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Protection and Control of Modern Power Systems 2023年第1期8卷 194-204页

作者： jinxin ouyang Jianfeng Yu Xiaoxuan Long Yanbo Diao Jian Wang State Key Laboratory of Power Transmission Equipment and System Security and New Technology School of Electrical EngineeringChongqing UniversityChongqingChina Information and Communication Branch of State Grid Chongqing Electric Power CompanyChongqingChina Chongqing City Management College ChongqingChina

The large application of renewable energy generation(REG)has increased the risk of cascading failures in the power system.At the same time REG also provides the possibility of new approaches for the suppression of such failures.However,the capacity and position of the synchronous generator(SG)involved in regulation limit the power regu-lation speed(PRS)of REG to the overload line which is the main cause of cascading failures,while the PRS of SG is related to the position and shedding power.REG and SGs have difficulty in achieving effective cooperation under constraints of system power balance.Particularly,the dynamic variation of line flow during power regulation causes new problems for the accurate evaluation of line thermal safety under overload.Therefore,a new strategy for quan-titatively coordinating shedding power and power regulation to block cascading failures in the dynamic security domain is proposed in this paper.The control capability and dynamic security domain of the overload line are mod-eled,and the coordination control method based on power regulation is then proposed to minimize shedding power.The algorithm for the optimal control scheme considers the constraints of load capacity,power source capacity and bus PRS.The correctness of the proposed method is verified using case studies.

关键词： Cascading failures Overload Shedding power Power regulation Thermal stability

An improved prediction method of subsequent commutation failure of an LCC-HVDC considering sequential control response

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Protection and Control of Modern Power Systems 2023年第3期8卷 173-183页

作者： jinxin ouyang Xinyu Pan Junjun Ye Chao Xiao Yanbo Diao Qingwu Zhang State Key Laboratory of Power Transmission Equipment and System Security and New Technology School of Electrical EngineeringChongqing UniversityChongqing 400044China Electric Power Research Institute of State Grid Henan Electric Power Company Zhengzhou 450052China Chongqing City Management College Chongqing 401331China NR Electric Co. LtdNanjing 211100China

Subsequent commutation failure(SCF)can be easily generated during the first commutation failure(CF)recovery process in a line-commutated converter-based high voltage direct-current system.SCF poses a significant threat to the safe and stable operation of power systems,and accurate prediction of CF is thus important.However,SCF is affected by the operating characteristics of the main circuit and the coupling effects of sequential control response in the inverter station.These are difficult to predict accurately.In this paper,a new SCF prediction method considering the control response is proposed based on the physical principle of SCF.The time sequence and switching conditions of the controllers at different stages of the first CF recovery process are described,and the corresponding equations of commutation voltage affected by different controllers are derived.The calculation method of the SCF threshold voltage is proposed,and the prediction method is established.Simulations show that the proposed method can predict SCF accurately and provide useful tools to suppress SCF.

关键词： Line-commutated converter based high-voltage direct-current(LCC-HVDC) Subsequent commutation failure(SCF) Converter station Prediction

基于分布式电源主动控制的配电网合环电压波动抑制方法

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电力自动化设备 2024年第1期44卷 49-56页

作者：欧阳金鑫陈纪宇袁毅峰许守东重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆400044 广东电网有限责任公司东莞供电局广东东莞523009 云南电网有限责任公司电力科学研究院云南昆明650217

配电网合环操作可能导致节点电压波动甚至越限,不仅影响负荷的正常运行,还威胁分布式电源(DG)的安全。为此,提出了一种通过DG主动控制,以抑制配电网合环电压波动的新思想。通过分析合环过程中电压波动的产生机理和影响因素,量化了抑制... 详细信息

配电网合环操作可能导致节点电压波动甚至越限,不仅影响负荷的正常运行,还威胁分布式电源(DG)的安全。为此,提出了一种通过DG主动控制,以抑制配电网合环电压波动的新思想。通过分析合环过程中电压波动的产生机理和影响因素,量化了抑制合环过程电压波动的控制需求,进而构建了抑制合环电压波动的DG可行功率集;通过刻画DG的功率可控范围,提出了基于可行功率集与功率可控范围交集判别的DG最优控制点计算方法,并提出了基于DG主动控制的配电网合环电压波动抑制方法。算例表明,该方法能够最大限度上抑制配电网故障恢复过程的合环电压波动,有效提升故障恢复过程的安全性和可靠性。

关键词：主动配电网分布式电源故障恢复电压波动功率控制

Fault protection method of single-phase break for distribution network considering the influence of neutral grounding modes

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Protection and Control of Modern Power Systems 2020年第1期5卷 111-123页

作者： Yang Xiao jinxin ouyang Xiaofu Xiong Yutong Wang Yongjie Luo School of Electrical Engineering Chongqing UniversityChongqingChina North China Electric Power University BeijingChina Aalborg University AalborgDenmark

With the rapid development of modern distribution network and the access of distributed generation,the network structure is becoming increasingly complex.Frequent single-phase break faults have seriously affected equipment and personal safety and stable operation of the power system.However,with the development and application of the composite neutral grounding modes,the protection of single-phase break fault is facing new challenges.This paper proposes a protection method of single-phase break fault for distribution network considering the influence of neutral grounding modes.The characteristics of neutral voltage and sequence current are analyzed under normal operation and single-phase break fault with different grounding modes.Following this,the protection criterion based on neutral voltage and sequence current variation is constructed.The protection method of singlephase break fault for distribution network is proposed,which is applicable for various neutral grounding modes.Theoretical analysis and simulation results show that the protection method is less affected by system asymmetry,fault location and load distribution.The method has higher sensitivity,reliability and adaptability.

关键词： Distribution network Single-phase break fault Protection Neutral grounding

灾害天气下计及一二次设备耦合故障的电网短时风险评估

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电力系统保护与控制 2024年第9期52卷 16-26页

作者：王建熊张忞南东亮张路欧阳金鑫输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 重庆400044 国网新疆电力有限公司电力科学研究院新疆乌鲁木齐830011

灾害天气下电网发生短时多重故障有可能超出保护系统预设的反应能力,一二次设备耦合影响将助推多重故障风险发展和蔓延。为此,提出了计及一二次设备耦合故障的短时风险评估方法。首先,分析了一次设备与二次设备之间的交互作用及其对电... 详细信息

灾害天气下电网发生短时多重故障有可能超出保护系统预设的反应能力,一二次设备耦合影响将助推多重故障风险发展和蔓延。为此,提出了计及一二次设备耦合故障的短时风险评估方法。首先,分析了一次设备与二次设备之间的交互作用及其对电网短时运行风险的影响。其次,构建了一次设备和二次设备的故障概率模型,重点分析了一二次设备耦合故障引发保护拒动的概率。然后,结合保护系统对超预期故障的反应能力,提出了灾害天气下电网短时多重故障风险评估方法。最后,采用改造的IEEE39节点系统对所提方法进行测试。算例结果表明:受外界气象环境影响,保护系统缺陷暴露导致非期望动作使得电网多重故障风险更为严重;综合考虑灾害天气对一二次设备影响下的短时运行风险,对于发现和消除保护系统薄弱环节及制定电网降风险运行策略具有一定参考价值。

关键词：电力系统灾害天气多重故障耦合故障短时风险评估

基于格拉姆角场与ResNet的输电线路故障辨识方法

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电力系统保护与控制 2024年第10期52卷 95-104页

作者：赵启王建林丰恺陈军南东亮欧阳金鑫国网新疆电力有限公司电力科学研究院新疆乌鲁木齐830011 新疆电力系统全过程仿真重点实验室新疆乌鲁木齐830011 重庆大学输变电装备技术全国重点实验室重庆400044

针对如何利用实际故障录波数据,提取和放大故障特征差异,开展故障类型与故障原因辨识的问题,提出了基于格拉姆角场与迁移学习-ResNet的输电线路故障辨识方法。首先,统计分析了输电线路故障类型和故障原因的分布特征,用于指导构建适用于... 详细信息

针对如何利用实际故障录波数据,提取和放大故障特征差异,开展故障类型与故障原因辨识的问题,提出了基于格拉姆角场与迁移学习-ResNet的输电线路故障辨识方法。首先,统计分析了输电线路故障类型和故障原因的分布特征,用于指导构建适用于类不平衡问题的故障分类器。然后,利用格拉姆角场变换将采集得到的故障电压、电流时序信号转化为格拉姆角场图像,放大故障特征差异,作为故障分类器的输入。进一步,将生成的图像集输入搭建好的故障分类器进行网络训练和测试,输出输电线路故障类型和故障原因。最后,完全采用真实故障录波数据开展了算例分析。结果表明:所提方法对故障类型的辨识准确率达到了97.51%,对故障原因的辨识准确率达到了94.23%。并且将训练的故障辨识网络迁移至其他地区时,仍然具有较好的故障辨识效果和泛化性能。所提方法为基于暂态波形数据驱动的故障辨识提供了新方法,可以用于实际电网的输电线路故障辨识。

关键词：输电线路故障辨识格拉姆角场残差神经网络迁移学习

极端气象灾害下考虑MESS主动调控的配电网故障恢复策略

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电力系统保护与控制 2024年第12期52卷 45-57页

作者：许守东王建李铭益张丽欧阳金鑫熊小伏输变电装备技术全国重点实验室(重庆大学) 重庆400044 云南电网有限责任公司电力科学研究院云南昆明650217

针对极端灾害天气下配电网的故障恢复问题,计及极端灾害的时空演变特性,提出了一种利用移动储能(mobile energy storage system,MESS)的灵活性主动参与抑制合环冲击电流,辅助配电网故障恢复的策略。首先,建立了暴风雨等不同气象灾害条... 详细信息

针对极端灾害天气下配电网的故障恢复问题,计及极端灾害的时空演变特性,提出了一种利用移动储能(mobile energy storage system,MESS)的灵活性主动参与抑制合环冲击电流,辅助配电网故障恢复的策略。首先,建立了暴风雨等不同气象灾害条件下配电线路的故障率统计模型。其次,将复杂交通网与配电网进行耦合,建立了以最小化MESS调度时空成本的上层预布局模型。然后,分析了MESS出力对冲击电流的影响,以抑制合环冲击电流、最大化负荷恢复率和最小化MESS调度成本为目标,构建了MESS参与网络重构的下层调度模型。最后,在改进的IEEE 123节点系统中进行测试,验证了MESS对配网故障恢复安全性的提升效果。结果表明,采用MESS主动参与调控能够有效应对移动的极端气象灾害引发的配电网动态故障恢复问题,并抑制合解环过程中电流的波动,提升网络重构方案的可行性和增强配电网的韧性。

关键词：配电网气象灾害合环冲击电流移动储能故障恢复

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基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法

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电力系统保护与控制 2024年第5期52卷 51-60页

作者：许守东欧阳金鑫陈宇捷陈纪宇王建熊小伏输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

分布式电源(distributed generation,DG)大量接入使配电网继电保护面临严峻挑战。单相接地故障发生概率大,但故障信息十分微弱,特别是在DG多样化故障输出特性的影响下,有源配电网单相故障定位的准确性常难以保证。为此,提出了一种基于... 详细信息

分布式电源(distributed generation,DG)大量接入使配电网继电保护面临严峻挑战。单相接地故障发生概率大,但故障信息十分微弱,特别是在DG多样化故障输出特性的影响下,有源配电网单相故障定位的准确性常难以保证。为此,提出了一种基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法。分析了配电网单相接地故障下DG的输出特性,建立了在不同故障位置下有源配电网的正序增广网络,构建了故障位置关于馈线出口以及DG输出电流的函数,建立了配电网单相接地故障位置模型,利用不同故障位置下短路电流矢量占比系数的差异性构建了新的故障定位判据。通过将单相接地故障定位问题转化为故障位置模型系数的求解问题,提高了故障定位的准确性和实用性。理论和仿真分析表明,在不同故障位置、不同过渡电阻下均能准确定位单相接地故障,具有原理清晰、故障特征量采集便捷、灵敏性和可靠性高的优点。

关键词：配电网分布式电源单相接地故障故障区段定位故障测距

主动支撑电网的双馈风电场故障功率协调控制方法

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电力系统保护与控制 2024年第10期52卷 32-43页

作者：欧阳金鑫张澳归余建峰王建叶之琪输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室(重庆大学) 重庆400044

风电持续开发建设使同步发电机渗透率降低,电力系统抗扰能力不断下降。双馈风电场(doubly-fed wind farm,DFWF)内部故障后,双馈风电机组(doubly-fed wind turbine,DFWT)的切除导致电力系统出现功率缺额,可能威胁系统安全稳定运行。为此... 详细信息

风电持续开发建设使同步发电机渗透率降低,电力系统抗扰能力不断下降。双馈风电场(doubly-fed wind farm,DFWF)内部故障后,双馈风电机组(doubly-fed wind turbine,DFWT)的切除导致电力系统出现功率缺额,可能威胁系统安全稳定运行。为此,利用故障期间DFWT机械功率与电磁功率不平衡累积的暂态能量,提出了主动支撑电网的双馈风电场故障功率协调控制方法。分析了DFWF内部故障特征,提出了故障全过程功率协调控制的思想。推导了DFWF内部故障下DFWT的转速解析表达式,分析了DFWT暂态能量的特征并给出了最大暂态能量的计算方法。在此基础上,给出了DFWT功率支撑控制参考值与功率支撑控制时间的计算方法,并提出了DFWT故障功率协调控制策略。算例表明,DFWF故障功率协调控制可利用暂态能量最大限度地提供功率支撑,降低DFWF内部故障对电力系统的影响。

关键词：风电场双馈风电机组集电线故障有功控制暂态能量

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电网故障下含直驱风电机组的电力系统频率动态响应分析

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电力系统自动化 2024年第8期48卷 111-121页

作者：欧阳金鑫余建峰张澳归皇甫百香姚骏重庆大学电气工程学院重庆市400044

电网受扰后基于模型解析的频率响应分析对电力系统安全评估与紧急控制具有重要意义。电网发生故障时,直驱风电机组(DDWT)并网点电压幅值跌落引发控制器暂态响应,同时电压相位突变引发锁相暂态响应,锁相暂态响应又通过变流器控制传导产... 详细信息

电网受扰后基于模型解析的频率响应分析对电力系统安全评估与紧急控制具有重要意义。电网发生故障时,直驱风电机组(DDWT)并网点电压幅值跌落引发控制器暂态响应,同时电压相位突变引发锁相暂态响应,锁相暂态响应又通过变流器控制传导产生功率控制误差,可能导致现有以负荷突变场景为对象的频率特性分析产生较大偏差。为此,提出了电网故障下DDWT锁相偏差的量化方法;解析了锁相偏差经DDWT变流器控制的传导路径,提出了锁相暂态响应导致DDWT功率控制误差的机理及其计算方法;建立了电网故障下含DDWT的电力系统频率响应模型,提出了锁相暂态响应影响下系统频率变化率和最大频率偏差的计算方法,解析了电网故障下考虑DDWT功率控制误差的电力系统频率动态响应特性,并通过算例分析验证了所提方法的有效性。

关键词：直驱风电机组(DDWT) 频率动态响应电网故障锁相环暂态响应功率控制