基于故障高频电压稀疏量测的直流配电网双极短路故障定位

直流配电网分支密集,支持数据高速通信的测点相对较少,同时故障特性受配电网中电力电子设备控制策略的影响较大,导致传统配电网的故障定位方法难以适用于直流配电网。基于此,文中提出一种适用于直流配电网的双极短路故障定位新算法。基于暂态高频电流回路构建了不受控制策略影响的模块化多电平换流器和DC/DC换流器高频阻抗等值模型,然后,利用小波变换提取稀疏测点处的暂态高频电压形成节点高频电压方程。最后,将节点高频电压方程与基于贝叶斯算法的压缩感知理论相结合,求解节点高频电流稀疏向量,实现基于稀疏量测的准确故障定位。所提算法对测点数量要求低,同时不受换流器控制策略的影响,无需数据严格同步测量,理论上不受过渡电阻和负荷变化的影响。在PSCAD中搭建32节点直流配电网的仿真模型,测试数据验证了所提算法的定位效果。     

基于暂态电流波形斜率的中压柔性直流配电线路故障定位方法

为了提高中压柔性直流配电网的安全稳定运行能力,提出了一种基于暂态电流波形斜率的中压柔性直流配电线路故障定位新方法。通过分析时域内的单极接地短路故障、双极短路故障暂态特性,发现不同故障类型下暂态电流突变点的波形切线斜率不受电容放电形式的影响,暂态电流波形切线斜率与故障点位置构呈反比例型函数关系。利用正、负极电压梯度判别故障类型与故障极,针对不同故障类型,利用线路两端故障暂态电流波形的切线斜率求解故障距离。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了所提方法的有效性与准确性,其能够在不同故障类型、不同故障距离、不同过渡电阻的情况下精确定位故障点位置。     

基于电流暂态量的分布式直流配电网保护方案

低压直流配电网具有故障电流持续时间短、系统运行方式多变、故障电流振荡等特征,对继电保护正确判断和定位故障提出了挑战.文中详细分析了低压直流配电网的故障特征,并据此提出了包含电流方向比对法、方向预测法、极值比较法的直流网络化保护方案.采用所提方案的保护单元在直流配电网故障发生后,可以对故障区域进行快速定位,完成故障的切除...     

基于主动注入的柔性直流配电网故障定位

柔性直流配电网中换流站难以耐受双极短路冲击电流,在1~2 ms内闭锁,提供给故障定位的有效信息少,定位精度差。因此,提出了一种基于DC/DC主动注入的柔性直流配电网的故障定位方法。在换流站均闭锁的情况下,金属性故障解锁配网首端DC/DC换流站,非金属型故障先后解锁首末两端DC/DC换流站,然后提取电压电流数据进行故障定位。该故障定位方法考虑了换流站因快速闭锁无法提供有效暂态信息的问题。利用DC/DC换流站高压侧支撑电容对注入信号的电气特征响应,即可实现故障区段区别。此外,该方法不需要额外的注入设备且适用于单一MMC换流站的网络,原理简单可靠且定位精度高。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建柔性直流配电网,验证了所提故障定位方法的可行性。     

基于故障电流主动控制的柔性直流配电网故障定位方法

为了提高现有柔性直流配电网故障定位方法的性能,保证直流配电网供电可靠性以及故障后快速恢复供电,提出基于故障电流主动控制的柔性直流配电网故障定位方法.利用混合模块化多电平换流器(MMC)的高可控性,将故障电流分为阶段Ⅰ与阶段Ⅱ.阶段Ⅰ主要实现故障电流快速抑制并为阶段Ⅱ平滑过渡提供条件.阶段Ⅱ通过注入特定频率的高频反向电流,实现故障的精确定位.介绍了故障参考电流的设计方法.以非对称"手拉手"式双端直流配电网为典型场景分析其故障定位原理.最后,在PSCAD/EMTDC搭建双端直流配电网仿真模型,验证了所提故障定位方法的可行性.     

基于暂态高频零序瞬时功率的配电网故障选线方法

在配电网故障特征的基础上，利用小波包分析技术提出了一种基于暂态高频零序瞬时功率的配电网故障选线新判据，解决了小波应用中频带选取困难的问题。该判据以幅值最大高频暂态瞬时功率的符号作为主判据，以大小作为副判据。仿真表明该选线方法对接地阻抗、故障距离、短线远端接地等故障均能准确判断，且不受中性点接地方式、故障接地时刻等因素的影响，具有良好的通用性。     

一种基于电流微分初始值的直流配电网故障定位方法

直流配电网故障定位是排查故障、确保线路安全的关键手段。基于此提出了一种基于电流微分初始值的直流配电网故障定位方法。首先推导了基于电压源型变换器的直流配电网线路发生双极短路故障和单极接地故障时故障电流的微分方程,并利用双极短路故障和单极接地故障中正负极线路的电压和电流突变量差异来判定故障的类型。其次通过电压源型变换器直流侧电容的放电过程提取故障电流信息,且根据限流电抗器上的电压降得到故障电流的微分等量表达式,并联立所推导的故障电流微分初始值方程获得故障定位的数学模型,从而实现故障距离的准确定位。最后利用PSCAD/EMTDC仿真平台搭建仿真模型,验证了所提故障定位方法的有效性。     

基于故障电流积分比的直流配电网极间短路选线方案

柔性直流配电系统发生极间短路故障后,系统短路电流大,对系统安全稳定运行产生威胁,同时考虑到电力电子器件的耐受能力,换流器将会闭锁,导致故障信息量减少,对保护方案的速动性和可靠性提出了很高的要求。针对此问题,文章首先分析了直流线路极间短路故障电流特性,然后揭示了故障时区内外故障电流曲线的积分差异,最后提出基于线路故障电流积分比的极间短路选线方案。在实时数字仿真器（real time digital simulator, RTDS）上搭建基于模块化多电平换流器的直流配电网仿真模型,验证了所述方案的有效性与适用性,具有较好的耐受过渡电阻和抗噪能力。     

基于暂态电流信号的配电网小电流接地故障自动定位系统研究

正从稳态特征和暂态特征两个方面分析了小电流接地故障的信号特征及其工频零序电流分布特征。设计了一种采用暂态零序电流相似性定位法的故障自动定位系统,该系统主要由定位主站、小电流接地故障选线系统、FTU以及通信系统组成,利用基于暂态零序电流波形相似性的方法实现故障定位。基于暂态电流信号的定位方法不需要外加接地电阻或信号注入设备,不仅不受消弧线圈影响、检测可靠,且易于实现、投资小,可方便应用于DA系统。现场运行和试验证明了本系统算法的有效性和系统装置的可靠性。     

基于直流法的配电网单相接地故障离线定位研究

传统的配电网单相接地故障定位方法只能够在各自有效范围内定位故障点,无法通用于各种网络结构和故障情况,主要原因是没能解决配电网故障定位的关键难题:结构复杂、分支多,电容大,接地电阻大。不同于以往的定位方法,所提出的直流定位法利用直流信号进行故障定位,该方法能够克服以上难题,是配网故障定位的有效方案。方法是首先向故障线路注入直流信号,然后通过关键分支点的直流强度检测判断故障路径,直至找到故障点。仿真和现场实验都证明基于直流信号的故障定位方法是可行的、有效的。     

基于暂态电压比初始值和时域迭代的直流配电网单端测距方法

针对直流配电网线路单端故障测距精度不高的问题,提出了一种基于暂态电压比的单端故障测距方法。该方法通过分析故障发生后限流电抗器两端故障电气量的特征和数学表达式,构建了时域内基于限流电抗器两端暂态电压比的故障测距方案,并利用迭代的方法削弱过渡电阻对故障测距精度的影响。该方法利用单端电气量,耐过渡电阻能力强,对通信无严格要求,无需安装同步装置,提高了直流配电网线路单端故障测距的精度。在PSCAD/EMTDC平台搭建多端直流配电网模型,对所提测距方法进行仿真分析,结果证明所提方法可以实现基于单端电气量的精确故障测距。     

基于暂态电压比原理的直流配电网故障保护方案

由于直流配电网故障时短路电流呈现上升快、峰值大、过程短的基本特点,给故障的可靠识别和快速切除造成了困难。利用线路出口限流电抗器两侧电压的时域特性实现区内、外故障的可靠判别,提出了一种适用于直流配电网线路的继电保护方案,并通过单侧电气量保护与双侧电气量保护的配合实现了直流配电线路保护的速动性和选择性。该方案仅通过限流电抗器的暂态电压比即可实现对故障的快速检测、识别,不仅能满足直流电网对保护的要求,而且保护方案简单、易实现。大量仿真实例验证了保护方案的可行性,且具备较强的抗过渡电阻能力。     

基于直流电抗电压的柔性直流配电网故障测距方法

故障测距是柔性直流配电网发展所需的关键技术之一,传统的高压直流输电系统故障测距方法在直流配电系统中适应性不好。因此在考虑线路配置直流电抗器的情况下,提出一种基于直流电抗电压的直流配电网双端故障测距方法。该方法从直流故障的电容放电阶段进行研究,利用线路两端直流电抗电压构建包含故障距离和过渡电阻的两个未知参数的时域微分方程,并利用最小二乘法进行求解。PSCAD仿真结果表明该方法能够有效地进行故障定位,并且能够计算出故障点过渡电阻,可以满足直流配电网的故障测距要求。     

基于检测暂态高频电流的配电陬故障处理方法研究

针对、故障暂态电流产生自故障点并向线路末端传播的特点，设计了基于暂态电流边界保护原理的故障区段判断方法。在馈线各分段开关处即各供电区段边界处安装故障判断装置．其实质为并联在馈线上的谐振电路．使得在谐振频段附近的电流成分被衰减。通过比较边界两侧特定频段电流成分的差异．自主判断故障区段。对开关两侧电流互感器输出的三相电压信号进行模变换、抗混叠滤波、A／D转换、数字带通滤波处理后得到特征频段信号幅值。计算开关两侧信号能量．将两侧电流能量衰减比例同设定阈值相比较判断故障发生的范围。仿真分析了不同故障条件下故障点上、下游开关两侧电流和能量。以及相应的衰减比例。结果显示：该方法不受故障类型的影响．对不同的故障电阻及故障初始角也可保持良好稳定性。     

基于检测暂态高频电流的配电网故障处理方法研究

针对故障暂态电流产生自故障点并向线路末端传播的特点,设计了基于暂态电流边界保护原理的故障区段判断方法。在馈线各分段开关处即各供电区段边界处安装故障判断装置,其实质为并联在馈线上的谐振电路,使得在谐振频段附近的电流成分被衰减。通过比较边界两侧特定频段电流成分的差异,自主判断故障区段。对开关两侧电流互感器输出的三相电压信号进行模变换、抗混叠滤波、A/D转换、数字带通滤波处理后得到特征频段信号幅值,计算开关两侧信号能量,将两侧电流能量衰减比例同设定阈值相比较判断故障发生的范围。仿真分析了不同故障条件下故障点上、下游开关两侧电流和能量,以及相应的衰减比例。结果显示:该方法不受故障类型的影响,对不同的故障电阻及故障初始角也可保持良好稳定性。     

基于矩阵算法的配电网故障定位

分析了原有的配电网矩阵法故障定位中存在的问题,提出一种适用于辐射状网及开环运行环网的配电网故障定位算法。该算法仍以矩阵分析为核心,通过网络拓扑形成网络关联矩阵,然后结合馈线终端设备(FTU)上传的故障信息形成故障判定矩阵,判定方法简单。它不仅可以实现配电网单一故障的快速定位,而且对末端故障及多点故障也可以做出准确判断。通过编程实现算法,并用不同区域故障的模拟验证了算法的有效性。     

基于直接时间反转法的直流配电网故障测距

针对直流配电网电能分布不均匀造成定位偏差的问题,着眼电流突变量的频段分布特性,利用直接时间反转法将距离问题转化为点源位置响应。同时利用离散二进小波的平移不变性,将行波信号高频分量模极大值以脉冲激励形式重构时间反转故障暂态行波信号,对应刻画其尖锐变化点,突出能量分布特征,不受故障信息量少的限制,从理论角度证明了该方法在主馈线和T接线路的适用性。通过在PSCAD/EMTDC中搭建±15 kV两端中压柔性直流配电网模型,对于不同过渡电阻和不同故障类型进行故障仿真和数据采集验证。结果表明,所提方法在5 ms短时窗内实现测距,抗过渡电阻能力强,能够反应不同工况下故障线路电磁能量的变化。     

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。