一、电力系统交流采样参数的快速整定方法(论文文献综述)
李再男[1](2021)在《柔性直流配电网线路保护研究》文中认为柔性直流配电网协调可再生能源和柔性负荷,以提升可再生能源的消纳率促进能源转型。受制于电力电子器件的低耐流能力,直流侧线路故障产生的短路电流会对电力电子器件带来严重的安全隐患。本文结合直流系统发展趋势以及城市配电网的特点,构建了含多分支架空线路的多端柔性直流配电网模型。主要针对两换流器之间的联络线路故障提出保护方案,该联络线可以分为多分支线路和分支母线。针对多分支线路故障提出加速保护策略,该策略可以拆分两步骤。第一步强调速动性,提出了一种线路快速纵联保护方案,利用两侧线模电流突变量的极性辨识故障区域。直流断路器(Direct Current Circuit Breaker,DCCB)切除两换流器间整条线路,标志着第一步完成。第二步进入线路重合闸阶段,需要在永久性故障情况下,快速、准确地选择故障分支线路。第二步强调选择性,提出借助通信的双端量线路重合闸方案和仅使用本地信息的单端量线路重合闸方案。双端量线路重合闸方案从波形角度出发,利用线路两侧故障电流波形在时间轴的对称性差异构造保护判据。单端量线路重合闸方案利用两侧DCCB的分时合闸,将两端供电的线路拆分成两个互相独立的辐射网。单个辐射网利用故障电流暂态能量构造保护判据识别故障区域。分支母线故障可以等效为特殊线路故障,在比较进出母线的电流变化对称性和趋势极性的基础上,提出一种非差动母线保护。所提出的母线保护方案在各种高阻值的直流母线故障情况下具有良好的性能,可以作为主保护和差动后备保护配合,以提高系统可靠性。为了更好地验证本文提出的相关线路保护方案的可行性,在电磁暂态仿真软件中搭建了一个含多分支架空线的四端柔性直流配电网模型。经过大量仿真验证保护方案判断均正确。并考虑多种不同恶劣工况,其结果证明保护方案具有良好的性能。
董润楠[2](2020)在《基于混合控制理论的微电网多级控制系统方法研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着可再生能源的快速发展,微电网技术先后经历了两个阶段:微电网技术可行性研究与验证阶段和微电网系统控制方法研究和成熟阶段。目前微电网技术研究已成功步入了多微电网互动方法的研究论证阶段。微电网分层控制体系框架的提出是微电网第二个阶段的重要产物也是其迈入第三个阶段的前提基础,针对其进行深入研究对微电网技术未来的发展具有重要的里程碑意义。传统微电网分层混合控制框架分为五个控制层级,各层级间通过现代互联网通信技术串联形成完整的微电网控制系统网络。混合控制主要依靠通信技术实现多种类型变量的信息融合、不同类型的控制方法混合控制以及不同类型电源和控制层级的协同控制等方面。因此,可以将这一框架下的混合控制理论划分为控制方法研究和通信、数据处理方法研究两个方向。针对控制方法的研究,目前仍然存在诸如电源节点间的功率分配准确性问题、各个节点的输出稳-动态响应性能改善问题和全网多种分布式资源的经济性利用等问题。微电网节点功率分配准确性的问题始终停留在第1层和第2层的方法研究中,对微电网控制系统整体性能的改善仍然存在局限性。各个节点的输出稳-动态响应性能不仅直接影响微电网整体控制系统的稳-动态性能和全网资源调度策略具体实施过程中的经济性、可靠性,还间接影响着各节点功率分配的精确性。然而,针对微电网各个节点的输出控制方法的研究却一直没能得到很好的解决。此外,由这些节点构成的电压源逆变器接口(Voltage Source Inverters,VSIs)控制网络的整体关联性问题研究仍然相对薄弱,尽管不同层级、不同微电网控制系统之间通过传输线路阻抗产生的关联性将降低微电网内部控制稳定裕度这一问题已被熟知,然而通过控制科学的角度探究这一问题的本质原因却是微电网控制系统、方法研究的空白。针对上述问题,(1)通过对包含各控制层级的单一 VSI节点的完整控制系统进行整体建模,分析了影响各节点输出响应性能的主要影响因素即控制器参数、层级间的延迟、互联线路参数不确定性、互联节点间控制系统的关联性。(2)针对常规通过调整控制器参数来改善节点响应性能的方式,利用果蝇优化算法设计出了离线优化和在线自自调整两种VSI节点输出控制器参数整定方法,通过对比研究发现这种传统方式在不改变控制系统结构的情况下具有一定的局限性。(3)本文进一步通过采用动态矩阵预估控制理论对VSI节点内部输出控制器进行改进设计,全面提高了单一 VSI节点的输出响应性能。(4)针对VSIs控制网络多VSI节点关联性问题从控制科学的角度对多VSIs节点多层级完整控制模型的分析中发现了节点关联性通过互联线路参数对控制器性能影响的本质原因,即控制模型由于互联线路参数项和相邻节点控制模型项的加入而改变了各个节点原本的控制系统模型,VSI节点的极点分布由此偏移,从而引起了VSI节点控制器稳定裕度的降低。(5)通过状态空间模型构建出了包含由互联线路参数构成的关联性参数矩阵。在此基础上采用基于动态矩阵控制方法(Dynamic Matrix Control,DMC)设计了一种VSIs控制网络多节点的协同输出控制方法。在相同环境下对多个采用DMC控制系统独立控制的VSI节点组成的VSIs网络、传统PI控制的VSI节点组成的VSIs控制网络以及基于DMC协同控制的VSIs控制网络进行对比仿真,验证了这一协同控制方法在VSIs控制网络中降低关联性影响的有效性。(6)针对多微电网互动过程中的互联接口设备进行了模型构建和研究,考虑到VSIs控制网络的整体一致性,同样采用了 DMC控制方法设计了互联接口设备的内部输出控制器并通过实验验证了其输出响应性能。
霍利敏[3](2020)在《通用微机继电保护实验平台的研究与应用》文中认为在微机继电保护实验教学过程中存在如下缺陷:一是不同的实验需要采用不同种类的微机继电保护设备;二是不同装置的端口定义与内部程序设计有所不同;三是当前的微机继电保护实验并非采用真实的电力系统波形。上述问题导致只能采用微机继电保护装置作为实验设备,成本巨大且严重限制了实验教学效果。因此,研究出一种在单一的实验教学平台上模拟出不同品牌的微机继电保护装置并能够进行多种微机继电保护实验的通用微机继电保护实验教学平台具有极大意义。首先,本文研究分析了通用微机继电保护实验教学系统架构,阐述继电保护实验平台的组成单元以及各自实现功能,并据此细化了实验教学平台中上位机、继电保护实验平台、电量发生器所需承担的主要功能及运行特点。其次,根据微机继电保护实验测试信号的需要,提出一种能够模拟跟踪电网电量信号的算法、基于反馈思想与对比分析确定微机继电保护装置工作精度的方法,进而设计了电量发生器中工控机与电源发生装置的通信协议,实现测试信号输出控制。再其次,提出了微机继电保护实验平台模块化结构模型,研究模型的数字运算模块、电量采集与控制模块,开发了通用微机继电保护实验平台软硬件。基于平台软硬件工作条件开发典型微机继电保护测量与逻辑控制算法。最后,研究了微机继电保护实验平台软硬件映射技术,实现常见电力系统微机继电保护的硬件以及软件功能映射,并以典型中低压线路保护启动和三段式零序电流保护逻辑过程为例进行平台应用验证。
朱瑞[4](2020)在《基于主动注入的光伏直流并网系统故障识别与定位技术研究》文中提出大规模光伏场站通过柔性直流系统汇集送出避免了交流汇集造成的频率、功角稳定性问题,同时节省了电缆、无功设备,提高了经济性,极具研究前景。光伏直流汇集系统中各类型DC/DC变流器和DC/AC均具有故障电流快速清除能力。短路故障将导致换流器自身保护高速动作,整个系统失电。因此,研究故障识别与定位技术,有助于缩短或避免长期停电,提高整个光伏直流并网系统的功率送出的可靠性,至关重要。避免系统长期停运的有效手段是在故障发展早期识别并隔离,减少短路发生概率;一旦短路不可避免,则在换流器闭锁后快速定位故障并清除,实现非故障区域快速恢复供电。由于早期故障和系统短路后均没有明显故障特征,因此研究的难点在微弱故障特征下的识别和定位。为了提高定位可靠性,同时充分利用电力电子装置的可控性,论文的主要创新在于基于主动注入的故障辨识与定位方法,具体研究工作和创新成果如下:(1)提出了基于扰动注入的早期故障定位方法。给出了早期故障发展机理,揭示了早期故障特征,并提出了基于直流轴扰动注入的控制方法,进而提出了基于转移电阻系数的扰动控制故障识别和定位方法。为了避免对系统影响,利用经验模态分解和模糊逻辑隶属函数建立了扰动注入判据,减少了对系统运行干扰。该方法提供了弱故障特征下早期故障的准确识别定位方法,降低了系统发生严重故障长期停电的风险。(2)提出了基于模糊逻辑的自适应短路故障识别方法。为了解决噪声和光伏出力不确定对短路故障识别的影响,提出了基于模糊逻辑自适应跟踪光伏出力变化的短路故障识别判据。通过建立模糊隶属度函数判据,解决了不同工况对系统灵敏性要求产生矛盾的问题,能够利用极短数据窗长内的暂态量瞬时值准确识别故障。(3)提出了基于DC/DC故障注入控制的故障定位方法。基于光伏故障情况下的动态特性,提出了 DC/DC变流器主动注入控制方法。基于所设计的直流电流注入信号,提出基于方向识别的相应故障区段定位方法。该方法耐受过渡电阻、噪声能力强,可靠性高,解决了暂态量瞬时值定位方法可靠性下降的问题。(4)提出了基于DC/AC故障注入控制的短路故障定位方法。基于对换流器控制传函的解析,提出了 DC/AC换流器的故障控制低幅值电流信号和低频信号的注入方法,并设计了注入信号的幅值和频率。基于所设计注入信号,提出了相应的早期故障和短路故障定位方法。解决了弱特征信号下的可靠定位问题,且无需附加设备。该方法能够全时段使用,不受光伏影响,同时相比于暂态量瞬时值定位方法具有更高的可靠性。
王聪博[5](2020)在《含高比例分布式光伏的柔性直流配电系统保护研究》文中指出柔性直流配电系统可以高效、灵活连接配网中日益增长的直流类负荷与电源,减少多级电能直交变换损失及其换流过程产生的谐波,提高供电效率和电能质量,同时解决制约传统交流配网发展的短路容量和供电半径受限问题,成为国内外配网研究重要方向之一。近年来,依托多项国家重点研发计划项目,我国将在“张北县”、“雄安新区”以及南方工业园区建设±10 kV多端柔性直流配电系统工程,其中基于直流断路器与多类型开关配合的保护是保障多端柔直配电系统安全运行的关键技术之一。针对多端柔性直流配电系统故障特性不清、难以区分故障区域问题,本论文所做主要研究工作和创新成果如下:(1)全面解析了直流配电系统中不同类型换流器故障发展过程中各阶段的特征。提出了基于曲率原理的暂态波形分析方法,揭示了直流故障电流的突变特性与波形变化弯曲表征,提出了基于极性变化的暂态波形分析方法,明确了直流故障后线路电流的极性变化特性,掌握了故障过程暂态波形时域变化规律,为后续研究奠定基础。(2)提出了基于电流波形曲率变化的单端量保护。分析了故障初始暂态电流波形上升过程的弯曲程度、上升速率的特征和故障距离、故障电阻之间的近似关系,提出了基于电流暂态波形曲率识别保护判据,可靠辨识近端过渡电阻故障,给出了保护整定方法,实现了直流故障的快速、可靠识别,提高了单端量保护耐受过渡电阻的能力。(3)提出了基于电流波形极性变化的双端量保护。明确了区内、外故障时线路两侧电流的波形特征差异,提出了基于电流波形极性变化的纵联保护,进一步分析了线路分布电容暂态电流、负荷电流、过渡电阻以及通信延时等各种因素对保护的影响,给出了动作判据、保护流程以及定值整定方法,通过实验和仿真测试了所提保护方法的动作性能。(4)提出了基于控保协同的多端柔性直流配电系统故障定位方法。分析了变换器频率输出特性,利用端口的本地保护与本地变换器相互配合、多端口变换器间相互协调配合实现了各端口 DC/DC变换器具有注入特征信号的能力,进一步提出了基于控保协同的多端柔性直流配电系统故障定位方法,并给出了故障定位流程,最后通过实验和仿真测试了所提保护定位的有效性与精准度。
靳维[6](2020)在《风电场不确定性弱馈源相互作用机理与继电保护的研究》文中提出以双馈型风电机组为代表的弱馈源大量接入电网给继电保护带来了巨大的挑战。本文以变速恒频双馈型弱馈源作为研究对象,在系统性分析双馈型弱馈源的特性、弱馈源并网对继电保护影响的基础之上,提出了以充分式保护思想为指导的新型保护思路,从而构造与风电并网系统相适应的保护方案,为电网安全提供坚实的防线,并为可再生能源的健康发展提供可靠保障。弱馈源的等值模型与故障特性是继电保护原理开发与应用的基础。根据投撬棒保护和变流器控制两种故障穿越方式的不同,分别推导出了两种低电压穿越措施下双馈型弱馈源正、负序分量故障电流的表达式,明确了故障电流具有典型的不确定性特点。根据分析得出弱馈源在正序回路中的等值模型具有多态性,等效形式可以为阻抗、电压源或者电流源;在负序回路中的等值模型是与转速有关的恒定阻抗。弱馈源的故障电流不确定性、弱馈特性及等效模型的多态性将会对以电流保护为代表的传统继电保护带来影响。研究了双馈型弱馈源整体作为虚拟阻抗的特性以及对常用的方向元件的影响。以正、负序故障分量来计算弱馈源的虚拟阻抗,得出负序虚拟阻抗特性与弱馈源的实际负序阻抗相同;而正序虚拟阻特性与实际的正序阻抗差异较大。具体表现为:负序虚拟阻抗具有阻感特性,相角在45°~90°区间;正序虚拟阻抗因低电压穿越方式有所区别,投撬棒时具有负阻尼特性,相角波动较大且稳态时在-90°~-270°区间,变流器控制时相角可以在任意区间。分析了弱馈源的虚拟阻抗特性对多种方向元件性能的影响情况,得出正序方向元件、功率方向元件可能会误动,负序方向元件灵敏度可能会下降,零序方向元件不受影响。从故障和扰动两个层面研究了双馈型弱馈源的输出频率特性。故障期间,投撬棒时双馈型弱馈源的谐波主要为转速频率分量,因转子侧衰减的直流励磁产生,衰减速度很快;变流器控制时,双馈型弱馈源的谐波主要为二次谐波和三次谐波,二次谐波是因定子侧直流分量通过控制器耦合产生,三次谐波是由负序分量通过控制器耦合产生。基于小扰动建模的方法,得出等效正序系统和等效负序系统之间具有耦合关系,耦合程度随d、q轴的等效阻抗差异增加而变大,序分量之间耦合效应是双馈型弱馈源多频率响应的根源。提出了充分式保护思想来解决当前继电保护面临的挑战。通讯简单、信息无法获取、双馈型弱馈源特性复杂性等让基于“四性”的传统保护越来越难以实现,于是提出了充分式保护思想来应对这些困境。该思想最显着的特征是基于故障特征而不是基于故障类型,且具有优选性,充分性、准异步性等特点。本文分析了该保护思想应用于集电线路电流保护、集电线路方向判断以及配网差动保护中的可行性,得出该保护思想在信息缺失、信息不透明的风电系统中具有明显的优势。基于熔断器特性这个已知的充分式条件,提出了集电线路充分式反时限保护方案。首先分析了当前集电线路阶段式电流保护存在的问题,I段电流保护需要躲过下游熔断器的动作时间,导致电流保护的速动性变差,风电场多电源特性造成II段电流保护之间的选择性出现问题。基于已知的不同熔断器的特性曲线,根据不同区间各条熔断器的最小灵敏度曲线,并加上适当的协调时间利用最小二乘法对曲线进行拟合,然后形成上游集电线路保护的充分式反时限动作曲线。该方案能够保证集电线路间的选择性,并且能够有效提升集电线路保护的速动性,实现故障快速切除与系统对韧性电源需求的平衡,保证了风电场的安全。基于故障分量电压包含的充分式故障特征,提出了采用优选制的集电线路故障判断方法。在介绍分形理论的基础上,提出根据故障分量电压的多重分形谱计算结果来定量描述故障信号中包含的暂态特征、稳态特征的凸显程度,并以此作为依据选择相应的保护方案。提出三种故障方向判别方法,基于弱馈特性的稳态法与基于极性特征的暂态法都是着眼于充分利用本线路的特征,在满足充分性故障特征条件下具有简单可靠的优点。灰色关联法在暂、稳态判断模糊时通过对各条线路的故障特征综合分析,克服单纯基于暂态和稳态特征的局限性以及本地信息量特征不充分的情况,提高故障方向判断的可靠性。在分析了标积制动差动保护灵敏性与抗同步误差不能兼顾的原因基础之上,提出了制动角与幅值比成凹函数的充分式差动保护。当两侧电流幅值比较大时,制动角随幅值比的增加而显着增加且很大,重点改善抗同步误差能力;当两侧电流幅值比较小时,随幅值比的增加制动角增加较慢且很小,重点改善保护的灵敏性。本章提出利用风电电源的频率复杂性,将保护判据扩展到全频域,进一步提高区内故障的灵敏性。以采样序列组成的向量来计算幅值相角能够让采样时间窗任意调整,具有更好的灵活性。提出利用故障前电流作为参考计算故障后两侧电流的相角差,使得差动保护能够在准异步机制下运行,显着提高抗同步误差能力更加适合通讯薄弱的配网。基于MATLAB/Simulink平台建立仿真模型,对双馈型弱馈源的电流特性、阻抗特性、频率特性、充分式反时限保护方案、故障方向判别方案及充分式差动保护方案等进行了验证,证明了所提的保护方案能够适应风电接入后的电网。
金能[7](2020)在《应对保护用外部设备极端异常工况的电网应急保护判据及方案研究》文中指出电网承担着电力区域互联、电能输送与分配等重要功能,其优良的继电保护对维持电力线路乃至电力系统的安全与稳定运行发挥着不可替代的作用。传统电网保护的优异性能已经在以往的实践中得到了充分的验证。然而,随着全社会用电需求的持续增长,我国电网规模和复杂性不断增加,对保护的四性也提出了更高的要求。对时设备、电气量采集设备、电气量传输通道/网络及二次直流电源作为继电保护的重要外部设备(以下简称“保护用外设”),其工作状况好坏将直接影响保护的性能。对于电网保护而言,尤其是作为线路主保护的纵联保护,不可避免地会遭遇各种类型的保护用外设异常工况:时钟晶振失振导致两侧采样不同步、电流互感器(Current Transformer,CT)断线、干扰、饱和及数据传输通道/网络异常导致采样数据丢失、二次直流电源丢失导致保护设备失电等。现场一般采取识别出上述保护用外设异常工况后即闭锁或停运相关的保护,造成保护系统的动作性能严重劣化。另外,随着信息通信技术的发展以及智能变电站的建设,电网日趋网络化和智能化,大量网络设备应用后,潜在的网络安全问题将带来更为严重的保护用外设异常工况,由此引发的保护动作可靠性问题将更加突出。因此,亟需升级或增加保护系统相关功能以提升其应对保护用外设异常的能力。考虑到外设异常是一种相对小概率事件,如果保护系统在正常工作时也涵盖这部分功能,无疑加大了保护的运行负担,更加复杂的保护其可靠性也会在一定程度上降低。因此,需要从保护架构上进行合理设计,将这部分的功能设计成应急功能,仅在保护用外设异常的应急工况下投入,替代原有的不再能正常发挥作用的保护。为此,本文针对上述变电站保护用外设异常造成的保护系统动作性能降低的问题,研究电网应急保护的系列判据及方案。针对对时设备异常导致线路纵联差动保护退出后保护动作性能降低的问题,基于相空间轨迹识别的思路,选取故障分量瞬时功率差作为重构相空间轨迹的一维时间序列,通过分析不同系统工况下相空间轨迹变化特征,提出一种基于故障分量瞬时功率相空间轨迹识别的补充式线路纵联保护新判据。该判据完全不受两侧数据失步、线路电容电流及无功补偿装置的影响,且具有免整定、超快速动作以及耐受高过渡电阻等优点。针对CT断线导致双重化配置的高压输电线路保护中的一套保护闭锁后线路保护的动作可靠性显着降低的应急工况,借助站域信息与站间直联通道,提出基于多判据冗余的输电线路高可靠性应急保护方案。与CT断线导致线路仅剩单套保护的应急工况以及现场常用的双重化保护“2取1”跳闸方案相比,所提保护方案能够同时显着地降低保护的误动与拒动概率,并具有抗单个及多个CT异常的能力。针对站间通信信道异常导致单套配置的配电线路纵联主保护退化为就地三段式电流保护后保护可靠性低、且同样存在受电气量采集设备异常影响的问题,对上述多判据冗余保护方案进行改进,提出基于多判据冗余的配电线路就地-远方双重化应急保护方案。所提方案不仅提高了通道异常工况下配网保护的动作速度,还提升了其抗CT异常与网络攻击的能力。针对电气量传输网络异常引发全站采样信息缺失进而导致多条线路保护甚至整站保护不正确动作的极端工况,提出一种具备高可靠性及灵敏性的应急保护系统。分别对多端和双端系统设计补偿电压差判据和测量电抗百分比比较判据,并结合多端电流差动保护或方向保护以及就地距离保护实现故障准确辨识。所提应急保护系统可靠性及灵敏度高,且具备较高的带过渡电阻故障的响应能力,能有效保障全站采样信息缺失后变电站继续运行及区域电网的安全稳定。针对保护用二次直流电源丢失导致变电站保护采样、运算及跳闸功能彻底失效的极端工况,提出两种高性价比的变电站二次系统性能提升方案,为实施基于远方跳闸的线路应急主保护奠定物质基础。进而,提出不依赖多端数据同步对时及数据完整性、基于补偿电压模量比较的应急保护新判据。所提判据灵敏度高,通过与就地距离I段保护配合,能在直流电源丢失场景下有效覆盖被保护线路的大部分故障,其选择性及动作速度均高于距离II段保护。
杨铁雷[8](2019)在《高铁牵引变压器微机保护装置的研究及整定》文中进行了进一步梳理高铁牵引变压器是高速铁路牵引供电系统中的重要电气设备,其安全运行关系到高速铁路运输秩序。由于动车组的频繁启动以及单相供电模式的采用,使得牵引变压器长期承受单相不平衡的牵引负荷。对牵引变压器保护的快速性和可靠性的要求随着牵引变电所综合自动化的发展也越来越严格。因此,新型牵引变压器保护装置的开发以及其性能的提高具有重要的应用价值。在分析我国高速电气化铁路牵引变压器差动保护基本原理及特点,牵引变电所主接线的基础上,综述了牵引变压器主保护方式及差动保护接线的特点,论述了牵引变压器微机保护装置中差动保护原则,保护装置中主保护的起动判据,给出了提升各测量值精度的相关处理算法。研究了牵引变压器微机保护装置的数字信号处理器的性能和特点。采用AT89C55单片机和TMS320VC5416型DSP芯片为主的双CPU结构,构成了牵引变压器微机保护硬件装置,设计了保护和测量算法。划分了硬件功能模块,并设计了部分硬件电路和软件系统各主要功能模块。宝兰客专某牵引变电所现场试验及调试结果证明,牵引变压器微机保护装置技术性能达到了设计标准和要求,为确保宝兰客专的全线安全正常运营奠定了良好基础。
周涛[9](2019)在《含多端柔性直流输电的交直流混联系统低频振荡研究》文中研究表明随着传统能源的短缺和人们对环境问题的重视,大规模可再生能源并网成为如今的研究热点。基于电压源型换流器的柔性直流输电技术(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC)具有功率独立调节、双向可控、可向无源网供电以及无换相失败等优点,已成为新能源并网的关键技术之一。多端柔性直流输电系统(voltage source converter based multi-terminal direct current system,VSC-MTDC)是在原有两端直流系统基础上发展而来的系统,由三个及三个以上的换流站组成。与原有的两端系统相比,具有更好的灵活性、经济性和可靠性,更适用于海上风电并网、孤岛送电和城市直流配电网等应用场景。随着多端、大容量和高电压等级的柔性直流系统的发展和并网,含VSC-MTDC的交直流混联系统的小干扰稳定问题日益突出。已有研究表明当柔性直流系统与弱交流系统互联并采用电流矢量控制(vector current control,VCC)时,锁相环(phase locked loop,PLL)的动态会引发整个系统的小扰动失稳。此外,VSC控制器之间的交互影响也会对系统的稳定不利。因此,研究多端柔性直流系统并网对系统低频振荡的影响分析和抑制,对于保障交直流系统的安全稳定运行具有重要意义。本文首先针对多端直流系统与传统两端直流系统的区别,即拓扑和连接方式的不同,对含多端柔性直流输电的交直流系统的潮流算法、机电暂态建模和线性化模型展开研究。其次将经典的阻尼转矩分析(damping torque analysis,DTA)理论进行扩展,推导了闭环阻尼转矩分析指标(damping torque index,DTI),并将其应用到柔性直流的附加阻尼控制器(VSC-HVDC supplementary damping controller,VSDC)领域,考虑了广域测量系统(wide-area measurement system,WAMS)特性对系统小干扰稳定性的影响,进行附加阻尼控制器的设计和低频振荡的抑制,并得到相关结论。论文完成的主要研究工作和成果如下:(1)研究了VSC换流站的稳态模型和多端直流系统模型,指出多端直流系统与两端系统最大的不同点在于,前者可能存在直流公共连接点(direct current point of common coupling,DC-PCC),并将其加入到潮流模型中。然后分析了MTDC不同的控制策略及原理,推导了多端直流系统的各种控制策略潮流计算模型的潮流方程。在此基础上提出了一种含VSC-MTDC的交直流系统潮流算法,可以求解不同直流拓扑和交直流连接方式的潮流问题。该算法能够兼顾统一迭代法的收敛性以及交替迭代法的效率性,其原理类似于交流潮流的PQ分解法,忽略交直流系统间的繁琐的耦合关系和不够准确的边界条件,不会造成误差扩大或陷入某个局部系统的迭代中,保证了其灵活性和算法的收敛性。对于区域电网通过VSC-MTDC进行互联、海上风电并网等情况,能够保证潮流算法的收敛性和效率性,不受交流系统强弱影响。(2)阐述了传统两端柔性直流系统的仿真模型,分析了该模型对于含DC-PCC的多端直流系统不再适用的原因。参照导纳阵的原理,推导出多端柔性直流系统的类导纳矩阵,在此基础上提出了求解直流线路电流和公共连接点电压的统一模型。该模型能够对DC-PCC的电压和直流线路电流进行统一更新,模型简单、清晰。且每个仿真周期的类导纳矩阵不会发生变化,没有额外计算量。阐述了多端柔性直流系统的线性化状态空间模型的组成,对多端直流线路、VSC换流站和交流系统交互阐述了详细机理并推导了其方程,实现了含多端柔性直流的交直流系统的线性化。基于此统一模型,实现了含DC-PCC的VSC-MTDC和整个交直流系统的机电暂态仿真,给出了多端直流系统和交直流混联系统仿真的详细流程。与传统的改进欧拉法不同,本文要求多端直流系统仿真需要迭代至收敛,能够减小局部截断误差、保证仿真精度。(3)目前阻尼转矩分析法计算DTI灵敏度指标,均取稳定器的放大倍数为零并且代入开环模态计算,本质上是系统中未加入阻尼控制器时的开环DTI。而系统的模态变化是一个非线性过程,开环模态显然不够准确。针对该问题,在原有DTI的基础上提出了闭环DTI的概念,使得分析更加精确。推导出了一个新的灵敏度指标,基于该灵敏度指标提出一种新的附加阻尼控制器参数的配置方法。该指标更加直观、物理意义更清晰,为运行方式变化时控制器参数的在线调整提供了新思路。接着将阻尼转矩分析理论推广到多端柔性直流输电领域,推导了柔性直流输电的DTI模型,并应用于柔性直流附加阻尼控制器的设计,包括安装位置、通道和输入信号选择及控制器参数整定。(4)广域测量系统的发展给解决大规模互联电网中区域间振荡提供了极大的帮助,但其中的时滞丢包特性也给系统的稳定运行造成了威胁。本文根据数学期望的概念将丢包加入到考虑时滞的采样数据模型中,得到了时滞丢包的统一数学模型。基于二阶Pade近似,推导了考虑时滞丢包特性的电力系统特征值计算模型,该模型可以分析时滞和丢包对系统机电振荡模态的具体影响。基于阻尼转矩分析法理论,推导了含时滞丢包的DTI模型,可以量化时滞和丢包对系统稳定的影响,并结合相位补偿法进行附加阻尼控制器设计。仿真结果显示,该方法在交流系统和含多端柔性直流的交直流系统中均能取得较好的抑制效果、能够提高系统的小干扰稳定性。
陈玉[10](2019)在《基于输电线路暂态分量的快速距离保护原理及应用》文中研究指明随着大规模新能源接入和超/特高压输电技术的应用,我国已经形成世界上规模最大、电压等级最高的交直流混联电网,交流系统单一故障引起连锁故障的风险大大增加,因此对交流系统的继电保护提出了更高的要求。大规模新能源接入的交直流混联电网中故障暂态特性复杂、工频相量难以准确提取、线性电路叠加原理存在失效的风险,导致稳态工频相量距离保护在电网新形势下性能劣化。提升距离保护在大规模新能源接入的交直流混联电网中的适应性是亟待解决的问题,基于输电线路暂态分量的保护原理是解决工频量保护难题的重要研究方向。本文在国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的资助下,主要围绕基于输电线路暂态分量的快速距离保护原理和应用开展研究。针对等传变快速距离保护算法存在的出口近区故障方向判别困难的问题,提出适用于传统交流线路和双馈风电场送出线的输电线路出口近区故障快速保护方法;针对基于暂态等值电路的虚拟数字CVT(Capacitor Voltage Transformer,CVT)设计方法需要根据CVT拓扑结构和参数进行定制化设计以及在线计算量大等不足,提出一种基于暂态特性拟合的虚拟数字CVT通用化设计方法,通过参数整定实现不同CVT的暂态特性拟合;进而形成了快速距离保护整体方案;研制了快速距离保护装置样机,通过实时动态仿真(Real Time Dynamic System,RTDS)闭环系统对提出的快速距离保护整体方案进行验证。针对等传变快速距离保护算法存在的出口近区故障方向判别困难的问题,提出一种基于暂态低频电气量的故障方向判别元件。利用系统等值阻抗上“记忆电压降落”和“实际电压降落”在正方向和反方向故障时变化趋势的差异确定故障方向。为避免故障方向判别元件超范围使用,提出一种线路出口近区故障快速识别元件。利用“整定电压降落”和“故障残压”在故障后一段时间内绝对值积分的大小实现线路出口近区故障的快速识别。通过出口近区故障快速识别元件和故障方向判别元件之间的配合,实现出口近区故障快速动作,完善了等传变快速距离保护方案。通过虚拟数字CVT传变环节和故障点电压重构算法,克服CVT暂态特性对出口故障快速识别的元件的影响;同时分析了系统等值阻抗变化对故障方向判别元件的影响,论证了提出的故障方向判别元件对系统等值阻抗变化不敏感、具有较强适应性。仿真分析表明,提出的快速距离保护方案提升了出口近区故障的动作速度,有效克服了CVT暂态特性的影响,提升了距离保护的性能。双馈风电场送出线出口近区故障方向判别是送出线距离保护亟需解决的问题。从双馈风电场等值暂态电势的演化规律出发,建立双馈风机瞬时值等效模型,分析对称性故障和不对称故障条件下转子磁链的变化规律,指出双馈风机暂态等值电势在故障后仅存在短时惯性。然后,提出一种利用双馈风电场等值暂态电势短时惯性的线路出口故障方向判别方法,实现线路出口近区故障方向的快速判别,通过与出口近区故障快速识别元件配合实现出口近区故障快速动作。在此基础上形成了双馈风电场送出线快速距离保护整体方案,该方案采用等传变快速距离保护算法应对送出线非出口故障,采用提出的出口近区故障快速保护方法实现出口近区故障的快速切除。仿真分析表明,提出的快速距离保护方案能实现出口近区故障的快速动作,在送出线内部故障时具有较快的动作速度。虚拟数字CVT环节作为等传变快速距离保护算法的关键环节之一,目前尚缺乏通用化设计方案,难以适应实际工程中CVT结构和参数的差异,是等传变快速距离保护工程实用化亟待解决的问题。本文提出一种基于暂态特性拟合的虚拟数字CVT通用化设计方法,利用级联无限冲击响应(Infinite Impulse Response,IIR)数字滤波器拟合真实CVT的传变特性,通过数字滤波器零极点优化配置和排列,来简化虚拟数字CVT的实现过程。从快速距离保护装置标准化设计的角度,提出的方法可通过参数整定实现不同CVT的暂态特性拟合。针对不同结构和参数的CVT,仅需重新设置级联数字滤波器的级数和对应数字滤波器的参数,有利于快速距离保护装置的工程推广应用。为验证提出的快速距离保护方案的性能,基于现有高压交流输电线路继电保护平台,研制了快速距离保护装置样机。在实验室搭建了RTDS闭环测试系统,在线路出口近区、线路内部设置不同类型的故障对快速距离保护装置进行全面测试。实验结果表明提出的基于暂态分量的快速距离保护方案动作速度快、可靠性高。发生线路出口近区正方向故障时,可在故障后5ms内快速动作;发生区内非出口金属性故障时,可在故障后15ms内快速动作;发生区外故障时,可靠不动作。最后对全文研究工作进行了总结,并对后续研究工作进行了展望。
二、电力系统交流采样参数的快速整定方法(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、电力系统交流采样参数的快速整定方法(论文提纲范文)
(1)柔性直流配电网线路保护研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 本文的研究思路与课题内容 |
2 柔性直流配电网特性研究 |
2.1 引言 |
2.2 柔性直流配电网模型建立 |
2.3 柔性直流配电网暂稳态特性分析 |
2.4 线路保护方案 |
2.5 本章小结 |
3 基于电流模量特征的直流配电线路纵联保护 |
3.1 引言 |
3.2 典型直流配电网测试模型及雷击模型 |
3.3 线路故障电流(电压)特征差异分析 |
3.4 线路纵联保护方案 |
3.5 仿真验证 |
3.6 本章小结 |
4 柔性直流配电网线路重合闸方案 |
4.1 引言 |
4.2 基于双端量线路重合闸新方案 |
4.3 基于单端量线路重合闸新方案 |
4.4 线路重合闸方案配合逻辑 |
4.5 本章小结 |
5 基于进出母线电流波形的分支线母线保护 |
5.1 引言 |
5.2 母线故障特性分析 |
5.3 线路故障电流特征差异分析 |
5.4 母线保护方案 |
5.5 仿真验证 |
5.6 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 论文工作总结 |
6.2 未来研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
附录1 |
附录2 |
附录3 |
攻读学位期间取得的研究成果 |
(2)基于混合控制理论的微电网多级控制系统方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景和意义 |
1.2 课题研究现状 |
1.2.1 第一阶段: 概念提出和论证阶段 |
1.2.2 第二阶段: 控制方法、体系、架构的研究、发展和成熟阶段 |
1.2.3 第三阶段关键技术:多微电网动态、互动、协调管理的形成阶段 |
1.3 课题主要研究内容 |
第2章 集中式微电网分层控制系统体系架构 |
2.1 引言 |
2.2 基础知识:分布式电源分析 |
2.2.1 常见电源介绍 |
2.2.2 基于PVPT技术的分布式光伏发电单元控制方法的改进 |
2.3 基础知识:分层控制体系基本原理介绍 |
2.3.1 第0层:内部输出控制级 |
2.3.2 第1层:一次控制级 |
2.3.3 第2层:二次控制级 |
2.3.4 第3层:能量管理与上层监督控制级 |
2.3.5 第4层:多微电网互动控制级 |
2.4 网络结构拓扑及分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 VSI节点分析 |
3.1 引言 |
3.2 VSI电路模型分析 |
3.3 不同延迟时间分析 |
3.4 不确定性分析 |
3.5 基于FOA算法的PI参数的整定和优化方法 |
3.6 本章小结 |
第4章 基于DMC的VSI节点控制方法研究 |
4.1 引言 |
4.2 微电网VSI节点状态空间模型构建 |
4.3 MPC方法在VSI中的应用 |
4.4 基于DMC控制理论的VS]控制系统设计 |
4.5 算例分析与验证 |
4.6 本章小结 |
第5章 VSIS控制网络协同控制方法及分析 |
5.1 引言 |
5.2 VSIS控制网络分析 |
5.2.1 VSIs控制网络极点分析 |
5.2.2 VSI节点间控制系统关联性分析 |
5.3 基于DMC控制理论的VSIS控制网络节点控制方法 |
5.3.1 VSIs控制网络状态空间模型构建 |
5.3.2 基于DMC控制理论的VSIs控制网络的协同控制方法 |
5.4 VSIS协同控制关键问题分析 |
5.5 算例仿真与分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 多微电网互联接口 |
6.1 引言 |
6.2 多微电网拓扑结构介绍 |
6.2.1 多微电网互动接口和分类 |
6.2.2 多微电网互动关键技术 |
6.3 多微电网互联关键接口技术 |
6.3.1 互联接口设备模型构建 |
6.3.2 互联接口设备控制方法和改进 |
6.3.3 互联接口与网内VSI节点协同控制分析 |
6.4 互联接口算例分析 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
攻读博士学位期间参加的科研工作 |
致谢 |
作者简介 |
(3)通用微机继电保护实验平台的研究与应用(论文提纲范文)
中文摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 微机继电保护国内外研究现状 |
1.2.1 微机继电保护装置研究现状 |
1.2.2 微机继电保护系统的基本结构和特点 |
1.2.3 微机继电保护运行的算法研究现状 |
1.2.4 微机继电保护实验系统研究现状 |
1.3 本文的研究内容 |
第2章 通用微机继电保护实验教学系统架构 |
2.1 系统结构 |
2.2 主要功能 |
2.3 硬件功能与设计 |
2.3.1 上位机 |
2.3.2 继电保护实验平台 |
2.3.3 电量发生器 |
2.4 本章小结 |
第3章 电量测试信号发生方法 |
3.1 技术指标与要求 |
3.1.1 交直流电流、电压源 |
3.1.2 定时范围与精度 |
3.1.3 开关输入输出量及其他要求 |
3.2 技术方案设计 |
3.3 电量跟踪算法 |
3.4 通信协议 |
3.4.1 帧格式 |
3.4.2 数据传输协议 |
3.4.3 应用层协议 |
3.5 本章小结 |
第4章 继电保护实验平台模块化设计 |
4.1 平台子模块 |
4.1.1 数字运算模块 |
4.1.2 电量采集与控制模块 |
4.2 电量采集与计量方法 |
4.2.1 交流采样方法 |
4.2.2 计量算法 |
4.3 本章小结 |
第5章 软硬件映射技术及应用实例 |
5.1 软硬件映射技术 |
5.2 实例平台 |
5.3 实例应用与操作 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
附录 A:原理图(处理器部分) |
附录 B:原理图(模拟采集部分) |
附录 C:原理图(接口部分) |
附录 D:原理图(网络通信部分) |
(4)基于主动注入的光伏直流并网系统故障识别与定位技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 故障发展机理研究现状 |
1.2.2 故障识别技术研究现状 |
1.2.3 故障区段定位技术研究现状 |
1.3 论文研究思路 |
1.4 论文主要工作 |
第2章 光伏直流并网系统故障分析 |
2.1 引言 |
2.2 光伏直流并网系统建模 |
2.2.1 光伏直流并网系统 |
2.2.2 隔离升压全桥变换器 |
2.2.3 全桥半桥混联MMC换流器 |
2.3 故障发展阶段及故障特性分析 |
2.3.1 早期故障阶段及特性分析 |
2.3.2 短路故障暂态阶段及特性分析 |
2.3.3 故障控制阶段 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于扰动注入控制的早期故障识别与定位 |
3.1 引言 |
3.2 基于EMD的扰动注入控制启动元件 |
3.2.1 经验模态分解 |
3.2.2 扰动注入启动判据设置原理 |
3.2.3 扰动注入启动判据 |
3.3 基于扰动注入控制的早期故障识别与定位原理 |
3.3.1 基于MMC换流器的扰动注入控制方法 |
3.3.2 基于扰动注入控制的早期故障识别与定位原理 |
3.3.3 早期故障识别与定位判据 |
3.3.4 早期故障识别流程 |
3.4 仿真验证 |
3.4.1 扰动注入启动判据仿真分析 |
3.4.2 扰动注入控制对系统影响仿真分析 |
3.4.3 早期故障识别与定位方法仿真分析 |
3.4.4 影响因素分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于模糊逻辑的短路故障识别 |
4.1 引言 |
4.2 基于模糊隶属度的辨识原理 |
4.2.1 正常运行模糊集的建立 |
4.2.2 模糊集隶属度函数建立 |
4.3 自适应判据研究 |
4.2.1 隶属度函数参数的自适应变化 |
4.2.2 自适应判据的建立 |
4.4 仿真验证 |
4.4.1 不同光照强度下的仿真分析 |
4.4.2 不同噪声情况下的仿真分析 |
4.4.3 不同过渡电阻情况下的仿真分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 基于故障注入控制的短路故障定位方法研究 |
5.1 引言 |
5.2 换流设备故障控制方法研究 |
5.2.1 基于DC/DC的特征信号注入原理 |
5.2.2 基于MMC的低频信号的注入原理 |
5.3 基于故障注入信号的故障定位原理 |
5.3.1 不同位置故障的方向特征 |
5.3.2 不同位置故障的低频特征响应 |
5.3.3 故障定位判据设计 |
5.3.4 故障定位流程 |
5.4 仿真验证 |
5.4.1 故障注入控制仿真分析 |
5.4.2 基于DC/DC注入的定位仿真分析 |
5.4.3 基于MMC注入的定位仿真分析 |
5.4.4 不同噪声影响下的定位元件动作性能分析 |
5.4.5 不同电阻影响下故障定位元件动作性能分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 论文工作结论 |
6.2 未来研究展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
攻读博士学位期间参加的科研工作 |
致谢 |
作者简介 |
(5)含高比例分布式光伏的柔性直流配电系统保护研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 故障特性研究现状 |
1.2.2 保护原理研究现状 |
1.2.3 故障定位方法研究现状 |
1.3 论文研究思路与主要工作 |
1.3.1 论文研究思路 |
1.3.2 论文主要工作 |
第2章 多端直流配电系统故障分析 |
2.1 引言 |
2.2 多端柔性直流配电系统模型 |
2.2.1 AC/DC换流器拓扑及工作原理 |
2.2.2 DC/DC换流器拓扑及工作原理 |
2.3 故障过程解析 |
2.3.1 CDSM-MMC故障特性分析 |
2.3.2 DCT故障特性分析 |
2.4 故障电流波形特征分析 |
2.4.1 基于曲率原理的暂态波形分析 |
2.4.2 基于极性变化的暂态波形分析 |
2.5 保护需求分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 基于电流波形曲率变化的单端量保护 |
3.1 引言 |
3.2 电流波形弯曲特征 |
3.3 保护方法 |
3.3.1 启动元件 |
3.3.2 保护整定 |
3.3.3 保护方法流程 |
3.4 实验验证及仿真分析 |
3.4.1 物理实验平台验证与分析 |
3.4.2 仿真验证与分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 基于电流波形极性变化的双端量保护 |
4.1 引言 |
4.2 保护方法 |
4.2.1 启动元件 |
4.2.2 保护判据构造 |
4.2.3 保护方法流程 |
4.3 影响因素分析 |
4.3.1 线路分布电容 |
4.3.2 负荷电流与过渡电阻 |
4.3.3 测量与通信 |
4.4 实验验证与分析 |
4.5 仿真验证与分析 |
4.5.1 典型工况保护行为分析 |
4.5.2 保护算法性能分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 基于控保协同的故障定位方法 |
5.1 引言 |
5.2 基于控保协同的故障定位方法 |
5.2.1 变换器DC/DC注入特征分析 |
5.2.2 基于换流器谐波注入的故障定位方法 |
5.3 故障定位流程及实现 |
5.4 影响因素分析 |
5.5 实验验证及仿真分析 |
5.5.1 物理实验平台验证与分析 |
5.5.2 仿真验证与分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 多端柔性直流配电系统快速恢复方法 |
6.1 引言 |
6.2 改进开关电容接入的DC/DC变压器工作原理 |
6.3 改进DC/AC直流电压稳定控制策略 |
6.3.1 直流电压波动机理分析 |
6.3.2 波动量引入的直流电压稳定控制 |
6.4 仿真验证与分析 |
6.4.1 改进开关电容接入的DC/DC变压器仿真验证 |
6.4.2 快速恢复方法仿真验证 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 论文研究结论 |
7.2 未来研究展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文 |
攻读博士学位期间参加的科研工作 |
致谢 |
作者简介 |
(6)风电场不确定性弱馈源相互作用机理与继电保护的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 不确定弱馈源与同步机电源的差异 |
1.1.2 不确定弱馈源接入电网方式及保护配置 |
1.2 风电场不确定性弱馈源特性的研究现状 |
1.2.1 研究弱馈源特性的技术难点 |
1.2.2 双馈型弱馈源特性的研究现状 |
1.2.3 双馈型弱馈源机群外特性的研究现状 |
1.3 风电接入电网对继电保护的影响及研究进展 |
1.3.1 风电并网后继电保护的技术难点 |
1.3.2 风电并网后继电保护的研究现状 |
1.4 本文的主要内容与结构安排 |
第二章 双馈型弱馈源故障穿越要求及故障特性研究 |
2.1 双馈型弱馈源的故障穿越要求 |
2.2 双馈型弱馈源的正常运行控制策略 |
2.3 双馈型弱馈源的故障穿越及故障特性 |
2.3.1 投撬棒保护时弱馈源的故障特征 |
2.3.2 变流器控制时弱馈源的故障特征 |
2.3.3 非工频激励下的弱馈源的响应特性 |
2.4 双馈型弱馈源的特点及等值电路 |
2.4.1 双馈型弱馈源的特点 |
2.4.2 双馈型弱馈源的等值方法 |
2.5 本章小结 |
第三章 风电场不确定性弱馈源阻抗的规律性研究 |
3.1 傅里叶变换对故障信号的提取 |
3.1.1 傅里叶变换基本理论 |
3.1.2 傅里叶变换对非平稳信号的提取 |
3.2 故障期间弱馈源的虚拟阻抗及其影响因素 |
3.2.1 弱馈源的内阻抗的特性分析 |
3.2.2 弱馈源的虚拟阻抗的定义 |
3.2.3 弱馈源的虚拟阻抗的特性分析 |
3.3 弱馈源的虚拟阻抗特性对继电保护的影响 |
3.3.1 故障分量方向元件原理 |
3.3.2 虚拟阻抗特性对常用方向元件的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 弱馈源相互作用时风电场频率规律性的研究 |
4.1 电网故障时的双馈型弱馈源的频率响应机理 |
4.1.1 投撬棒保护时弱馈源的频率响应机理 |
4.1.2 变流器控制时弱馈源的频率响应机理 |
4.2 含双馈型弱馈源系统相互作用下的频率分布特征 |
4.2.1 同步旋转坐标下统一的阻抗表示法 |
4.2.2 双馈型弱馈源与电网交互系统的等效模型 |
4.2.3 双馈型弱馈源并网系统的多频率响应机理 |
4.3 本章小结 |
第五章 基于故障特征的充分式保护思想在含风电电网中的应用 |
5.1 充分式保护策略的提出 |
5.2 充分式保护策略的特点 |
5.2.1 充分性 |
5.2.2 优选性 |
5.2.3 准异步性 |
5.2.4 离散反时限性 |
5.2.5 自适应性 |
5.2.6 选择性与可靠性 |
5.3 充分式保护在含风电电网中的应用 |
5.3.1 充分式保护在含风电电网中应用的可行性 |
5.3.2 充分式保护在集电线路保护的应用 |
5.3.3 充分式保护在故障方向判别的应用 |
5.3.4 充分式保护在差动保护中的应用 |
5.4 本章小结 |
第六章 基于熔断器特性曲线的充分式反时限保护方案 |
6.1 风电场弱馈源特性对阶段式电流保护影响分析 |
6.1.1 风电场阶段式电流保护的整定原则 |
6.1.2 弱馈源特性带给阶段式电流保护的问题 |
6.2 基于熔断器动作曲线的充分式反时限电流保护方案 |
6.2.1 充分式条件——熔断器保护的动作曲线 |
6.2.2 充分式反时限电流保护整定原则 |
6.2.3 充分式反时限保护的性能分析 |
6.3 计及熔断曲线差异性的充分式反时限保护的实现方案 |
6.3.1 熔断器动作特性曲线的统一描述方法 |
6.3.2 基于熔断器综合动作特性的充分式反时限保护整定方法 |
6.3.3 充分式反时限保护的数字化实现方法 |
6.3.4 熔断器差异时充分式反时限保护的流程图 |
6.4 本章小结 |
第七章 基于多重分形优选制的风电场故障方向判断方法 |
7.1 分形理论介绍 |
7.1.1 分形的定义 |
7.1.2 分形维度的测定 |
7.1.3 多重分形的原理 |
7.2 基于多重分形谱的充分式故障特征分析 |
7.3 基于多重分形谱优选制的风电场故障方向判别方法 |
7.3.1 基于弱馈特性的故障方向判别新方法 |
7.3.2 基于暂态极性特征的故障方向判别新方法 |
7.3.3 基于灰色关联的故障方向判别新方法 |
7.3.4 优选制故障方向判别实施方案 |
7.4 本章小结 |
第八章 准异步机制下的高灵敏性充分式差动保护方案 |
8.1 含风电配网中的充分式故障特征 |
8.1.1 充分式故障特征——短路电流幅值特征 |
8.1.2 充分式故障特征——短路电流的频率特征 |
8.2 传统差动保护判据面临的问题 |
8.3 准异步机制下的高灵敏性充分式差动保护方案 |
8.3.1 含风电配网故障后两侧电流差异性分析 |
8.3.2 基于幅值差异的自适应制动区差动保护方案 |
8.3.3 准异步机制下的高灵敏性差动保护的构造方案 |
8.3.4 充分式差动保护判据及性能分析 |
8.3.5 充分式差动保护的动作逻辑与实施方案 |
8.4 本章小结 |
第九章 仿真与分析 |
9.1 仿真模型 |
9.2 弱馈源故障电流的仿真分析 |
9.3 弱馈源虚拟阻抗特性及对方向元件的影响仿真分析 |
9.3.1 投入撬棒保护时的弱馈源的虚拟阻抗特性 |
9.3.2 变流器控制时的弱馈源的虚拟阻抗特性 |
9.3.3 弱馈源的虚拟阻抗特性对传统方向元件影响分析 |
9.4 弱馈源并网系统频率特性及频率分布特征分析 |
9.4.1 外部故障时弱馈源进入低电压穿越模式后的频率输出特性 |
9.4.2 外部扰动时弱馈源并网系统频率分布特征 |
9.5 集电线路充分式反时限保护仿真分析 |
9.5.1 集电线路充分式反时限保护与下游熔断器的配合 |
9.5.2 集电线路保护之间的配合 |
9.5.3 集电线路充分式反时限保护的速动性分析 |
9.6 集电线路故障方向判断方法及优选性能仿真分析 |
9.6.1 基于弱馈特性的故障方向判断方法仿真 |
9.6.2 基于暂态极性特性的故障方向判断方法仿真分析 |
9.6.3 基于灰色关联的故障方向判别方法的仿真分析 |
9.6.4 故障分量电压多重分形谱仿真分析 |
9.7 充分式差动保护的仿真分析 |
9.7.1 区内故障位置的影响 |
9.7.2 耐过渡电阻能力 |
9.7.3 抗同步误差能力 |
9.7.4 区外故障的安全性 |
9.8 本章小结 |
第十章 结论与展望 |
10.1 创新性工作小结 |
10.2 下一步研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
发表论文及参与科研项目情况 |
(7)应对保护用外部设备极端异常工况的电网应急保护判据及方案研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 应对保护用外设异常工况的电网保护技术研究现状 |
1.2.1 对时设备异常应对策略研究现状 |
1.2.2 CT异常工况应对策略研究现状 |
1.2.3 电气量传输通道/网络异常应对策略研究现状 |
1.2.4 二次直流电源丢失应对策略研究现状 |
1.3 电网保护在提升对外设工况异常适应性方面面临的技术挑战 |
1.4 本文的研究路线 |
1.5 本文的主要工作及章节安排 |
2 应对对时设备异常的补充式线路纵联保护新判据 |
2.1 引言 |
2.2 相空间基本原理及参数确定 |
2.2.1 相空间基本原理 |
2.2.2 相空间参数选取方案 |
2.3 故障分量瞬时功率的相空间轨迹分布特征 |
2.3.1 外部故障时相空间轨迹分布特征 |
2.3.2 内部故障时相空间轨迹分布特征 |
2.4 基于相空间轨迹识别的线路纵联保护新判据 |
2.4.1 保护判据的设计 |
2.4.2 线路电容电流及补偿装置对新判据影响 |
2.4.3 同步对时误差对所提判据的影响 |
2.5 仿真验证 |
2.5.1 正常运行及区外故障时新判据动作安全性验证 |
2.5.2 区内故障时保护新判据性能验证 |
2.5.3 新判据抗同步对时误差能力验证 |
2.5.4 新判据适应无功补偿装置能力验证 |
2.5.5 新判据适应其他系统结构的能力验证 |
2.6 本章小结 |
3 应对CT断线工况的输电线路高可靠性应急保护方案研究 |
3.1 引言 |
3.2 基于多判据冗余的输电线路高可靠性应急保护方案 |
3.2.1 高可靠性应急保护方案的基本理念 |
3.2.2 高可靠性应急保护方案的设计 |
3.3 高可靠性应急保护方案的性能分析 |
3.3.1 高可靠性应急保护方案的误动概率分析 |
3.3.2 高可靠性应急保护方案的拒动概率分析 |
3.3.3 高可靠性应急保护方案门槛值的整定 |
3.3.4 高可靠性应急保护方案的可行性分析 |
3.4 仿真验证 |
3.4.1 应急工况二的情形下区外故障 |
3.4.2 应急工况二的情形下区内故障 |
3.4.3 应急工况下再次发生CT断线及区内故障 |
3.4.4 应急工况二的情形下互感器受扰 |
3.4.5 应急工况二的情形下发生区内故障伴随CT饱和 |
3.4.6 应急工况二的情形下发生区外故障伴随CT饱和 |
3.5 本章小结 |
4 应对纵联通道异常的配电线路就地—远方双重化应急保护方案研究 |
4.1 引言 |
4.2 基于多判据冗余的配电线路高可靠保护方案 |
4.2.1 高可靠远方保护基本原理 |
4.2.2 远方保护的误动/拒动概率分析 |
4.2.3 远方保护的门槛值整定 |
4.2.4 就地-远方保护综合配合方案误动/拒动概率分析 |
4.3 基于多判据冗余的配电线路就地-远方双重化应急保护实现方案 |
4.3.1 基于智能断路器的保护跳闸逻辑 |
4.3.2 就地-远方保护最优跳闸配合方案 |
4.4 仿真验证 |
4.4.1 区内故障 |
4.4.2 区外故障 |
4.4.3 互感器受扰 |
4.4.4 区内故障伴随CT饱和 |
4.4.5 CT断线 |
4.5 本章小结 |
5 应对全站采样信息缺失的智能变电站应急保护判据及方案研究 |
5.1 引言 |
5.2 全站信息缺失场景的应急保护解决思路 |
5.3 应对全站采样信息缺失的应急保护策略 |
5.3.1 故障区域的大致界定 |
5.3.2 故障区域最小化隔离 |
5.4 特殊运行工况下的应急保护判据 |
5.5 仿真验证 |
5.5.1 应急保护系统启动判据的仿真验证 |
5.5.2 应急保护测量判据的仿真验证 |
5.5.3 应急保护系统实施方案 |
5.6 本章小结 |
6 应对直流电源丢失的变电站二次系统性能提升方案及应急保护新判据研究 |
6.1 引言 |
6.2 有效解决直流电源丢失问题的二次系统性能提升方案 |
6.2.1 应急工况五的典型场景及解决思路 |
6.2.2 基于集中测控装置的二次系统性能提升方案 |
6.2.3 基于远跳装置的二次系统性能提升方案 |
6.3 应对应急工况五的应急保护系统 |
6.4 不依赖数据同步及数据完整性的补偿电压模量比较新判据 |
6.4.1 区内外故障时补偿电压模量的不同分布规律 |
6.4.2 补偿电压模量比较判据 |
6.5 仿真验证 |
6.6 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录A 攻读博士学位期间发表学术论文及专利目录 |
附录B 攻读博士学位期间参与的课题研究情况 |
(8)高铁牵引变压器微机保护装置的研究及整定(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 牵引变压器运行中的主要故障 |
1.1.2 牵引变压器常用保护措施 |
1.2 牵引变压器保护的研究现状和发展趋势 |
1.2.1 牵引变压器保护的历史及现状 |
1.2.2 国内外变压器主保护技术的发展趋势 |
1.3 国内牵引变压器主保护装置现状与发展 |
1.3.1 常见牵引变压器主保护装置分类及特点 |
1.3.2 变压器微机保护装置的特点及发展 |
1.4 本文完成的主要工作 |
2 高铁牵引变压器主保护原理及数据处理算法 |
2.1 高铁牵引供电系统的典型技术特点 |
2.1.1 自耦变压器(AT)供电方式 |
2.1.2 宝兰客专牵引变电所主接线 |
2.1.3 牵引变压器保护配置要求 |
2.2 牵引变压器保护方式及特点 |
2.2.1 牵引变压器差动保护原理及特点分析 |
2.2.2 保护装置中主保护的起动判据 |
2.3 微机保护装置的信号采样及处理算法 |
2.3.1 模拟量采样方法 |
2.3.2 基本电参量的处理算法 |
2.3.3 消除信号非同步采样误差的算法 |
2.3.4 短路故障的处理算法 |
2.4 本章小结 |
3 保护装置的硬件设计 |
3.1 牵引变压器主保护完成的功能 |
3.1.1 装置基本功能 |
3.1.2 设计参数要求 |
3.2 保护装置硬件的总体方案选定 |
3.2.1 数字信号处理器(DSP) |
3.2.2 中央控制模块结构 |
3.2.3 89C55单片机模块 |
3.3 主要模块设计 |
3.3.1 电源系统 |
3.3.2 模拟量输入及调理电路 |
3.3.3 保护算法起动检测电路 |
3.3.4 开关量输入输出回路 |
3.3.5 看门狗复位电路 |
3.4 抗干扰措施 |
3.4.1 干扰和干扰源 |
3.4.2 接地与屏蔽 |
3.4.3 滤波、退耦与旁路 |
3.4.4 电源系统抗干扰措施 |
3.5 本章小结 |
4 保护装置的软件系统 |
4.1 保护装置软件的总体结构 |
4.2 部分模块子程序设计 |
4.2.1 A/D转换驱动程序设计 |
4.2.2 测量算法模块 |
4.2.3 保护判断子程序 |
4.3 软件抗干扰措施 |
4.4 抗干扰能力试验 |
4.5 本章小结 |
5 牵引变压器保护配置及现场试验 |
5.1 保护配置及整定 |
5.1.1 主变保护配置 |
5.1.2 主变后备保护配置 |
5.1.3 保护配置及整定计算结果 |
5.1.4 非电量保护 |
5.2 牵引变压器现场试验 |
5.3 保护装置的现场检验 |
5.3.1 通电前检验 |
5.3.2 通电检查 |
5.3.3 传动试验 |
5.3.4 绝缘性能检查 |
5.4 差动保护性能检验 |
5.4.1 差动速断保护 |
5.4.2 比率差动保护 |
5.5 运行结果分析 |
5.6 本章小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(9)含多端柔性直流输电的交直流混联系统低频振荡研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 含多端柔性直流的交直流系统低频振荡研究综述 |
1.2.1 多端柔性直流系统的小信号建模 |
1.2.2 动态交互过程及影响机理分析 |
1.3 多端柔性直流系统附加阻尼控制器设计 |
1.3.1 附加功率控制器设计 |
1.3.2 附加频率控制器设计 |
1.4 论文主要内容及结构 |
第二章 多端柔性直流系统的稳态模型与潮流算法 |
2.1 引言 |
2.2 多端柔性直流系统的稳态模型 |
2.2.1 VSC稳态模型 |
2.2.2 多端直流网络模型 |
2.2.3 MTDC控制方式 |
2.3 含VSC-MTDC的交直流混联系统潮流算法 |
2.3.1 直流修正方程和雅克比矩阵 |
2.3.2 初值和边界条件计算 |
2.3.3 含VSC-MTDC的交直流潮流算法流程 |
2.4 算例分析 |
2.4.1 算例1 |
2.4.2 算例2 |
2.4.3 与传统交直流潮流算法的对比 |
2.5 本章小结 |
第三章 多端柔性直流系统的机电暂态建模与线性化 |
3.1 引言 |
3.2 含直流公共连接点的多端柔性直流系统仿真与线性化 |
3.2.1 机电暂态建模与仿真 |
3.2.2 线性化状态空间模型 |
3.3 含直流公共连接点的交直流系统机电暂态仿真 |
3.3.1 多端柔性直流系统仿真 |
3.3.2 交直流混联系统仿真 |
3.4 算例分析 |
3.4.1 算例1 |
3.4.2 算例2 |
3.4.3 算例3 |
3.5 本章小结 |
第四章 多端柔性直流附加阻尼控制器的阻尼转矩分析及设计 |
4.1 引言 |
4.2 闭环阻尼转矩分析法及其指标 |
4.2.1 电力系统线性化模型 |
4.2.2 闭环DTI模型 |
4.3 基于闭环DTI的新灵敏度指标及其应用 |
4.3.1 基于闭环DTI的新灵敏度指标 |
4.3.2 基于新灵敏度的附加阻尼控制器参数配置方法 |
4.3.3 基于新灵敏度的场景变化情况下控制器参数在线调整方法 |
4.4 多端柔性直流系统的附加阻尼控制及其阻尼转矩分析 |
4.4.1 多端柔性直流系统的附加阻尼控制器及其线性化模型 |
4.4.2 多端柔性直流附加阻尼控制的阻尼转矩分析 |
4.5 基于阻尼转矩分析法的多端柔性直流附加阻尼控制器设计 |
4.6 算例分析 |
4.6.1 闭环DTI的验证 |
4.6.2 基于新灵敏度的控制器参数配置 |
4.6.3 基于新灵敏度的控制器参数在线调整 |
4.6.4 大电网算例仿真验证 |
4.6.5 柔性直流附加阻尼控制器设计 |
4.6.6 多端柔性直流附加阻尼控制器设计 |
4.7 本章小结 |
第五章 考虑广域测量系统特性的多端柔性直流附加阻尼控制器优化设计 |
5.1 引言 |
5.2 含广域测量系统的电力系统模型 |
5.3 含时滞丢包特性的采样数据统一建模 |
5.3.1 输入信号的数学模型 |
5.3.2 时滞丢包的统一数学模型 |
5.4 考虑广域测量系统特性的交直流系统特征值计算 |
5.4.1 Pade近似 |
5.4.2 考虑时滞丢包的特征值计算模型 |
5.5 考虑广域测量系统特性的阻尼转矩分析法 |
5.6 算例分析 |
5.6.1 时滞对低频振荡影响分析 |
5.6.2 丢包对低频振荡影响分析 |
5.6.3 不同丢包模型的仿真验证 |
5.6.4 大电网算例仿真验证 |
5.6.5 信号选择和参数整定 |
5.6.6 系统时滞稳定裕度计算 |
5.6.7 考虑广域测量系统特性的VSDC设计 |
5.7 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 论文创新点与结论 |
6.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
(10)基于输电线路暂态分量的快速距离保护原理及应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景与意义 |
1.2 交流输电线路纵联保护研究现状 |
1.3 交流输电线路距离保护的研究现状 |
1.4 距离保护面临的若干问题 |
1.5 论文主要研究内容与章节安排 |
2 交流输电线路快速距离保护方案 |
2.1 引言 |
2.2 线路出口故障方向快速判别原理 |
2.3 线路出口近区故障快速识别原理 |
2.4 快速距离保护整体方案 |
2.5 仿真验证 |
2.6 本章小结 |
3 双馈风电场送出线快速距离保护方案 |
3.1 引言 |
3.2 双馈型电源暂态电势演化规律 |
3.3 双馈风电场送出线快速距离保护方案 |
3.4 仿真验证 |
3.5 本章小结 |
4 CVT暂态特性拟合方法及应用 |
4.1 引言 |
4.2 CVT暂态特性拟合方法 |
4.3 基于CVT暂态特性拟合的快速距离保护 |
4.4 仿真验证 |
4.5 本章小结 |
5 快速距离保护装置研制及实验测试 |
5.1 引言 |
5.2 快速距离保护装置总体设计方案 |
5.3 RTDS闭环测试 |
5.4 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 后续研究工作展望 |
7 致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读博士学位期间主要学术成果情况 |
附录2 攻读博士学位期间参与的课题研究情况 |
附录3 误差阻抗系数的影响分析 |
四、电力系统交流采样参数的快速整定方法(论文参考文献)
- [1]柔性直流配电网线路保护研究[D]. 李再男. 西安理工大学, 2021
- [2]基于混合控制理论的微电网多级控制系统方法研究[D]. 董润楠. 华北电力大学(北京), 2020(06)
- [3]通用微机继电保护实验平台的研究与应用[D]. 霍利敏. 天津职业技术师范大学, 2020(07)
- [4]基于主动注入的光伏直流并网系统故障识别与定位技术研究[D]. 朱瑞. 华北电力大学(北京), 2020
- [5]含高比例分布式光伏的柔性直流配电系统保护研究[D]. 王聪博. 华北电力大学(北京), 2020
- [6]风电场不确定性弱馈源相互作用机理与继电保护的研究[D]. 靳维. 东南大学, 2020(01)
- [7]应对保护用外部设备极端异常工况的电网应急保护判据及方案研究[D]. 金能. 华中科技大学, 2020
- [8]高铁牵引变压器微机保护装置的研究及整定[D]. 杨铁雷. 兰州交通大学, 2019(01)
- [9]含多端柔性直流输电的交直流混联系统低频振荡研究[D]. 周涛. 东南大学, 2019
- [10]基于输电线路暂态分量的快速距离保护原理及应用[D]. 陈玉. 华中科技大学, 2019(03)