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配电网高阻故障灵敏感知与精确定位关键技术及应用

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中国科技成果 2024年第4期25卷 60-61页

作者：陈艳霞喻锟及洪泉刘红文许琬昱郭琳云刘丰毕岚溪卓超谢李为蒋戆曾举鹏王沾孙勇卫无长沙理工大学国网北京市电力公司云南电网有限责任公司电力科学研究院国网河南省电力公司电力科学研究院长沙精科电力技术有限公司威胜能源技术股份有限公司西安兴汇电力科技有限公司

配电网运行环境复杂多变,深入人流密集区域,易发生树触线或断线事故,进而造成接地故障。故障初始电阻通常高达数十千欧,故障特征量变化微弱,故障难以准确辨识,导致故障长期存在,并进一步发展造成人身触电、火灾等恶性事故,对人民生命和... 详细信息

配电网运行环境复杂多变,深入人流密集区域,易发生树触线或断线事故,进而造成接地故障。故障初始电阻通常高达数十千欧,故障特征量变化微弱,故障难以准确辨识,导致故障长期存在,并进一步发展造成人身触电、火灾等恶性事故,对人民生命和财产安全构成严重威胁。配电网结构复杂、分支线路众多,故障点查找尤为困难,存在配电网故障无法灵敏感知与精确定位的难题。传统配电网故障识别方法在故障信号微弱时,易出现漏判、误判等情况.

关键词：分支线路故障特征量接地故障高阻故障人身触电恶性事故断线事故配电网结构

基于复杂网络与运行因素的电网薄弱点辨识方法

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电力系统保护与控制 2022年第4期50卷 83-91页

作者：谢李为李勇罗隆福曾祥君曹一家湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114

针对电网薄弱点辨识方法中存在未计及节点局部和整体特性、节点间功率传输的相互影响和对节点电压约束考虑不足的问题,提出一种基于复杂网络与运行因素的薄弱点辨识方法。通过考虑电力系统的拓扑、线路参数、潮流特性和运行参数等因素,... 详细信息

针对电网薄弱点辨识方法中存在未计及节点局部和整体特性、节点间功率传输的相互影响和对节点电压约束考虑不足的问题,提出一种基于复杂网络与运行因素的薄弱点辨识方法。通过考虑电力系统的拓扑、线路参数、潮流特性和运行参数等因素,建立了基于拉普拉斯矩阵谱半径的节点重要度指标、节点介数指标和电压越限指标。然后,采用组合赋权法对复杂网络指标和运行指标进行权重分配,得到辨识电网薄弱点的组合指标。最后,利用IEEE30和IEEE118节点系统验证所提方法的可行性和合理性。结果表明该方法辨识结果比现有方法更准确、合理,对电力系统的影响更大。

关键词：薄弱点辨识复杂网络谱半径节点介数电压越限

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考虑预设偏移值的多分支配电网故障定位方法

电力自动化设备 2023年第6期43卷 78-85页

作者：谢李为李勇罗隆福曾祥君喻锟侯亮曹一家湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114 长园深瑞继保自动化有限公司广东深圳518057

为减少线路参数不确定性对配电网线路故障定位结果的影响,提出一种考虑预设偏移值的多分支配电网故障定位方法。通过分析配电网线路中故障行波的传输特性,考虑预设故障点与真实故障点位置关系,定义线路端点的预设偏移值,建立了以预设故... 详细信息

为减少线路参数不确定性对配电网线路故障定位结果的影响,提出一种考虑预设偏移值的多分支配电网故障定位方法。通过分析配电网线路中故障行波的传输特性,考虑预设故障点与真实故障点位置关系,定义线路端点的预设偏移值,建立了以预设故障点与行波波速为变量,总预设偏移值最小为目标的优化模型。利用灰狼优化算法下最小预设偏移值的求解原理,提出了预设故障位置与行波波速的选择方法,减少行波波速不确定性对配电网故障定位的影响,实现精确的故障定位。仿真结果表明,所提方法能够有效辨识故障支路和精确定位故障点,定位结果不易受线路参数不确定性的影响,有效提高了配电网故障定位的精度。

关键词：配电网故障定位行波法预设偏移值灰狼优化算法

基于距离矩阵与分支系数的配电网故障定位方法

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中国电机工程学报 2020年第7期40卷 2180-2191页

作者：谢李为李勇罗隆福陈春曹一家湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082

针对现有配电网故障定位算法存在实现复杂、经济性差等方面的不足,提出一种基于距离矩阵与分支系数的配电网故障定位方法。通过分析配电网的拓扑和故障行波的传输路径,定义配电网的有效支路和参考节点,计算故障发生前后的固有距离矩阵... 详细信息

针对现有配电网故障定位算法存在实现复杂、经济性差等方面的不足,提出一种基于距离矩阵与分支系数的配电网故障定位方法。通过分析配电网的拓扑和故障行波的传输路径,定义配电网的有效支路和参考节点,计算故障发生前后的固有距离矩阵和故障距离矩阵差值,建立故障分支判定矩阵,得到相应的故障分支判定原理与定位方法。考虑配电网运行经济性,在行波采集装置最优配置的原则下,构建分支系数函数W实现非有效支路故障的准确判定,并通过改进的行波定位方法定位故障点。仿真结果表明,相比于现有配电网故障行波定位方法,所提方法简单易行,在配置有限数量的行波采集装置时仍能准确判定故障支路,实现故障点的精确定位,且定位结果不受故障类型和过渡电阻的影响,有助于提高现有行波定位方法的经济性,促进行波定位方法在配电网的工程应用。

关键词：配电网行波故障定位距离矩阵分支系数

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基于极点对称分解的多分支线路故障定位方法

中国电机工程学报 2021年第21期41卷 7326-7338页

作者：谢李为李勇罗隆福曾祥君曹一家湖南大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410082 长沙理工大学电气与信息工程学院湖南省长沙市410114

针对多分支行波定位结果受行波波头标定精度和线路参数变化的影响,该文提出一种基于极点对称分解的多分支故障定位方法。为解决现有时频分析的行波波头标定方法存在分解尺度或模态混叠等问题,通过分析故障行波信号中的频率特性,利用极... 详细信息

针对多分支行波定位结果受行波波头标定精度和线路参数变化的影响,该文提出一种基于极点对称分解的多分支故障定位方法。为解决现有时频分析的行波波头标定方法存在分解尺度或模态混叠等问题,通过分析故障行波信号中的频率特性,利用极点对称分解算法(extreme-point symmetric mode decomposition,ESMD)对故障行波信号进行分解,滤除故障信号中的低频分量,然后利用Teager能量算子对分解后的信号进行差分运算,增强行波波头的突变特征,实现故障行波波头的精确标定。考虑到行波波速受线路参数的影响,基于故障行波传输路径,建立故障点反射行波辨识规则,提出一种减少线路参数影响的故障定位算法。进一步分析多分支线路各端到故障点的距离与线路支路长度的数值关系,定义系统端点元素值Q,提出相应的故障位置判定依据,实现故障点的准确定位。仿真结果表明,所提方法能够有效标定故障行波波头和准确辨识故障点反射行波。与现有方法相比,具有更好的检测效果和更小的定位误差,且受装置间时钟同步误差的影响较小,有效提高了多分支线路定位精度。

关键词：故障定位反射行波多分支线路极点对称分解

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一种城市配电网自适应全线电流保护方法

电力系统保护与控制 2023年第5期51卷 154-163页

作者：曾嵘李勇谢李为曹一家胡斯佳侯亮赵龙湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 长园深瑞继保自动化有限公司广东深圳518057

针对现有电流速断保护无法保护线路全长且可能失去保护范围的问题,提出一种双层判据的自适应全线电流保护方法。该保护方法先通过第一层判据中可自适应调整的低整定值,实现不受系统运行方式与故障类型影响的全线故障监测,再利用第二层... 详细信息

针对现有电流速断保护无法保护线路全长且可能失去保护范围的问题,提出一种双层判据的自适应全线电流保护方法。该保护方法先通过第一层判据中可自适应调整的低整定值,实现不受系统运行方式与故障类型影响的全线故障监测,再利用第二层判据实现线路故障区段定位,确保保护正确动作。考虑到电流保护难以准确辨识高阻接地故障,通过分析系统零序网络,提出一种基于复合功率的高阻接地故障辨识方法。仿真结果表明,所提保护方法不受系统负荷变化及故障类型影响,可有效提升配电网线路保护范围及高阻接地故障辨识能力,保障保护动作的可靠性及灵敏性。

关键词：城市配电网电流保护自适应保护高阻接地故障

基于相电压差值极性的配电网单相接地故障检测方法

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电力系统保护与控制 2023年第15期51卷 155-165页

作者：刘丰曾祥君谢李为喻锟唐欣王有鹏邓清波长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410114

针对现有配电网自动化设备和方法难以快速准确检测线路单相接地故障的问题,提出一种基于相电压差值极性的配电网单相接地故障检测方法。通过分析配电网线路单相接地故障时的电压幅值特征,考虑中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系... 详细信息

针对现有配电网自动化设备和方法难以快速准确检测线路单相接地故障的问题,提出一种基于相电压差值极性的配电网单相接地故障检测方法。通过分析配电网线路单相接地故障时的电压幅值特征,考虑中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统的区别,揭示线路单相接地故障时故障相与非故障相的电压幅值关系。利用故障相与非故障相的电压幅值特性,定义线路的电压差值极性系数Q,建立相应的单相接地故障检测判据,实现线路单相接地故障的快速检测。仿真结果表明,所提方法能够有效检测线路单相接地故障,检测结果不受中性点接地方式、负荷波动和故障角度的影响,具有较好的抗高阻故障能力。现场试验表明,所提方法可在3 ms内检测线路是否发生单相接地故障,可有效检测2.5 kΩ过渡电阻的单相接地故障,具有较好的工程适用性。

关键词：配电网单相接地故障故障检测电压差值极性

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基于节点电压差值的配电网故障定位方法

电力系统保护与控制 2023年第6期51卷 106-116页

针对基于微型同步相量量测(μPMU)的配电网故障定位方法存在经济性与定位精度有待提高的问题,提出了一种基于节点电压差值的配电网故障定位方法。通过分析配电网节点电压的故障特性,定义了节点电压计算值与量测值的差值指标W。然后,利... 详细信息

针对基于微型同步相量量测(μPMU)的配电网故障定位方法存在经济性与定位精度有待提高的问题,提出了一种基于节点电压差值的配电网故障定位方法。通过分析配电网节点电压的故障特性,定义了节点电压计算值与量测值的差值指标W。然后,利用节点电压计算值与量测值之间的数值关系,建立了有限量测装置情形下的配电网故障支路辨识原则。进而,根据故障支路两端节点的量测数据,利用末端节点注入电流后线路间节点电压变化值与末端节点量测电压变化值间的关系,提出一种基于线路末端节点电压差值的故障定位方法。仿真表明,所提方法可以实现有限量测装置情形下的故障准确定位,且定位结果受故障类型、过渡电阻、量测误差的影响较小,具有较好的抗线路参数和节点负荷变化的能力。

关键词：故障定位配电网节点电压差值 μPMU

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基于VMD和S变换的多端输电线路故障定位

电力系统及其自动化学报 2019年第2期31卷 126-134页

作者：谢李为柳祎璇曾祥君毛宇长沙理工大学电气与信息工程学院长沙410114 长沙理工大学经济与管理学院长沙410114

针对强噪声背景下行波信号提取难的现状,提出一种基于变分模态分解VMD(variational mode decomposi?tion)算法和S变换的故障行波提取法。通过对故障行波信号进行VMD分解,利用S变换分析得到故障突变点来确定故障行波达到时刻。针对行波... 详细信息

针对强噪声背景下行波信号提取难的现状,提出一种基于变分模态分解VMD(variational mode decomposi?tion)算法和S变换的故障行波提取法。通过对故障行波信号进行VMD分解,利用S变换分析得到故障突变点来确定故障行波达到时刻。针对行波波速和线路长度的不确定性,利用故障行波的传输过程和零线模分量,提出一种与波速无关的双端定位算法。基于故障前线路距离差值和故障后线路距离差值建立故障分支判定矩阵,提出一种适用于多端输电线路的故障定位方法,利用故障支路端的列元素计算故障位置。仿真结果验证所提方法在强噪声干扰下能有效提取行波信号,故障定位算法相比现有多端输电线路故障定位法有明显优势,进一步提高了定位精度。

关键词：行波检测变分模态分解 S 变换多端输电线路故障定位