电力系统广域后备保护中的贝叶斯网故障诊断方法

提出一种广域后备保护中的基于贝叶斯网的故障诊断方法,将传统保护测量元件的动作信号作为证据,权衡证据信息量、诊断模型规模与诊断实时性要求来划分诊断区,分析了保护误动、拒动的随机特性,根据各保护的保护范围的特点,建立诊断区故障诊断模型.算例结果表明该方法正确、有效,具有较强的容错能力.     

流控传输协议在广域后备保护信息传输中的应用

提出基于流控传输协议(SCTP)的通信方式,以解决在电力通信网络与输电线路同时故障时,通过保证信息传输的实时性和可靠性来实现广域后备保护迅速可靠动作的问题。提出提高SCTP通信实时性的措施和改进的SCTP多宿性路径切换方法,并应用于一种广域后备保护系统的信息传输中。在电力和通信系统同步仿真平台上实现通信网络及SCTP、广域后备保护代理和电网建模。仿真实验验证了所提出的通信方式在广域后备保护信息传输中应用的有效性。     

一种基于软实时通信的广域保护原理

根据传统系统实时性的划分方法,同时考虑通信满足传输时限要求的能力,把广域保护通信实时性划分为硬实时系统、软实时系统和非实时系统,分别介绍了3种通信方式的概念和特点。分析了软实时系统相对于硬实时系统的优势,说明软实时通信技术更能满足广域保护的要求。提出基于软实时通信和参考相量同步法的广域差动保护,介绍了这种保护的采样同步原理和保护原理。该保护可用于线路后备保护,有助于解决短线路距离Ⅲ段难以整定配合的问题,也可以作为区域电网的总后备保护。     

基于广域信息多端高压输电区域后备保护

采用分布参数建模,提出一种基于广域信息多端高压输电区域后备保护新原理。该后备保护功能包括广域电流差动保护新原理和故障支路选择算法。广域电流差动保护依据分布参数电路中,正常运行时多端高压输电区域内所选参考点的电流流入与流出量代数和为零,故障时参考节点的差动量能准确反映故障电流这一特征对保护区内故障情况进行检测。故障支路选择算法依据故障支路选择方程根的分布特点判别故障支路和确定故障位置。经广域后备保护服务器计算分析,若保护区内故障,主站通过通信网络向故障线路跳闸装置发送控制命令,故障线路跳闸装置接收到来自主站的跳闸命令后跳开故障线路两端断路器,将故障与系统隔离。仿真试验验证了该后备保护算法的正确性和有效性。     

新型Agent组织体系及其在广域后备保护中的应用

首先提出一种新型Agent组织体系的形式化表达,为多Agent系统设计提供理论基础.在分析广域后备保护需求的基础上,给出了一种将专家规则和贝叶斯网络相结合的广域后备保护算法.针对该算法,对比广域后备保护系统的3种体系结构,选用综合处理能力较高的区域集中式结构.研究广域后备保护多Agent系统的组织构成,为核心的区域决策Agent设计了工作过程、统一接口、成员-角色-技能关系图等.通过实例测试与分析,验证其合理性,为广域后备保护系统的工程应用提供一定的参考.     

基于序电流相位比较和幅值比较的广域后备保护方法

基于广域测量系统(WAMS)和同步数字体系(SDH)光纤环网的广泛应用,广域继电保护有助于解决传统后备保护整定配合复杂,潮流转移时引起级联跳闸等问题成为目前研究的热点之一。本文基于分区域分布集中式广域继电保护系统结构,提出一种新型广域后备保护方法,该方法结合系统故障时线路序电压和序电流的分布特点,实时监视分区域各母线序电压的启动,通过对启动母线序电压进行排序选出疑似故障线路,并利用疑似线路两侧的序电流相位和幅值比较构成广域后备保护故障线路识别判据:区外故障时,电流相位相同,大小相等;区外故障时,电流相位相反,大小不定。该方法只需上传故障疑似线路信息,减小了系统的通信量和计算量,同时采用分布参数线路模型消除线路分布电容的影响。该方法原理简洁,易于整定,且适用于系统高阻接地、非全相运行、转换性故障及潮流转移等复杂运行工况,IEEE 10机39节点系统仿真结果表明了算法的有效性和适应性。     

基于多元统计分析方法的电网故障区域界定方法研究

提出了一种针对广域后备保护的故障区域的概念和新的基于广域测量系统（Wide Area Measurement System,WAMS）的故障区域界定方法。应用多元统计分析方法中的均值是否相等的F检验方法界定出：后备保护加速区和后备保护闭锁区。该方法基于新的电力系统监控平台,利用电压、电流向量等电气量信息,区域界定准确有效,具有实时性、全局性等特点,可在故障发生后,后备保护动作前定位出故障区域,为广域后备保护提供了更好的实现前提。     

基于贝叶斯网络信息融合的直流配电网故障诊断方法

新型直流配电系统故障期间暂态特征复杂多变,继电保护存在拒动和误动情况。为了避免继电保护的不正确动作对故障诊断产生影响,提出一种基于贝叶斯网络信息融合的直流配电网故障诊断方法。首先,对传统继电保护贝叶斯网络模型进行改进,同时考虑直流配电网故障限流策略,分别构建保护动作信息、断路器动作信息和限流策略信息3种贝叶斯网络模型,对故障区域内各元件的故障概率进行初步评估。其次,利用D-S证据理论将各元件对应的故障概率信息进行融合,完成故障元件的判别。然后,应用故障元件对应的贝叶斯网络模型识别误动或拒动的保护装置与断路器,实现对直流配电网的故障诊断。最后,通过算例验证了所提故障诊断方法的可靠性以及准确性。     

基于多元统计分析方法的电网故障区域界定方法研究

提出了一种针对广域后备保护的故障区域的概念和新的基于广域测量系统(Wide Area Measurement System,WAMS)的故障区域界定方法.应用多元统计分析方法中的均值是否相等的F检验方法界定出:后备保护加速区和后备保护闭锁区.该方法基于新的电力系统监控平台,利用电压、电流向量等电气量信息,区域界定准确有效,具有实时性、全局性等特点,可在故障发生后,后备保护动作前定位出故障区域,为广域后备保护提供了更好的实现前提.     

基于网格平台的广域后备保护专家系统

传统的后备保护以单元件的保护为出发点,缺乏系统全局的观念。介绍了一种网格环境中的广域后备专家系统,它以保证整个输电线网络的稳定与安全为基础,从广域角度实现线路保护的目的。本文首先讨论了网格技术及其在电力系统继电保护中的应用,包括网格的基本概念和特点以及网格技术在广域后备保护中的应用前景;之后介绍了广域后备保护专家系统(BPES)的基本算法和系统结构。通过仿真,验证了其比传统后备保护的优越之处。     

基于RTDS的区域保护系统动模试验研究

通过对朝阳66 k V区域保护进行动模试验,提出了基于RTDS的区域保护装置数字动模试验方案,分析了使用RTDS开展区域保护系统动模试验的必要性,介绍了区域保护动模试验方案,包括模型设计、平台搭建、试验项目等,定量检查了区域保护装置动态动作特性,并将试验中出现的问题进行了系统的分析,应用该方案可对区域保护系统进行比较全面的检测。     

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。     

基于故障匹配度的广域后备保护新原理

提出一种基于故障匹配度的广域后备保护新方法.该方法在系统正常运行时,根据系统拓扑和相量测量单元(PMU)的配置情况,形成保护关联域.系统发生故障后,通过分析各关联域内差动电流故障稳态分量,界定故障关联域,计算该关联域内的故障匹配度,并据此确定具体的故障位置.采用新英格兰10机39节点系统的分布参数模型进行仿真验证,结果表明该方法不受系统运行方式的影响,能够在PMU有限测点情况下快速、灵敏、可靠地实现故障定位,且在定位过程中无需修改系统矩阵,计算量小,易于实现.     

基于GPS的广域保护终端装置研究

为从整体或区域电网的角度提升继电保护系统的性能、构建实际的广域保护系统,介绍了一种基于全球定位系统(GPS)的广域保护终端装置。该保护终端装置采用模块化结构,每个终端都配置了GPS信号模块和远程通信模块,可通过专用的通信网络共享电网广域信息。阐述了由该终端装置构成的保护系统利用电网广域信息进行保护策略的制定,实现电网中不同地点保护之间动作的协调配合,实现快速的和最小范围的故障隔离,加速后备保护的动作,改善后备保护的性能,并能实现自适应保护。最后,从应用的角度讨论了该装置在实际运行中需要注意的GPS信号可靠性与通信可靠性等关键问题。     

基于广域同步数据的就地化保护在线分析方法

为了及时准确识别就地化系统中进行误操作的保护装置,以保障电力系统运行安全,提出了一种基于广域同步数据的就地化保护决策实时分析方法。根据网络拓扑结构选定测量节点并对就地化保护同步信号进行检测,基于广域同步数据计算保护指标,针对过电流保护、距离保护和方向保护建立故障识别函数。基于EMTP对一个38节点系统进行仿真,针对四类故障情况计算故障分析函数,并通过函数计算结果验证保护决策正确性。结果表明,基于广域同步数据的就地化保护在线分析方法是有效和实用的。该方法能准确识别保护方案中的决策错误。     

基于相邻变电站信息融合的广域后备保护系统

人工智能技术为广域后备保护容错性的研究提供了有力的技术平台。借助人工智能技术,文中提出了基于相邻变电站信息融合的广域后备保护算法,用于变电站集中式结构的后备保护。该保护系统收集所在变电站及相邻变电站内的各种主保护信息和后备保护信息,对获取的信息采取融合策略,构成遗传算法的适应度函数,通过遗传算法的最优搜索决策,纠正所在变电站内缺失或错误的信息。对IEEE 5机14节点系统的仿真结果表明,所提出的算法简单可行、可靠性高。     

利用状态量信息的集合保护规范化判据研究

现有保护受"本地信息域限制"越来越难以满足电力工业发展的要求。集合保护是以有限广域信息为基础,利用与某保护相关的其它保护和断路器的信息来提高该保护性能的保护方案。该文讨论了集合保护的概念,有限信息域与作用域的确定方法,提出了基于开关量信息的集合保护原理,以及实现以下功能的统一判据：加速后备保护动作,即使一侧保护失效也能快速切除故障;断路器失灵时缩短远后备保护故障切除时间和切除范围;识别线路故障与转移过负荷,并与控制系统一起提前解除过负荷保护动作防止电网状态进一步恶化。分析了集合保护统一判据的应用特点与约束。     

电力系统广域继电保护研究综述

分析了传统继电保护在保障电网安稳运行时存在的问题,对基于广域信息的继电保护研究涉及的主要内容进行了综述,包括:在线自适应整定、潮流转移识别、基于故障元件识别的广域后备保护.在线整定的目的是根据系统运行方式的变化,调整保护定值至最佳状态.计及的运行方式变化包括:电力设备投退、发电机出力与负荷变化等.潮流转移识别旨在防止传统后备保护的不适当动作引发电网连锁跳闸事故,主要方法有:支路开断前后输电断面的有功潮流比较、相邻支路电流比较.广域后备保护利用电网多点量测信息确定故障元件的具体位置,从根本上克服了传统后备保护整定复杂、可靠性低的问题.主要研究包括:基于传统主保护理论的故障识别算法、广域信息的容错性算法.最后,提出了以基于故障元件识别的广域后备保护为基础,构建面向智能电网的广域继电保护系统,并对其发展方向进行了展望.