柔性直流电网故障暂态电压和电流特征分析方法

对柔性直流电网故障后的暂态电压和电流特征进行准确分析是设计新型故障保护方案的理论基础,现有利用首行波的故障特征分析方法未能有效反映故障点对故障行波多次折射和反射的影响,在近端故障时将产生较大的误差。利用建立的柔性直流电网故障后的等值电路图,求解得到不同位置故障点的初始故障电压、不同位置的折射和反射系数、以及故障点线模-地模耦合转化系数。提出了一种考虑行波多次折射和反射之后故障点等效故障电压的计算方法,并联合求解得到的系统中各位置故障电压和电流的传递函数,得到故障后暂态电压和电流的数值表达式。在PSCAD/EMTDC搭建环状四端柔性直流电网仿真模型模拟故障,通过仿真与理论计算的对比结果验证理论推导的正确性。

直流输电线路行波采集二次回路阻抗匹配问题研究

行波信号的准确采集是输电线路行波故障测距的基础,直流输电线路二次回路阻抗不匹配对行波采集存在负面影响。针对此问题,本文研究二次回路波阻抗不匹配的原因,分析由此导致的行波折反射问题及其对单端行波故障测距的不利影响。为解决二次回路阻抗不匹配问题,提出在二次回路传输电缆首端并联电阻的方法,并对常用的传输电缆进行实测和电磁暂态仿真,分析传输电缆的波阻抗变化范围,验证匹配电阻的行波折反射抑制效果。结果表明,本文提出的阻抗匹配方法可有效消除二次回路行波折反射现象,有助于提高单端行波故障测距的可靠性,具有良好的工程适应性。

基于故障暂态低频分量积聚值的新能源送出线路保护方案研究

高比例新能源接入使得传统工频量保护难以适用,而行波保护是目前解决新型电力系统可靠性问题的有效途径之一。现有电流行波极性比较式保护方案依赖于首波头的准确捕捉。对此,首先分析了区内外故障时行波的折反射过程,明确了初始行波与后续折反射波间的极性和幅值关系,并定性分析了区内外故障时电流波形的变化趋势。在此基础上,利用故障暂态电流低频分量积聚值表征初始行波极性特征,进而提出了一种新型行波极性比较式纵联保护方案,可以有效解决高阻或小故障初相角情况下传统保护方案可靠性不足问题。最后,大量的PSCAD/EMTDC仿真实验表明,新方案能够可靠识别区内外故障,且具有较好的耐过渡电阻以及抗噪声干扰的能力。

混合多端高压直流输电线路的行波传播过程分析

为解决直流换相失败问题并获取更高的传输容量,混合多端高压直流(High Voltage Direct Current,HVDC)输电技术开始在电力系统中应用。整流站大多采用的是基于晶闸管的换流阀(Line Commutated Converter,LCC),逆变站采用的是模块化多电平换流阀(Modular Multi-level Converter,MMC)。基于整流站与逆变站的不同结构,同时考虑星形连接高压直流输电线路多端拓扑结构,故障后行波的传播过程亟待进一步分析,为行波保护或测距新原理的研究提供理论基础。给出LCC整流站和MMC逆变站处的行波折、反射系数计算方法,并基于典型±400 kV星形连接三端LCC-MMC-HVDC拓扑结构分析行波传播过程。

高压电缆护层交叉互联时的行波故障测距

为研究采用三相护层交叉互联方式的高压电缆线路的行波测距方法,讨论了裸露高压电缆(电缆沟或隧道敷设)的相量参数和模量参数的计算方法。通过分析模量参数的特征,将电缆中的模量分为内模量和外模量,分别计算了直埋电缆和裸露电缆的内、外模量波速,计算表明裸露电缆的外模量波速高于内模量。电缆护层交叉互联时,内、外模量会因行波折反射而相互转化,波速较快的外模量会对内模量波头造成干扰,给裸露电缆的双端行波测距造成影响。理论分析和数值计算表明,采用三相芯线电流之和作为行波测距信号,可有效消除外模量干扰,大大加强内模量波头特征,有利于提高行波测距准确度。

高压电缆金属护套交叉点行波折反射的规律

高压电缆的金属护套交叉互联导致行波在多个波阻抗不连续点产生了复杂的折反射行为,这对高压电缆线路的行波故障测距产生很大的影响。为研究高压电缆中行波的折反射规律,在波动方程的基础上,从独立的模量域推导出多导体系统在相量域的波阻抗矩阵,并利用相量域的波阻抗矩阵求解出折反射系数矩阵。此折反射系数矩阵表征了行波在护套交叉点的折反射规律。EMTDC仿真结果验证了所求取的折反射规律的正确性。进一步的理论计算和仿真试验表明,经多次折反射,行波线模总量保持不变,且三相线模含量存在着趋于一致的规律。

北黄海盆地反射地震勘探中折射波资料的应用

在反射波地震勘探中,一般会将折射波作为干扰波而在资料处理中将其切除掉。详细分析了折射波与反射波时距曲线的区别与联系,发现折射波视速度与下伏介质速度密切相关。北黄海盆地的几个应用实例表明,在反射波地震勘探中,充分利用折射波资料,不仅可以协助处理人员快速定洼,有效选择处理模块,还可得到反射地震勘探不能获取的基底速度资料,使勘探精度得到提高,并使常规地震勘探的信息得以充分利用。

行波折、反射系数的实时计算方法

输电线路的接线形式会对行波保护的动作特性造成影响。为此实时得到输电线路的接线方式,是保证行波保护正确、可靠动作的前提条件。在对行波传播特性研究的基础上,提出了基于小波变换的实时行波折、反射系数的计算方法。折、反射系数的计算使得输电线路的结构不再是未知,从而为保护原理的应用和提高行波保护的自适应性奠定基础。

配电线路单相接地故障定位的研究

在基于行波法的配电网故障定位中,每遇到一个分支点行波幅值就会有一定程度的减小,在经过若干分支点后,可能导致返回的行波信号太小以致无法辨识,从而造成行波法失效。文章在对行波传输特性分析的基础上提出了一种新的故障定位方法。该方法通过对主线路和每条分支线路单独进行检测来确定故障点,其优点是能够避免行波信号过分衰减,定位准确可靠。最后通过ATP仿真证明了该方法的有效性。

电力系统故障下行波提取仿真实验方法设计

采用Matlab/Simulink设计了电力系统故障下行波提取仿真实验方法。以直观波形图而非抽象理论分析,展示了正、反向行波模分量及其反射系数/折射系数在故障过程中的变化特征。用曲线说明了行波模分量及其反射系数/折射系数携带着重要故障信息,不仅可用作继电保护判据,还可辅以模式识别方法用于故障类型识别。仿真实验方法可用于应用型本科和高职院校的科研和教学,易于学生掌握和转化为技能,程序可经Matlab Coder转化为C/C++子程序,为应用程序调用,缩短技术人员的开发时间。

基于半桥型MMC和混合式DCCB的柔直系统直流故障自适应重合闸技术

架空柔性直流输电是进行大规模新能源远距离并网的有效方案。考虑到架空线瞬时性故障概率较大,需配置有效的重启方法来进行系统恢复。传统的自动重合闸方案在重合于永久性故障时,会对系统造成二次过流危害,且需再次跳开直流断路器,加大了断路器的制造难度。为此,该文提出一种基于换流站主动注入信号的故障性质判别方案。该方法通过换流站和断路器的主动配合实现电压信号的注入,并利用行波折反射和低压判据识别瞬时性与永久性故障,进而实现故障测距与自适应重合闸。该方案耐过渡电阻能力强,且不受故障类型的影响,具有较高的可靠性。最后,在PSCAD/EMTDC平台下搭建半桥型MMC直流系统的电磁暂态模型,通过大量仿真,验证所提方法在故障性质判断以及故障测距方面的有效性。