基于ARM架构柔性直流控制保护系统的低链路延时优化设计

基于进阶精简指令集机器(ARM)架构多核处理器芯片设计了柔性直流控制保护系统新一代平台,提出适用于柔性直流输电的4层控制系统通用架构,给出新平台控制保护主机配置方案及功能配置原则。建立换流器高频阻抗简化模型,推导得到负阻尼频率与控制链路延时的数学关系。分析柔性直流控制系统的链路延时构成,提出一种链路复用的在线延时测试方法;基于多核架构与高速接口,研究控制系统的低延时优化方案。最后,在基于实际工程参数的实时仿真系统中,对ARM架构新平台开展了功能和性能测试,并验证了低延时优化方案的有效性。

基于储能参与的电网连锁跳闸主动防控方法

新型电力系统中系统惯性降低及触发连锁跳闸风险因素的增多,使得防范连锁跳闸的重要性愈发凸显。针对这一问题,提出一种融合储能的电网连锁跳闸抑制方法。利用储能的快速响应特性,在潮流转移初期即投入储能调控电网潮流,可快速抑制导线温升,为后续水火电机组及其他慢速响应的备用电源参与调控赢得时间。文中提出了基于网络动态最大电气介数、风险扫描和需量计算的“三要素法”储能配置决策方法,包括构建反映网络薄弱环节和时变风险的连锁跳闸防控预案,解决了连锁跳闸抑制的储能资源时空选择问题;基于输电线路动态热特性,提出了储能与水火电协同调控时的储能功率和容量计算方法,确定了防范连锁跳闸所需要的储能资源规模。针对IEEE 30节点网络给出了N-1和N-2故障计算案例,验证了所提方法的有效性。

利用电压变化特征的识别电力系统振荡的方法

电力系统发生振荡时交流线路距离保护的测量阻抗会进入动作区,导致距离保护误动作。目前我国线路距离保护I段和II段采取了振荡闭锁措施,以防止保护误动作,但是需要人工计算静稳电流定值,整定难度大;此外,线路处于重负荷状态时,会误闭锁距离保护,闭锁期间,线路故障无法切除。该文分析了系统振荡期间保护安装处电压余弦分量(Ucosφ)特征,系统振荡期间,Ucosφ变化范围是[-1 p.u.,1 p.u.];正常运行时,|Ucosφ|变化范围是[0.707 p.u.,1 p.u.];线路发生故障后,Ucosφ固定且数值较小,根据上述特征差异,提出了利用Ucosφ识别系统振荡与线路故障的方法。该方法利用Ucosφ替代静态稳定电流,无需人工整定,自适应识别系统振荡及线路故障,在系统振荡且会导致距离保护误动时,闭锁距离保护;线路故障时,可靠不闭锁距离保护,利用实时数字仿真系统进行了仿真验证。

Fault Location Method for STATCOM Connected Transmission Lines Using CCM

Determining the fault location using conventional impedance based distance relay in the presence of FACTS controllers is a challenging task in a transmission line. A new distance protection method is developed to locate the fault in a transmission line compensated with STATCOM with simple calculations. The proposed protection method considers the STATCOM injected/absorbed current to correct the fault loop apparent impedance and accordingly calculates the actual distance to the fault location. The comprehensive equations needed for apparent impedance calculation are also outlined and the performance is evaluated and tested with a typical 400 KV transmission system for different fault types and locations using MATLAB/SIMULINK software. The evaluation results indicate that the new protection method effectively estimates the exact fault location by mitigating the impact of STATCOM on distance relay performance with error less than 0.3%.

高载流容量电网的主变保护适应性分析

本文分析高载流容量电网的满载负荷电流大幅上升对主变保护产生的系列影响,以实际工程为例,指出边、中开关选用高电流比的电流互感器将影响以固定门槛判别的保护的灵敏性和以故障分量为原理的差动保护的可靠性,且保护定值整定可能出现超过定值上下限的情形。线路载流容量大幅提升后,主变高压侧穿越性负荷电流远大于变压器额定电流,该特性可能造成常规差动保护的可靠性和灵敏性下降。结合工程实施,本文建议主变套管互感器配置主保护、后备保护作为保护冗余方案,以减小高载流容量、高电流互感器电流比的影响。

基于电力骨干传输网的通信业务运行方式分析

电力通信网用于传输电力生产的各类控制信号,是保证电力安全稳定运行不可或缺的重要载体。文章对电力骨干传输网承载电力通信业务的组网结构、业务配置方式及发展趋势进行了研究。首先讨论了电力传输网的分层网络结构和业务生存性方案,然后详细分析了SDH传输网承载不同电压等级输电线路继电保护业务、调度数据网、调度交换网等业务的通道配置模式,对不同模式下各类业务通道的可靠性进行了讨论,最后对电力骨干传输网的发展趋势进行了展望并提出了有益建议。

基于低功耗与可靠性的传感器网络中的继电保护研究

基于无线传感器网络的继电保护技术随着互联网信息技术的发展,逐渐呈现出低功耗与可靠性的发展特点。随着无线传感器网络的普及和数据密集型的发展,海量数据传播协议得到了广泛的研究。本文结合智能电网的发展特点,分析了现阶段继电保护过程中存在的数字化与通信技术的要求,在此基础上提出了保证性能与可靠性的通信方案,并对比了相关的耗能参数,为未来的继电保护技术在传感器网络中的应用提供了新的方案。

继电保护光纤复用技术应用探究

本文介绍了某电厂线路加强工程规划建设中所面临的通信问题,并结合云南电网全面数字化转型和数字电网建设战略,提出了一种复用保护通道及新技术的应用方法。通过采用新型通信设备,并推行新型光接口标准,实现继电保护装置和SDH光传输设备以光纤的形式直接连接。这种方式的传输模式具有节省机房空间,简化电网业务信号编解码、解决传统通道保护业务不能远程网管监控等优点,打破原有技术壁垒,提高通道可靠性及设备兼容性,推进了设备国产化,节约了投资,并适用于各类应用场景。

特高压输电线继电保护配置方案(二)保护配置方案

根据特高压输电线结构与运行的特点 ,讨论了对其继电保护装置和保护配置的基本要求 ,分析了各种纵联保护原理的优缺点 ,提出了对特高压输电线主保护、后备保护、失灵保护、并联电抗器保护以及自动重合闸方式选择的建议。

风电接入对继电保护的影响(六)——风电场送出线路距离保护影响分析

从感应发电机基本原理出发,在转子转速旋转磁场坐标下,建立感应发电机简化三阶动态模型。从电路角度分析了风电场送出线电压、电流主频不同的机理,因此依据工频傅氏算法的相量距离保护元件的动作性能受到严重影响。利用Prony等算法分别提取保护安装处电压、电流工频及转速频率分量,可以准确测量出故障线路阻抗;基于线路时域微分方程模型的解微分方程算法距离元件不受信号频率影响。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了分析的正确性。

2007年国家电网公司继电保护装置运行情况

介绍了2007年国家电网公司继电保护装置的运行情况,包括220kV及以上系统一次设备的运行及故障情况,220kV及以上线路保护、变压器保护、母线保护和故障录波器、100MW及以上发电机保护等的运行情况。统计结果表明,2007年除330kV交流系统继电保护装置正确动作率有所下降外,其余各类继电保护装置的正确动作率均有所上升,为近5年来的最高水平。文章还分析了造成保护不正确动作的原因,指出保护回路接线设计不合理占主要责任,其次是设计部门、基建及其他方面(通信等部门)的责任。

交直流互联电网暂态功率倒向及对继电保护的影响

由于交直流系统的相互作用,在交流输电系统中出现暂态功率倒向并导致纵联方向保护误动事件的实例已经出现。基于国际大电网会议(CIGRE)直流输电标准测试系统,研究当逆变侧交流系统故障时,直流输电系统的响应特性及交流输电系统的故障电气特征。分析了交直流互联电网环境下,在交流系统故障的暂态过程中暂态功率倒向的机理、交流故障特征量的变化及对继电保护的影响,并提出了可采取的技术措施。

发展特高压交流输电,建设坚强的国家电网

简要介绍了国外特高压交流输电技术的发展概况和我国的前期科研工作,指出我国电网发展所面临的问题:负荷水平、装机容量快速增长;电网建设滞后、网间交换能力不足;部分地区短路电流问题突出;站址、输电走廊紧张、输变电工程费用大幅增长;电网技术装备水平有待提高等。在此基础上,论述了我国建设特高压电网的紧迫性、必要性和可行性。从联网效益、降低运行成本效益、节约占地效益、解决短路电流超标问题带来的效益、社会综合效益等方面比较分析了建设交流特高压网架的效益。探讨了亟需重点研究的若干关键技术问题,包括交流互联电网动态稳定性分析、大区互联电网内部适应性分析、互联电网潮流的合理分布和短路电流的控制、特高压输电线路继电保护系统的配置、自动重合闸装置的动作特性等。

基于解耦后输电线路纵向阻抗的改进型纵联保护

基于单相模型的纵向阻抗特性,在三相模型上建立一种纵向阻抗的精确解耦算法,从理论上确保了纵向阻抗计算的可靠性,由此提出一种运用故障分量纵向阻抗的改进型输电线路纵联保护。对于外部故障,纵向阻抗等于线路的正序阻抗;对于内部故障,纵向阻抗等于等效系统正序阻抗负的相量和。纵向阻抗不需考虑线路各端电气量的同步采样,所提保护方案具有动作灵敏和性能可靠的优点。分析了系统阻抗和线路电容对纵向阻抗的综合影响,增加了辅助判据,使所提保护方案可以适用于不同的运行环境。仿真结果验证了所提保护原理的正确性。

基于极化电流行波方向继电器的行波方向比较式纵联保护技术及其在750kV线路上的应用

基于极化电流行波方向继电器的行波方向比较式纵联保护技术利用电流行波高频分量和电压行波低频分量的极性关系构成方向继电器,避免了电容式电压互感器(CVT)不能有效传变电压行波高频分量的问题。介绍了基于极化电流行波方向继电器的纵联保护技术及相应的保护装置在现场的应用情况。利用现场的故障录波数据,分析了电容式电压互感器和电流互感器对于电压、电流行波信号传变特性的影响,结果验证了该保护原理的正确性和保护装置的可靠性。

小波方法在超高压输电线行波故障测距中的应用

输电线路发生故障后将产生向变电站母线运动的行波,因此可以在母线处采集并记录故障电流行波,利用小波变换快速算法即可实现输电线路的精确故障测距。但由于输电线路故障电流信号中具有很强的突变信息,因此须用小波变换对实变信号进行奇异性检测,从而将奇异信号发生的时刻转换为故障距离。文章通过EMTP仿真计算及对结果的详尽分析,提出了一种利用小波变换模极大值的传播来计算故障距离的新方法。仿真试验表明了该方法具有较高的测距精度。

基于瞬时功率理论的输电线路分相电流差动保护

为了消除分布电容电流对电流差动保护的影响,提出一种基于瞬时功率理论的输电线路分相电流差动保护原理。对线路两端的三相瞬时电流进行傅里叶变换,并对变换后的电流进行低通滤波后得到线路两端的三相基波有功电流分量,利用其构成差动电流保护判据。利用PSCAD软件建立500 k V输电线路仿真模型对所提差动保护原理进行仿真验证,仿真结果表明,其不受过渡电阻和分布电容电流的影响,可快速、准确地区分各种故障类型。

输电线路自适应重合闸研究综述

传统的自动重合闸性能不佳,因此能够提高重合闸成功率、避免重合于永久性故障的自适应重合闸的研究具有重要意义。对永久性故障和瞬时性故障的概念进行了讨论,以故障点电流是否为零来界定永久性故障和瞬时性故障。指出影响重合成功的因素主要是故障性质,但还受重合闸时序的影响,因而自适应重合闸应包括故障性质判别和重合闸时序的优化两个方面内容。分别总结评述了单相自适应重合闸、三相自适应重合闸以及同杆并架平行双回线路自适应重合闸的研究现状。展望了自适应重合闸的研究前景。

基于电流幅值比的逆变型新能源场站送出线路T接纵联保护

逆变型新能源的内阻抗不稳定、相角受控,因此比率制动式差动保护面临巨大挑战。为解决该问题,提出了基于两侧电流幅值比的纵联保护方法,同时分析了该方法在场站T接情况下的适应性并提出了改进判据。所提方法只需传递标量信号,降低了对通信系统和同步能力的要求,且在重合于永久性故障以及场站失电情况下均能正确动作,原理简单可靠,具备工程应用价值。仿真结果表明所提方法能够正确区分区内外故障,录波数据进一步证实了该方法的有效性。

自适应熄弧时刻的单相重合闸的研究

由于二次电弧熄灭时间的不确定,导致采用固定重合闸时间的传统重合闸性能不佳。针对这一问题,提出了自适应熄弧时刻的单相重合闸新方案。输电线路发生单相接地故障,两侧故障相断路器跳开,该方案对故障点电弧是否熄灭进行持续循环判断,以确定是否开放重合闸。若电弧已熄灭,则立即开放重合闸重合。若判断结果为电弧尚未熄灭,则继续判别。直至系统允许非全相运行的最长时限,若电弧仍未熄灭,则跳开非故障相断路器。新方案在故障后电弧以较短时间熄灭时,缩短了重合闸时间,改善了系统的暂态稳定性;电弧经较长时间熄灭时,增加了成功重合的机会。