于配合关系计算复杂环网保护最优配合顺序的新方法

基于保护主后备配合关系,引入并定义了保护配合主依赖度和后备依赖度的概念来描述保 护之间的配合依赖关系,提出了通过动态调整保护主依赖度和后备依赖度逐步计算复杂环网最小 断点集和确定全网最优配合顺序的新方法,根据保护后备依赖度最大的原则选择候选断点和主依 赖度为0的原则确定保护配合顺序,同时给出了详细的算法流程和算例分析。该方法简单直观,计 算量小,只需利用基本的配合关系,完全不需要形成全网所有有向回路,有效解决了多环复杂网络 中方向保护全网最优配合问题。

基于正序故障分量方向比较原理的广域继电保护算法

对广域方向纵联保护算法进行深入研究,得到一种广域继电保护算法,该算法的原理是对正序故障方向进行比较:利用智能电子设备IED(Intelligent Electric Device,IED)的定位,将线路、母线组成IED关联域。在这个系统出现故障时,通过IED在关联域内对故障信息的采集和共享,结合文中定义的故障判别原则,可以得出发生故障的位置。通过IED设定的相应策略,快速排除故障。

纵向零序电压型发电机匝间保护分析及改造

介绍发电机纵向零序电压型匝间保护的构成、纵向零序电压型匝间保护整定值的设定和保护装置静态调试过程中出现的问题,从影响纵向零序匝间保护正确动作的各因素入手分析其原因,通过改造较好的解决了匝间保护不正确动作的问题,并提出了引入保护装置的建议。