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高压直流输电线路故障清除及恢复策略研究综述

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电力系统自动化 2019年第11期43卷 181-190页

作者：蔡静董新洲清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室清华大学北京市100084

高压直流输电线路故障后的快速清除和恢复对整个系统的稳定、可靠运行至关重要。文中分析总结了现有基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)系统和基于电压源型换流器的高压直流(VSC-HVDC)系统中直流线路故障清除及恢复策略。指出现有... 详细信息

高压直流输电线路故障后的快速清除和恢复对整个系统的稳定、可靠运行至关重要。文中分析总结了现有基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)系统和基于电压源型换流器的高压直流(VSC-HVDC)系统中直流线路故障清除及恢复策略。指出现有策略中存在盲目恢复的不足,会对整个系统造成更大的冲击或者不必要的停运。提出了一种可能的解决方案:在不同直流输电系统中展开直流输电线路故障自适应恢复研究,实现直流输电系统的安全、快速恢复,完善直流线路故障综合处理方案。

关键词：高压直流输电直流线路故障清除直流线路故障恢复自适应恢复自适应重启自适应重合闸自适应解锁

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变电站二次回路电流行波传变特性

清华大学学报（自然科学版） 2015年第2期55卷 251-256页

作者：许飞董新洲清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

该文研究了电站中由电流传感器(CT)以及控制电缆组成的二次侧传变系统在故障行波信号的传变过程中引起的阻尼振荡现象,建立了二次侧传变回路的高频等效电路并得到了对应的复频域传递函数,基于此分析了电缆长度对行波波头振荡频率的影响... 详细信息

该文研究了电站中由电流传感器(CT)以及控制电缆组成的二次侧传变系统在故障行波信号的传变过程中引起的阻尼振荡现象,建立了二次侧传变回路的高频等效电路并得到了对应的复频域传递函数,基于此分析了电缆长度对行波波头振荡频率的影响及相关计算式。利用EMTP/ATP搭建了二次侧传变回路的仿真模型,并通过西北电网750kV"乾-信"线现场记录的行波波形与仿真波形比较验证了模型的合理性。利用Prony分解算法提取波头的振荡频率,并对比了不同电缆长度下的仿真结果与理论计算值,证明了分析的正确性。

关键词：行波电流互感器二次侧控制电缆阻尼振荡 Prony分解

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架空线路电磁暂态仿真中弧垂的处理方法

中国电机工程学报 2018年第9期38卷 2634-2640页

作者：冯腾董新洲电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系)

由于弧垂的存在,架空线路不同位置的对地高度并不相同。常用的电磁暂态仿真软件将线路平均高度作为线路高度,并按均匀传输线进行计算,与实际不符。该文提出一种架空线路电磁暂态仿真中弧垂的处理方法。该方法仍将架空线路视为均匀传输线... 详细信息

由于弧垂的存在,架空线路不同位置的对地高度并不相同。常用的电磁暂态仿真软件将线路平均高度作为线路高度,并按均匀传输线进行计算,与实际不符。该文提出一种架空线路电磁暂态仿真中弧垂的处理方法。该方法仍将架空线路视为均匀传输线,在保证波速度不变的条件下计算线路等效对地高度,并通过拟合的方法分析了等效高度与线路各物理参数之间的函数关系,得到了等效高度的近似计算公式。最后,通过实际算例对比分析了该文方法与电磁暂态仿真软件中所用方法的精度。结果显示,该文方法可在基本不增加计算量的基础上有效提高仿真精度。

关键词：架空线路弧垂等效对地高度函数拟合电磁暂态

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基于小波变换的无通道全线速动行波保护

电力系统自动化 2001年第10期25卷 18-22页

作者：董杏丽葛耀中董新洲西安交通大学电气工程学院西安710049 清华大学电机系北京100084

提出了一种基于小波变换的无通道全线速动行波保护。它利用小波变换提取行波信号 ,利用阻波器对行波波头的平滑作用 ,通过计算初始行波波头的平缓程度判断故障是在区内还是在区外 :当波头非常陡时 ,判断为内部故障 ;当波头比较平滑时 ,... 详细信息

提出了一种基于小波变换的无通道全线速动行波保护。它利用小波变换提取行波信号 ,利用阻波器对行波波头的平滑作用 ,通过计算初始行波波头的平缓程度判断故障是在区内还是在区外 :当波头非常陡时 ,判断为内部故障 ;当波头比较平滑时 ,判断为外部故障。理论分析和实际系统的EMTP仿真表明了该原理是正确、可行的。

关键词：行波保护小波变换超高速保护线路保护电力系统距离保护

MMC直流输电网线路短路故障电流的近似计算方法

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中国电机工程学报 2019年第2期39卷 490-498页

作者：汤兰西董新洲电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

柔性直流电网可灵活消纳大规模可再生能源,但直流线路故障后严重的过电流问题是制约其发展的重要因素之一。短路故障电流的分析和计算对于系统参数的设计和选取具有重要意义,但是由于换流站是高度复杂的非线性系统,无法得到故障电流的... 详细信息

柔性直流电网可灵活消纳大规模可再生能源,但直流线路故障后严重的过电流问题是制约其发展的重要因素之一。短路故障电流的分析和计算对于系统参数的设计和选取具有重要意义,但是由于换流站是高度复杂的非线性系统,无法得到故障电流的精确解析表达式,因此短路故障电流往往通过仿真得到。对于故障电流近似表达式的研究也往往只能针对双端直流系统进行,对于直流电网下的线路短路故障电流则无能为力。该文根据模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)柔性直流电网系统参数的基本特点对其进行合理的简化,得到线路短路故障电流的近似解析解的求解方法,可以在故障后一段时间内较为准确的描述故障电流的整体趋势,可为直流线路保护定值和直流断路器相关参数的选取和整定提供一定的依据。

关键词：模块化多电平换流器直流电网线路故障故障电流计算

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半波长交流输电线路行波差动电流特性的研究

中国电机工程学报 2017年第8期37卷 2261-2269页

作者：汤兰西董新洲电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

行波差动保护是一种不受分布电容电流影响的电流差动保护原理,适用于长距离超、特高压输电线路。但行波差动保护应用于半波长输电线路时,由于线路非常长,且线路参数随频率变化,传播函数随频率的增大迅速衰减到零,因此行波差动保护的时... 详细信息

行波差动保护是一种不受分布电容电流影响的电流差动保护原理,适用于长距离超、特高压输电线路。但行波差动保护应用于半波长输电线路时,由于线路非常长,且线路参数随频率变化,传播函数随频率的增大迅速衰减到零,因此行波差动保护的时域方程不再严格成立,在区外故障时仍会有幅值较大的高频差动电流。文中从理论上分析了线路频变参数对半波长输电线路下的行波差动保护的影响,指出使用工频分量能够有效的避开线路频变参数的影响,并通过仿真进行了验证。

关键词：半波长输电线路行波差动保护频变参数工频分量

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高压直流输电线路故障测距研究综述

电力系统自动化 2018年第8期42卷 185-191页

作者：杨林王宾董新洲电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点试验室清华大学北京市100084

高压直流输电线路的距离长、跨越的地区地形地貌和环境气候差别很大,故障概率高。对故障测距的准确度要求也高。因此,提出了描述分布参数线路电气特征的波动方程作为故障测距原理的基础,针对时间、频率和空间三个角度,分别对提出的行波... 详细信息

高压直流输电线路的距离长、跨越的地区地形地貌和环境气候差别很大,故障概率高。对故障测距的准确度要求也高。因此,提出了描述分布参数线路电气特征的波动方程作为故障测距原理的基础,针对时间、频率和空间三个角度,分别对提出的行波法、固有频率法和故障分析法进行了技术梳理与总结,明确了以行波法为主、固有频率法和故障分析法协助提高测距可靠性的整体技术方案,并就高阻接地弱故障启动、波头振荡、反射系数频变等行波测距法现存的问题给出了后续的改进思路和方案。

关键词：高压直流输电故障测距行波法固有频率法故障分析法

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配电线路弧光高阻故障检测技术综述

中国电机工程学报 2020年第1期40卷 96-107页

作者：王宾崔鑫董新洲电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点试验室(清华大学电机系)

无论是中性点有效接地或非有效接地配网,配电线路发生弧光高阻接地故障时,故障电气量均相对微弱,传统的故障检测方法往往失效。因此,该文针对不同中性点接地方式,统一建模配电线路弧光高阻接地故障模型,并等效分析在故障点虚拟电源激励... 详细信息

无论是中性点有效接地或非有效接地配网,配电线路发生弧光高阻接地故障时,故障电气量均相对微弱,传统的故障检测方法往往失效。因此,该文针对不同中性点接地方式,统一建模配电线路弧光高阻接地故障模型,并等效分析在故障点虚拟电源激励下产生的零状态响应特征。基于此,分别从稳态频域分析、暂态时域分析、行波分析、人工智能等多角度对两种中性点接地方式下配电线路弧光高阻接地故障检测方法进行技术梳理和总结,并从谐波波动、选线启动判据、波头识别、弧光畸变等几个方面提出后续的研究思路。

关键词：配电系统配电线路弧光故障高阻接地故障检测

超/特高压输电线路宽频窗短时窗行波差动保护方法

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中国电机工程学报 2019年第23期39卷 6826-6835页

作者：雷傲宇董新洲电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系)

行波差动保护(traveling wave differential protection,TWDP)基于分布参数线路的行波传输不变性,行波差动电流(traveling wave differential current,TWDC)天然地考虑了分布电容电流和传输时延,在超/特高压(extra-/ultra-highvoltage,EHV/UHV)输电线路保护中具有性能优势。行波差动保护在实际应用中面临2项制约:一是有限的硬件水平和通信条件,二是电容式电压互感器传变频带窄,使得现有行波差动保护只采用了窄频窗的故障行波信息,无法兼具快速性和可靠性。为此,该文提出采用宽频窗短时窗的故障行波信息,首先分析区内外故障时行波差动电流的频率分布,然后据此提出一种新型行波差动保护方法,动作快速可靠。仿真验证表明,该方法所需采样率适中,不要求实时通信,灵敏度高,具备选相跳闸能力,因此具有良好的应用前景。

关键词：输电线路超/特高压继电保护行波差动保护行波