大数据背景下考虑删失特点的继保设备运行状态评估

未能记录到设备失效准确时间的失效数据称为删失数据。针对大数据背景下继保设备失效数据存在删失的特点，提出了大数据背景下考虑删失数据的继保设备运行状态评估方法。首先，通过对继保设备失效数据进行特点分析，对失效数据进行预处理，利用期望-最大化（EM）算法并结合指数分布和威布尔分布模型，估计继保设备失效模型的参数。其次，将参数估计值代入失效模型中，得到设备的可靠度、故障概率密度、失效率、平均无故障时间等可靠性指标。然后，通过仿真验证对比分析偶然失效期和老化失效期内不同估计方法得到的模型参数精度，验证了文中方法处理删失数据的有效性。最后，以某型号继保设备为例分析可靠性指标，验证了利用文中方法规划设备检修周期的可行性。     

基于电流相关性的高压直流线路纵联保护新原理

针对传统高压直流输电线路电流差动保护快速性差、耐过渡电阻能力低等问题,提出一种基于电流相关性的纵联保护方案。以直流滤波器阻抗频率特性为基础,对直流输电线路区内、外故障对应的故障附加网络进行理论分析发现:区内故障时,直流线路两端特定频点电流故障分量呈强正相关性;区外故障时,直流线路两端特定频点电流故障分量呈强负相关性。据此,可判别区内、区外故障。大量仿真结果表明,所提出的纵联保护方案原理简单、计算量小,能够快速、可靠识别区内、区外故障,且耐过渡电阻的能力强,不受线路分布电容影响。     

基于反行波差值的特高压直流线路纵联保护方案

纵差保护作为高压直流线路后备保护,需设置较长延时躲过区外故障时分布电容电流的影响。为提高纵联保护性能,提出一种基于反行波差值的纵联保护原理。区内故障时,远离故障侧的反行波与近故障侧的前行波不满足线路的传输函数;区外故障时,远离故障侧的反行波与近故障侧的前行波满足线路的传输函数。因此根据传输函数与近故障侧前行波计算远故障侧反行波,并将计算所得的反行波与实际反行波比较,识别区内、外故障。在PSCAD/EMTDC中对所提方案进行了验证,仿真结果表明,不同故障情况下保护方案均能快速、可靠地识别故障,并具有良好的耐受高阻能力。     

继电保护可靠性管理系统设计与实现

针对目前继电保护系统可靠性评估过程中由于缺乏基础数据积累和必要挖掘而影响了评估结果可信度的问题,从继电保护系统可靠性及其基础数据的特点入手,设计实现了可靠性基础数据分析软件。软件在对原始数据进行预处理的基础上从不同角度进行立体分析,实现了多种可靠性指标的统计计算、失效率函数与可靠度函数等的回归分析以及设备可靠度的短期预测功能。其分析结果可为全面评估继电保护系统的可靠性、制定合理的检修策略等提供依据,对进一步掌握和提升保护系统可靠运行水平具有积极意义。     

面向状态检修的智能变电站保护系统可靠性分析

以状态检修为目的,研究了智能变电站保护系统的可靠性评估方法。首先从智能变电站技术特点出发,提出一种考虑逻辑节点的保护系统监测方法。根据状态检修的需要选取保护系统可靠性指标,并在此基础上建立了动态Markov模型,利用该模型定量评估保护系统在给定条件下的检修需求。最后以典型220 kV智能变电站为例说明了该评估模型的应用方法并做了相关分析。算例结果表明,该方法具有一定的可操作性,能够为智能变电站保护系统的检修决策提供一些参考。     

柔性中压直流配电网线路保护方案

针对"手拉手"多端柔性直流配电系统的中压直流线路,设计了基于通信系统和直流断路器的继电保护方案。首先,介绍了柔性直流配电系统的配置和中压直流系统的故障特性;其次,针对系统危害较大的极间短路故障和小电阻接地故障,依靠电流量信息,根据每一保护安装处的线路电流状态矩阵,设计了能够识别故障类型和故障区间、在5ms内隔离故障的速动保护;针对系统可能出现的大电阻接地故障情况,设计了以电压不平衡量作为启动判据,根据同一保护安装处的正负极不平衡电流状态矩阵,实现故障定位和故障隔离的后备保护;并针对可能出现的保护拒动或通信装置失灵现象设计了第一级远后备保护和第二级远后备保护;还考虑了保护系统和控制系统的配合以保证非故障区域的正常供电。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提保护方案的有效性。     

基于电压偏差向量2-范数的主动配电网故障定位新方法

随着分布式电源在配电网中渗透率的提高,现有的一些故障定位算法可能失效,对此,提出了一种基于最小电压偏差向量2-范数的故障定位算法。首先,根据配电网各节点注入的等效故障电流计算各电源处电压变化值,并比较各电源处电压变化测量值与电压变化计算值之差,搜索差值向量最小2-范数对应的故障电流注入节点从而确定故障区段的第一个节点,其次,通过该节点两侧电压差值变化确定故障区段的另一节点,实现故障区段定位。最后,利用IEEE 34节点三相不平衡系统进行了故障定位分析,结果表明算法物理意义明确、计算过程简单且具有良好的故障定位准确度。     

基于MMC的环状直流配网在不同接地方式下的故障特性分析

基于MMC的环状直流配电网电能质量和供电可靠性高、易于分布式电源接入,但其故障类型多、故障特性复杂且与接地方式密切相关,因此完善的故障特性分析对于主电路参数设计、保护配置等具有重要意义。首先,建立了基于MMC的环状直流配网模型,对其关键设备的主回路和控制方法做了介绍。其次,在三种接地方式下,针对中压直流系统单极接地故障和换流器交流侧单相接地故障,研究了故障回路及故障特性,并对三种接地方式的优缺点进行了分析。最后,在PSCAD/EMTDC中进行了建模仿真分析,验证了理论分析的正确性。仿真结果表明接地方式对故障特性具有较大影响,相关分析也为直流配网故障检测提供了参考。     

适应IIDG接入的就地型馈线自动化改进策略

随着逆变型分布式电源（IIDG）的渗透率不断提升,基于单向潮流设计的就地型馈线自动化（FA）可能无法应对IIDG接入的场景。针对这一问题,以目前应用较多的2种就地控制型FA模式,即电压-时间型以及电压-电流型FA为例,详细分析了IIDG接入对就地控制型FA各开关动作情况的影响。在此基础上,结合电流保护、电压序分量以及方向元件对FA系统进行改进,提出了适用于有源配电网的就地控制型FA方案。最后,搭建FA系统仿真模型进行验证。结果表明,该策略可有效缓解IIDG接入对出口断路器保护、无压分闸以及电压电流型开关过流检测的影响,提高有源配电网的故障处理水平。     

基于电流相关性的直流线路单极故障保护方案

目前,柔性直流配电网得到快速发展,但其直流线路保护方案还不成熟,特别是基于模块化多电平换流器（modular multi-level converter,MMC）的直流配电系统,单极接地故障时故障电流不明显,给故障识别增加了难度。针对这一问题,考虑直流线路的分布电容效应,提出一种采用Pearson相关系数计算正负极电流相关性的单极接地故障识别方法。区内故障时,线路每端的正极电流与负极电流均呈强正相关特性,而区外故障时,靠近故障端的线路正负极电流正线性相关性较差。以直流电压变化率作为故障识别启动判据,给出具体的单极接地故障保护方案。在PSCAD/EMTDC平台中搭建了光伏直流接入系统仿真模型并进行了验证,结果表明：该方案可快速、可靠地识别区内外故障,并具有一定耐受过渡电阻的能力。