检索结果-南通市图书馆

作者：李锐西安理工大学

学位级别：硕士

近年来,我国高压直流输电工程迎来了井喷式发展,高压直流输电在当今的电力发展事业中处于关键地位,保障高压直流输电线路的安全稳定的运行至关重要。目前,高压直流输电线路主保护广泛采用行波保护和暂态量保护,极易受到雷电流中高频信... 详细信息

近年来,我国高压直流输电工程迎来了井喷式发展,高压直流输电在当今的电力发展事业中处于关键地位,保障高压直流输电线路的安全稳定的运行至关重要。目前,高压直流输电线路主保护广泛采用行波保护和暂态量保护,极易受到雷电流中高频信号的影响,引起保护误动,严重时甚至可能影响整个高压输电系统的稳定运行。因此,为了有效降低雷击干扰情况下直流线路保护误动的概率,提高保护的可靠性,研究直流输电线路雷击干扰识别方法十分重要。本文围绕高压直流输电线路雷击干扰识别研究展开工作,主要工作内容包括:(1)建立高压直流输电系统雷击电磁暂态仿真模型,实现不同类型雷击故障和雷击干扰的电磁暂态仿真,并针对不同的雷击故障和雷击干扰情况,深入系统地分析其暂态特征和故障机理,归纳总结不同情况下暂态电压、电流的波形变化规律。(2)基于雷击故障与雷击干扰情况下电压时域波形的特征差异,借鉴统计学中拟合优度的概念,定义了电压偏差度,提出基于电压的偏差度的高压直流输电线路雷击干扰识别原理,并设计了相应的判据和算法,大量仿真结果表明,该方法能够有效区分线路雷击干扰、雷击单极故障和雷击双极故障情况,判别原理清晰,计算简单,且判别效果不受故障距离和雷电流波形的影响。(3)基于雷击故障与雷击干扰情况下频域的特征差异,提出了基于EMD分解的高压直流输电线路雷击干扰识别原理,并给出了算法流程。该方法提取雷击发生后低频段电压分量变化幅值的平均值作为雷击故障与雷击干扰判别的基准,大量仿真测试验证了该方法的有效性,且该方法不受故障距离、雷电流波形的影响,采样频率满足20 kHz以上即可使用。本文提出的高压直流输电线路雷击干扰识别方法考虑的雷击类型全面,判别准确性较高,门槛值选择明确,并且能够实现雷击单极故障和雷击双极故障的区分。

关键词：高压直流输电线路雷击干扰识别故障分析暂态量保护

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基于暂态信号时域特征的柔直线路快速雷击干扰识别研究

基于暂态信号时域特征的柔直线路快速雷击干扰识别研究

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作者：莫文斌西安理工大学

学位级别：硕士

柔性直流输电系统可以独立调节无功功率、有功功率,其输电方式灵活,可应用于灵活输电、异步联网、大规模新能源并网等领域。因柔性直流电网具有小惯量、低阻尼的特点,导致线路故障后短路电流快速增大,要求柔直保护必须在3 ms内做出响应... 详细信息

柔性直流输电系统可以独立调节无功功率、有功功率,其输电方式灵活,可应用于灵活输电、异步联网、大规模新能源并网等领域。因柔性直流电网具有小惯量、低阻尼的特点,导致线路故障后短路电流快速增大,要求柔直保护必须在3 ms内做出响应。以暂态量特征为依据的保护算法成为高速柔直保护的主流,然而雷电流中包含的高频信号对暂态量保护影响巨大,甚至会引起误动。因此针对柔性直流输电线路的雷击干扰识别研究工作尤为重要,对雷击干扰的准确识别可以提高保护可靠性。基于此,本文围绕柔性直流输电线路雷击干扰识别展开研究,主要包括以下工作:(1)提出基于电压行波波形特征的雷击干扰识别方法。首先,利用行波折反射原理,对雷击线路暂态电压行波进行分析得出以下特征:雷击位置不同时,电压零模首行波波头极性存在着不同特征,即雷击导线位置波头极性为负,雷击塔顶位置波头极性为正;雷击干扰时,线路边界反射不改变波头极性,雷击故障时,故障点反射改变波头极性。同时利用网格法推导出电压行波波头到达线路边界时间间隔,梳理出雷击干扰和雷击故障下波头数量特征。然后,结合电压行波波头极性和数量特征,提出基于电压行波波形特征的雷击干扰识别原理,并采用小波模极大值分解提取电压行波波头。最后,在不同雷击距离、雷电流模型以及线路参数下进行仿真验证,验证结果表明上述方法准确有效,利用保护启动后1.7 ms时窗内数据实现线路全线75%范围内的雷击故障与50%范围内的雷击干扰的超高速判别,其余范围雷击扰动情况能够利用保护启动后2.3 ms数据窗数据实现快速判别,满足柔直系统保护速动性要求。(2)提出基于短时窗能量积的雷击干扰识别方法。首先,对雷击后线路中能量过程进行分析,在雷击干扰情况下,线路结构未改变,线路中电压电流幅值波动幅度较小,雷电流能量缓慢消散;在雷击故障情况下,绝缘子串被击穿,线路增加故障接地点,雷电流能量通过接地点快速释放,分析结果表明雷击干扰时,能量变化较小,故障时能量变换较大。然后,利用线路中能量特征对雷击干扰进行识别,计算雷击线路后2 ms时窗内能量值,考虑到雷击位置(雷击导线和雷击塔顶)对能量的影响,根据雷击位置设定自适应门槛值,设计基于短时窗能量积的雷击干扰识别方案。最后,仿真验证结果表明,此识别方法能够准确识别雷击干扰、雷击单极故障和雷击双极故障,且不受雷击位置、雷击距离、雷电流模型、线路参数以及噪声的影响。(3)提出融合电压行波波形特征和短时窗能量积的雷击干扰综合识别方法。首先,分析两种方案各自在极端情况下可能存在的不灵敏判别。然后,针对上述不灵敏情况研究两种方案的互补性,并利用方案二短时窗能量值与门槛值的接近程度定义了信任权重的概念,提出了融合方案一与方案二的综合雷击干扰识别方案。最后,通过仿真验证,结果表明基于方法融合的识别方案能够准确识别雷击干扰,此综合识别方法能够消除原单一方案的不灵敏区,能够在极端情况下提高雷击干扰识别准确率,并且可以对雷击类型和雷击位置进行全面划分。

关键词：柔性直流输电雷击干扰识别波形特征能量积方法融合

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超高压输电线路雷击干扰分析与识别

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湘南学院学报 2023年第5期44卷 111-116页

作者：陈志鹏李琴贺海霞彭君琪李锐王志敏陈科周桂珍湘南学院物理与电子电气工程学院湖南郴州423000

超高压输电线路长度跨度大、所处地理环境和气候条件复杂,导致超高压输电线路遭受雷击的概率大。雷击产生的暂态分量会对高压输电线路暂态行波保护产生干扰,导致保护发生误动作,因此雷击成为影响超高压输电线路暂态保护的重要因素。本... 详细信息

超高压输电线路长度跨度大、所处地理环境和气候条件复杂,导致超高压输电线路遭受雷击的概率大。雷击产生的暂态分量会对高压输电线路暂态行波保护产生干扰,导致保护发生误动作,因此雷击成为影响超高压输电线路暂态保护的重要因素。本文通过对故障性雷击、非故障性雷击,以及单相接地短路故障相关暂态过程进行分析研究,利用相模变换的克拉克公式提取三者的正反行波,通过小波变换提取行波的低频分量,依据行波极性、斜率等性质的不同,设计了一种能识别超高压线路是遭受雷击还是发生短路故障的识别方案。对超高压输电线路雷击干扰及其短路故障的仿真建模结果验证了雷击干扰识别方案的可行性,实现了故障性雷击、非故障性雷击、单相接地短路故障的有效识别。

关键词：超高压输电线路暂态保护雷击干扰识别小波变换

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基于电压行波波形特征的柔性直流输电线路雷击识别方法

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电力系统保护与控制 2024年第8期52卷 31-44页

作者：王艳婷莫文斌白明远梁栋贾嵘西安理工大学电气工程学院陕西西安710054

柔性直流输电系统的线路主保护速动性要求极高,线路受雷击干扰后引入大量高频暂态信号易引发线路保护误动作。针对此问题,首先根据行波的传播规律分析雷击后线路电压行波特征,得出雷击干扰与故障的特征差异。雷击干扰时,暂态过程中电压... 详细信息

柔性直流输电系统的线路主保护速动性要求极高,线路受雷击干扰后引入大量高频暂态信号易引发线路保护误动作。针对此问题,首先根据行波的传播规律分析雷击后线路电压行波特征,得出雷击干扰与故障的特征差异。雷击干扰时,暂态过程中电压行波经线路边界反射后波头极性不发生改变,行波波头到达线路边界的时间间隔大。雷击故障时,电压行波经故障点反射后波头极性发生改变,行波波头到达线路边界的时间间隔小。然后,根据电压行波波形特征差异提出长短窗结合的雷击干扰识别方法。最后,利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对所提方法进行验证。结果表明,所提出的雷击干扰识别方案能够快速、可靠、准确地识别雷击干扰与故障情况,不受雷击位置、线路参数、雷电流参数和噪声的影响。

关键词：柔性直流输电雷击干扰识别行波极性特征行波时间特征可靠性

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基于循环神经网络的柔性直流输电线路故障诊断研究

基于循环神经网络的柔性直流输电线路故障诊断研究

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作者：郑定坤西安理工大学

学位级别：硕士

基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter-High Voltage Direct Current,MMC)的柔性直流输电系统是世界公认的跨地区输送可再生能源的高效策略。由于柔性直流输电系统的大多数电力设备过电流能力较弱,柔性直流输电系统的... 详细信息

基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter-High Voltage Direct Current,MMC)的柔性直流输电系统是世界公认的跨地区输送可再生能源的高效策略。由于柔性直流输电系统的大多数电力设备过电流能力较弱,柔性直流输电系统的保护是当前研究的热点,传统的柔性直流输电系统故障诊断方法上存在如人工设计故障阈值、数据预处理过程复杂等不足,会导致故障诊断方法精度低、泛化能力差。因此,为了克服传统故障诊断方法的痛点,提高保护的可靠性,需要研究柔性直流输电系统直流输电线路故障诊断方法。本文围绕柔性直流输电系统输电线路故障诊断研究展开工作,主要工作内容包括:(1)基于PSCAD/EMTDC电力仿真软件,搭建四端环形柔性直流输电系统电磁暂态仿真模型,实现不同故障距离、不同故障类型的电磁暂态仿真,在已搭建的四端环形柔性直流输电系统模型中加入雷击组件,分别仿真不同场景下的雷击故障和雷击干扰。对于区内外、不同过渡电阻、不同故障类型、不同雷击类型的仿真场景,分析其故障波形的暂态特征,归纳不同仿真场景下暂态电压、暂态电流的变化规律,提出合理的故障诊断特征参数。(2)基于线路不同故障参数的情况下电压电流时域波形的特征差异,借鉴循环神经网络在时序数据特征提取上的优势,在TENSORFLOW2.0深度学习框架中,提出基于双向门控循环单元(Bi-GRU)的故障诊断方案,该方案以故障后2ms的两极电压、电流作为神经网络的驱动数据。测试集结果表明,该方案能够有效区分正常、线路正极短路接地、负极短路接地和两极短路故障情况,判别准确率高,简化了数据预处理过程,且判别效果不受故障距离和较高过渡电阻(300 Ω)的影响,采样频率达到10kHz及以上既能满足。(3)基于雷击故障与雷击干扰仿真场景下的时域电压特征,提出了基于双向门控循环单元的雷击识别方案。该方案以雷击后1ms两极电压作为神经网络的驱动数据,测试集结果表明,该方案的准确率较高,且该方案不受雷击距离、雷击位置、雷电流波形、正极接地故障的影响,对采样频率要求较低(50kHz)。

关键词：柔性直流输电循环神经网络故障诊断雷击干扰识别

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