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一种利用衰减非周期分量的UHVDC线路故障选极元件

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电机与控制学报 2021年第1期25卷 46-58页

作者：束洪春张雪飞王璇田鑫萃杨竞及刘俊杰昆明理工大学电力工程学院昆明650500

针对一极线路遭受故障时,另一极线路会耦合到很大的电压突变率和电流变化率,甚至可能引起健全极线路的保护动作的问题,提出一种利用衰减非周期分量的UHVDC线路故障选极元件。对特高压直流输电线路故障暂态特征时域和频域的分析发现,直... 详细信息

针对一极线路遭受故障时,另一极线路会耦合到很大的电压突变率和电流变化率,甚至可能引起健全极线路的保护动作的问题,提出一种利用衰减非周期分量的UHVDC线路故障选极元件。对特高压直流输电线路故障暂态特征时域和频域的分析发现,直流线路整流侧保护测量处故障极的衰减非周期分量大于非故障极的衰减非周期分量,由此构成UHVDC故障选极判据。通过小波变换分解两极线路故障电流,并在频带0~20Hz进行重构以提取故障电流的衰减非周期分量,根据两极线路衰减非周期分量能量的比值进行故障选极。大量的仿真结果表明,该方法对于不同的故障位置、过渡电阻以及故障类型来说具有较强的鲁棒性,在各种工况下均能可靠快速地选出故障极,不受数据同步的影响,门槛值易整定,具有工程现场意义。

关键词：高压直流输电线路故障选极故障分析衰减非周期分量雷击小波变换

伪双极接线不同接地方式下直流配电线路故障选极方案

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电网技术 2022年第9期46卷 3570-3577页

作者：王国钰范春菊李潇上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市闵行区200240

交直流混合电网的系统结构有利于接入分布式能源及直流负荷,是未来电网研究与发展的方向。目前对于交直流混合电网接地方式及不同接地方式对配网的影响探讨较少,较多研究基于单一接地方式的系统展开。建立了直流配网模型,在研究直流侧... 详细信息

交直流混合电网的系统结构有利于接入分布式能源及直流负荷,是未来电网研究与发展的方向。目前对于交直流混合电网接地方式及不同接地方式对配网的影响探讨较少,较多研究基于单一接地方式的系统展开。建立了直流配网模型,在研究直流侧接地方式对故障特性影响的基础上,详细研究了直流系统故障后的选极方法。通过分析直流线路限流电抗器两端暂态电气特性,针对不同的接地方式,提出了具有针对性的故障选极方案:在电容中点经小电阻接地方式下,选取基于暂态能量差的选极方案;在电容中点经大电阻接地方式和直流出口并联大电阻中点接地方式下,选取基于暂态能量比的选极方案。基于PSCAD/EMTDC仿真平台,验证了所提出的选极方案具有良好的可靠性和灵敏性,且具有较强的抗过渡电阻能力。

关键词：伪双极接线方式故障选极接地方式

具备故障选极能力的高压直流输电线路差动保护新原理

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中国电机工程学报 2018年第15期38卷 4350-4358页

作者：郑俊超文明浩秦瑜陈玉余斌强磁场工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074 国网湖南省电力公司电力科学研究院湖南省长沙市410007

为解决传统高压直流输电线路差动保护无法快速响应区内故障的难题,该文提出一种具备故障选极能力的新型差动保护方案。直流线路两端测量电压、电流经过合适截止频率的低通滤波器处理后,沿线电压可近似视为线性分布。利用线性分布电压计... 详细信息

为解决传统高压直流输电线路差动保护无法快速响应区内故障的难题,该文提出一种具备故障选极能力的新型差动保护方案。直流线路两端测量电压、电流经过合适截止频率的低通滤波器处理后,沿线电压可近似视为线性分布。利用线性分布电压计算沿线分布电容电流并对其补偿后,提出一种新型直流线路差动保护方案;进一步降低滤波器截止频率,分布电容电流将减小至可被忽略,因而可通过比较滤波后两极差流选出故障极。采用云广±800kV高压直流输电系统仿真模型对保护新原理进行验证,大量仿真结果表明,在不同故障情况下,新保护方案均能快速、准确地区分区内外故障并选出故障极,并且在高阻接地故障时仍具有较高的灵敏度。

关键词：高压直流输电系统(HVDC) 差动保护故障选极分布电容电流低通滤波

高压直流输电线路雷击故障仿真与故障选极方案

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电瓷避雷器 2019年第2期 96-102页

作者：邢鲁华郭奇军张鹏蒋哲李文博张丹丹国网山东省电力公司电力科学研究院济南250002 国网菏泽供电公司山东菏泽274000 山东中实易通集团有限公司济南250002

高压直流输电线路极线间的电磁耦合,在雷击情况下特别明显。一极发生故障将同时在健全极线上感应出暂态电气量,有可能造成健全极线路保护误动,从而导致单极故障时双极停运,影响送端电网和受端电网的安全稳定运行。本文在对雷击暂态仿真... 详细信息

高压直流输电线路极线间的电磁耦合,在雷击情况下特别明显。一极发生故障将同时在健全极线上感应出暂态电气量,有可能造成健全极线路保护误动,从而导致单极故障时双极停运,影响送端电网和受端电网的安全稳定运行。本文在对雷击暂态仿真方法进行研究分析的基础上,以±660kV高压直流输电线路为例,利用PSCAD暂态仿真软件建立了雷击暂态仿真模型,分析了雷电流幅值对直流输电线路绝缘的影响。为避免雷击故障后非故障极的线路保护误动,提出了基于电压突变量积分值及其比值的单端故障选极判据。

关键词：高压直流输电线路雷击暂态仿真故障选极

基于人工神经网络的架空柔性直流电网故障检测方法

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中国电机工程学报 2019年第15期39卷 4416-4430页

作者：杨赛昭向往张峻榤饶宏许树楷黄润鸿文劲宇强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 直流输电技术国家重点实验室(南方电网科学研究院有限责任公司)

快速可靠的故障保护方案是架空柔直电网在发展过程中所面临的一大技术挑战。针对现有故障检测方法存在阈值选取困难、对高阻故障不灵敏、故障选极等功能不完善、检测时间长的问题,提出基于人工神经网络(artificialneural network,ANN)... 详细信息

快速可靠的故障保护方案是架空柔直电网在发展过程中所面临的一大技术挑战。针对现有故障检测方法存在阈值选取困难、对高阻故障不灵敏、故障选极等功能不完善、检测时间长的问题,提出基于人工神经网络(artificialneural network,ANN)的架空柔直电网快速故障检测方法。首先,通过快速傅里叶变换分析暂态电压的频率特性,并利用小波变换和相模变换提取故障特征量,得到ANN的输入数据;然后,通过大量离线仿真数据对ANN的隐藏层单元进行训练;从而根据ANN的输出结果实现母线故障与线路故障的检测,并给直流断路器下发开断指令。最后,在PSCAD/EMTDC平台下搭建了四端MMC直流电网的电磁暂态模型,通过大量仿真,验证所提方法在故障识别、故障选极方面的有效性。

关键词：架空柔直电网人工神经网络故障识别故障选极线路故障母线故障

含直流断路器的架空柔性直流电网直流故障保护方案研究

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中国电机工程学报 2018年第16期38卷 4631-4645+4969页

作者：张峻榤向往饶宏许树楷黄润鸿林卫星文劲宇强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 南方电网科学研究院特变电工新疆新能源股份有限公司

对于配置直流断路器的架空柔性直流电网,快速可靠的直流故障检测是主要技术瓶颈之一。该文利用小波变换提取故障时刻高频暂态电压分量,基于区内外暂态能量差异提出故障识别方法;根据正负极电压变化量差异提出故障极判别方法;设计含故障... 详细信息

对于配置直流断路器的架空柔性直流电网,快速可靠的直流故障检测是主要技术瓶颈之一。该文利用小波变换提取故障时刻高频暂态电压分量,基于区内外暂态能量差异提出故障识别方法;根据正负极电压变化量差异提出故障极判别方法;设计含故障启动、故障识别、故障选极和直流断路器多次重合闸判据的线路保护方案。该方案通过测量本地电气量实现全线路保护,无需通信,具备较强的耐受过渡电阻和抗扰动能力。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建四端架空柔性直流电网模型,仿真分析保护整定值的选取方法,并通过大量算例证明所设计线路保护方案的快速性和可靠性。

关键词：架空柔性直流电网直流断路器故障识别故障选极重合闸线路保护

基于深度置信网络的交直流配电网直流故障检测技术

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电力工程技术 2023年第1期42卷 251-259页

作者：汪洋杨仕伟王宝华石旭初曾明杰张浩然国网江苏省电力有限公司淮安供电分公司江苏淮安223002 南京理工大学自动化学院江苏南京210094

随着多源交直流配电网的发展,其直流故障检测技术已成为直流保护的关键。针对直流部分发生配电线路故障时故障电流大且上升迅速以及故障特征不易提取的特点,文中提出一种结合时域和频域特征提取的基于深度置信网络(deep belief network,... 详细信息

随着多源交直流配电网的发展,其直流故障检测技术已成为直流保护的关键。针对直流部分发生配电线路故障时故障电流大且上升迅速以及故障特征不易提取的特点,文中提出一种结合时域和频域特征提取的基于深度置信网络(deep belief network,DBN)的交直流配电网故障检测技术。通过对故障等效回路进行特征分析,分别利用傅里叶变换和相模变换提取故障电流、电压信号的频域和时域特征作为DBN的输入,并使用Softmax分类器输出故障选极和故障区域识别结果。在PSCAD上搭建交直流配电网模型对算法进行测试,仿真结果表明,所提检测方法在线路分布电容和控制策略的影响下依然具有很高的准确性,且有很强的耐受噪声能力,同时进一步的算法对比实验说明故障特征提取和深度学习模型训练相结合能够完成交直流配电网复杂直流故障的检测。

关键词：交直流配电网深度置信网络(DBN) 特征提取故障选极故障识别相模变换

基于限流电抗器电压差异性的架空柔直电网故障检测方法

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中国电机工程学报 2020年第4期40卷 1196-1211+1411页

作者：杨赛昭向往文劲宇强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学)

为检测柔直电网直流故障,需利用线路两侧的限流电抗器所提供的边界条件来设计故障保护算法。现有基于电抗器电压的保护方案存在易受过渡电阻影响、无法识别接地故障、可靠性差等问题,因此该文提出一种基于电抗器电压差异性的架空柔直电... 详细信息

为检测柔直电网直流故障,需利用线路两侧的限流电抗器所提供的边界条件来设计故障保护算法。现有基于电抗器电压的保护方案存在易受过渡电阻影响、无法识别接地故障、可靠性差等问题,因此该文提出一种基于电抗器电压差异性的架空柔直电网故障保护方案。该方案利用正负极电抗器电压幅值的差异性进行故障选极;利用正负极电抗器电压之和进行故障检测。由于该方案综合了正负极电抗器电压的故障特性,因此区内外故障差异性明显,具有较强的耐过渡电阻能力;采用积分法构造判据,该方法抗噪声能力强;可靠性高,不受交流故障、断路器动作和运行方式的影响;仅使用本地测量量,故障检测时间快,满足速动性要求。最后,在PSCAD/EMTDC平台下搭建了四端MMC直流电网的电磁暂态模型,通过大量仿真,验证了所提方法在故障识别、故障选极方面的有效性,并从不同角度对多种保护方案进行了对比。

关键词：架空柔直电网直流线路保护正负极电抗器电压故障选极故障差异性

基于故障电流特征的多端柔性直流电网故障识别

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电源学报 2022年

作者：付华张辉辽宁工程技术大学电气与控制工程学院

为满足多端柔性直流电网保护的快速性和可靠性要求，提出一种基于故障电流分量为特征的故障识别方案。方案利用故障电流行波分量的传播过程，对区内和区外故障时的电流进行分析，通过故障电流的变化差异对区内、外故障进行识别；将双... 详细信息

为满足多端柔性直流电网保护的快速性和可靠性要求，提出一种基于故障电流分量为特征的故障识别方案。方案利用故障电流行波分量的传播过程，对区内和区外故障时的电流进行分析，通过故障电流的变化差异对区内、外故障进行识别；将双极线路解耦得到线模分量，故障电流线模分量的极性可作方向性判据；用计算得到的正、负极故障电流的平均值之比来实现故障的选极。在PSCAD/EMTDC中建立了多端柔性直流输电线路仿真模型，实验结果表明：所提的故障识别方法无需两端通信，仅利用单端故障电流特征量就能对各种故障进行快速、准确的辨识，且具有一定的抗过电阻能力，满足柔直输电的故障保护。

关键词：柔性直流输电故障识别故障电流故障选极线模电流