综合自动化变电站主变压器的保护与监控

简述了应用Lonworks网络技术实现CSC2000变电站综合自动化系统的原理，针对主变 压器运行的特点和重要 性，提出了该系统中主变压器间隔保护、监控与测量单元的设计原则 ，按所述原则构成的变压器保护和测控 单元，既保证了保护的可靠性和独立性，又满足当地监控和远动的功能要求。     

采用有限冲击响应滤波器的快速阻抗继电器

本文对计算机距离保护的解微分方程阻抗计算法由于忽略线路分布电容带来的误差作了定量分析。在分析的基础上提出了采用一个数字式有限冲击响应低通滤波器,改善这种方法,使能满意地应用于中长线路,而需要的数据窗较之已提出的其他实用方法要短得多。文中还给出了实验结果。     

直流配电网保护技术评述

直流配电网因其控制灵活、电能质量好、便于分布式电源接入等优点,成为国内外技术发展的一个重要方向和研究的热点。然而,直流配电网故障特征与交流系统相比存在本质差异,已有交流系统保护技术难以直接应用于直流配电网。同时,由于直流换流设备耐受过流能力弱及故障恢复控制措施相对复杂,对实现快速准确故障检测、故障定位及有选择隔离故障区域提出了更高的要求。因此保护技术已成为直流配电网亟需突破的关键技术之一。论文在给出直流配电网拓扑的基础上,通过分析直流配电网故障发生、故障检测、故障定位与故障隔离的过程,明确了直流配电网保护中故障检测与故障定位是两个关键问题,并探讨了这个问题的技术难点,重点评述了直流配电网故障检测和故障定位方法,剖析了已有研究存在的主要问题,展望了未来发展方向,以期为后续研究奠定基础。     

具有不对称故障穿越能力逆变型新能源电源故障电流特性

新能源电源大规模接入电网背景下,电网故障特征发生根本性改变,电网继电保护正面临新挑战。由于新能源电源故障特性与其所用变换器控制紧密相关,而变换器具体采用的控制策略随生产厂家不同而不同,一般也不公开,所以这些因素使得揭示新能源电源短路电流特性成为难题。针对逆变型新能源电源(IIREG),提出了基于并网逆变器与直流卸荷电路协调控制的故障穿越策略,确保IIREG穿越不对称度100%的故障。以此为基础,分析逆变器控制策略与IIREG短路电流特性间关联规律,进一步从理论上推导出了不依赖逆变器控制结构及参数的IIREG稳态短路电流计算公式。最终,采用硬件在环实验,验证了所提故障穿越策略与IIREG稳态短路电流表达式的有效性和正确性,同时通过分析故障类型、位置及所接电网短路容量水平对IIREG故障电流特性的影响,揭示了IIREG与常规同步电机相比的差异。这为含IIREG电网继电保护适应性分析及配置整定研究提供理论支撑。     

基于电网框架结构模型的机电波到达时间预测算法

机电波理论为研究电网扰动影响与控制提供了新的思路,如果能预知机电波到达本地的时间,进而提前采取针对性措施,将有效减轻扰动对电网的冲击,提高电网安全水平。利用电网框架结构模型中转动惯量沿线路分布的特征,将机电波传播速度的空间非均匀性刻画为不同输电线路上的波速。在此基础上,利用电网框架结构模型中机电波波速分段恒定的特点,构建了框架结构模型对应的无向赋权图和以各段线路中机电波传播时间为权值的邻接矩阵。进而提出基于Dijkstra算法的机电波最快传播路径搜索算法。另外,进一步分析了反射现象对采用功角门槛值进行机电波到达时间实测结果的影响。通过与PSD-BPA仿真结果对比,验证了所提算法的正确性。     

基于鲁棒容积卡尔曼滤波器的发电机动态状态估计

同步相量测量单元(PMU)能够对电力系统动态过程中发电机功角进行直接量测。然而,坏数据有可能导致状态估计准确度下降甚至失效。提出了一种基于鲁棒性容积卡尔曼滤波(CKF)的机电暂态过程发电机动态状态估计方法。在CKF中构造时变多维观测噪声尺度因子,根据量测新息对PMU量测误差进行调整,使得量测量能够对状态量预报值进行准确修正。给出了时变多维观测噪声尺度因子的具体构造方法。针对滤波增益求逆发生奇异的问题,提出解决方案,对鲁棒CKF动态状态估计过程进行说明。仿真结果表明该方法能够有效抑制量测坏数据对动态状态估计的影响。     

基于实测试验数据的水轮发电机调速器动态参数抗差分步辨识研究

经验表明,主导发电机的不当调速器参数设置可能引发严重的小电网频率稳定事故,甚至造成电网崩溃,因此辨识调整发电机调速器参数对电网监控具有重要意义。该文提出一种基于实测试验数据的发电机调速器参数抗差分步辨识方法。针对调速系统参数,通过轨迹灵敏度和指标灵敏度,将参数分为主导参数和非主导参数,进而通过主导参数/非主导参数分步辨识。针对现场试验数据可能存在噪声毛刺偏差等问题,采用Huber估计与指数型函数相结合的抗差目标函数,实现参数的抗差辨识。最后通过仿真算例以及实测试验数据验证方法的合理性。     

一种自适应同步相量测量方法

近年来,电力系统中电力电子设备的大规模应用使电气信号呈现出宽频带、高噪声、动态过程复杂等特征。同步相量测量单元(phasor measurement units,PMUs)是电力系统动态过程有效监测手段,如何在上述条件下实现准确、快速测量至关重要。该文提出一种自适应同步相量测量方法。该方法通过分析动态相量模型参数在系统典型静动态条件下的行为规律,提出相量行为识别方法。针对不同的相量行为,采用不同计算时间窗,在不影响动态响应速度的前提下,提高测量精度与抗谐波、噪声的能力。进一步揭示系统动态条件下相量模型参数与测量误差的线性关系,提出动态相量计算修正方法。提出的自适应相量测量方法已在实际PMU装置上实现。经实验室测试分析表明,该方法可在各种复杂条件下具有较好的测量精度与响应速度。     

基于电压与电流微分比值原理的新型变压器保护

为解决变压器差动保护由于励磁涌流而经常误动的问题，从变压器磁特性出发，先阐述了利用磁通特性原理区分励磁涌流的不足，然后提出了利用电源侧电压和电流微分的比值来判别变压器是否含有励磁涌流的新方法。此方法原理简单，易于实现，无需任何先验参数，具有数据采样方便，计算量小，动作可靠、迅速等特点。对变压器各种运行状态进行ATP仿真试验，初步证实了该方法的正确性。最后通过对动模试验数据的分析表明，该方法能够迅速、可靠地切除变压器内部故障，具有很高的实用价值。     

一种变压器保护方案的仿真研究

为了解决变压器差动保护由于励磁涌流而经常误动作的问题,从变压器电磁特性出发,先阐述了利用磁通特性原理区分励磁涌流的不足,然后提出了利用电源侧电压和电流微分的比值来判别变压器是否含有励磁涌流的方法,此方法原理简单,易于实现,无需任何先验参数,具有数据采样方便,计算量小,动作可靠、迅速等特点。用该方法对变压器各种运行状态进行了仿真测试,测试结果表明该方法能够迅速、可靠地识别变压器内部故障。