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特高压输电线路短路故障时的自由振荡频率分析

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高电压技术 2009年第9期35卷 2059-2065页

作者：黄少锋黄欢王兴国王立春华北电力大学电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室北京102206

特高压输电已成为现代电力系统发展的必然选择。由于它的特殊性和其对系统安全的重要性,找到适合它的保护配置势在必行。特高压输电线路在发生短路故障时会产生自由振荡频率的电流分量,它能为保护提供有效的故障信息。为此,对特高压输... 详细信息

特高压输电已成为现代电力系统发展的必然选择。由于它的特殊性和其对系统安全的重要性,找到适合它的保护配置势在必行。特高压输电线路在发生短路故障时会产生自由振荡频率的电流分量,它能为保护提供有效的故障信息。为此,对特高压输电线路在发生各种短路故障时产生的自由振荡频率进行了分析,在不对称故障时利用对称分量法对三相耦合线路进行了解耦,然后通过构建正负序复合网络得到了三相无耦合的自由振荡频率分布,解决了相间短路故障自由振荡频率不易辨识的问题,明确了自由振荡频率可作为有效的故障信息,从而为基于自由振荡频率的暂态保护新原理提供理论支持。鉴于特高压线路都装设有并联电抗器,讨论了它对自由振荡频率的影响。通过PSCAD和MATLAB对实际特高压线路的联合仿真验证,证明了该理论分析的正确性。

关键词：特高压输电线路自由振荡频率对称分量法解耦正负序复合网络傅立叶变换

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自由振荡频率的快速提取与应用研究

自由振荡频率的快速提取与应用研究

作者：张红燕华北电力大学（北京）

学位级别：硕士

超高压长距离输电线路分布电容较大,由于分布电容引起的自由振荡频率分量和其他暂态分量将会影响工频电气量的相位和波形,使传统工频量保护在可靠性和快速性之间产生了矛盾。利用自由振荡频率特征构造的保护判据和选相方案可以构成超高... 详细信息

超高压长距离输电线路分布电容较大,由于分布电容引起的自由振荡频率分量和其他暂态分量将会影响工频电气量的相位和波形,使传统工频量保护在可靠性和快速性之间产生了矛盾。利用自由振荡频率特征构造的保护判据和选相方案可以构成超高压线路动作迅速的继电保护原理,在该原理应用中,快速、准确地提取出自由振荡频率是保护实现技术的关键,论文对此做了分析研究。主要内容如下：首先分析了自由振荡频率的概念和特征,提出利用基于空间谱估计的ESPRIT算法快速提取自由振荡频率。对目前广泛使用的四种频率计算方法进行分析、比较,验证了ESPRIT算法在提取自由频率时兼顾精确度和快速性,在保证精度的基础上,能够快速提取出线路故障后的自由振荡频率通过RTDS实时模拟电力系统故障暂态过程,利用ESPRIT算法对数据信号进行频谱分析,验证自由振荡频率的特征,对算法的影响因素分别进行分析,主要测试该算法在不同信噪比、不同阵元数、不同快拍数的性能。通过测试,ESPRIT算法受噪声影响小,需要选择合适的阵元数和快拍数,才能够准确测量线路故障信号中的自由振荡频率。最后,针对保护判据在工程化中存在的关键问题,对基于自由振荡频率的保护判据和选相方案的实用化进行了研究,并且给出了相应的解决方法。

关键词：超高压输电线路自由振荡频率频谱分析 ESPRIT算法 RTDS

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锁相法测量BEPC储存环自由振荡频率

核电子学与探测技术 2002年第3期22卷 282-283,271页

作者：殷重先马力曹建设汪林叶强中国科学院高能物理所北京91810信箱100039

BEPC储存环自由振荡频率测量系统包括前端电子学系统、测量系统和激励系统。介绍了采用锁相法的

关键词：锁相法测量 BEPC储存环自由振荡频率 BPM 前端电子学系统测量系统激励系统

基于自由振荡频率的超高压输电线路保护判据研究

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基于自由振荡频率的超高压输电线路保护判据研究

作者：黄欢华北电力大学（北京）

学位级别：硕士

随着超高压输电线路不断增多,由于它的特殊条件和要求导致的传统保护的可靠性和快速性之间存在的矛盾亟待解决,寻找一系列适合超高压输电线路的保护配置势在必行。本文阐述了自由振荡频率的概念,并对各种短路类型下的自由振荡频率进行... 详细信息

随着超高压输电线路不断增多,由于它的特殊条件和要求导致的传统保护的可靠性和快速性之间存在的矛盾亟待解决,寻找一系列适合超高压输电线路的保护配置势在必行。本文阐述了自由振荡频率的概念,并对各种短路类型下的自由振荡频率进行了分析研究。利用自由振荡频率分量的幅值特征和分布特征,构建了一种基于自由振荡频率的选相方案;利用自由振荡频率及其频率间隔的特点,构建了基于自由振荡频率的保护判据;当自由振荡频率非常大时,母线电容的存在使得自由振荡频率得以边界化,利用其频率间隔可以构建一种基于自由振荡频率的故障测距方法。在此基础上,进一步讨论了过渡电阻,串补电容和并联电抗器对选相方案,保护判据和故障测距方法的影响,并给出了相应的对策。

关键词：超高压输电线路自由振荡频率选相方案保护判据故障测距

基于自由振荡频率的高压输电线路保护原理研究

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基于自由振荡频率的高压输电线路保护原理研究

作者：赵月华北电力大学

学位级别：硕士

分布电容较大是超高压长距离输电线路典型的线路特点。线路故障后,由于分布电容、电感储存的能量会在分布电容和线路电感之间交换,从而产生一系列的高频分量,此分量由无穷多个不同频率的分量成分组成,即自由振荡频率分量。通过理论分析... 详细信息

分布电容较大是超高压长距离输电线路典型的线路特点。线路故障后,由于分布电容、电感储存的能量会在分布电容和线路电感之间交换,从而产生一系列的高频分量,此分量由无穷多个不同频率的分量成分组成,即自由振荡频率分量。通过理论分析,故障后该分量一定存在,在研究保护原理时此分量的影响不能忽略。自由振荡频率的存在将影响到工频电气量的波形和相位发生畸变,从而对经典的工频量保护产生不利的影响,使传统工频量保护在可靠性和快速性之间产生矛盾,需要设法予以滤除或予以抑制。由于自由振荡频率分量中包含了很多有用的故障信息,因此基于自由振荡频率分量的保护研究具有一定必要性和可能性。本文主要利用自由振荡频率分量的频谱特征构造保护判据,并探索快速提取自由振荡频率分量的方法。论文的主要内容和成果如下：理论分析自由振荡频率特点,推导自由振荡主频与次主频的表达式及影响因素。在线路等效模型的基础下,推导分析自由振荡主频、自由振荡次主频等分量的频谱特点,并讨论了不同因素对自由振荡主频与次主频分量的影响。应用一种新的方法近似推导出超高压长距离输电线路自由振荡主频的表达式以及主频范围。自由振荡频率的主频是随着故障点的位置不同而发生一定的变化。故障点距离电源越近,自由振荡主频越高;故障点距离电源越远,自由振荡主频越低。运用继电保护中经常采用的假设“阻抗角相等”,推导得出自由振荡角频率的表达式,并推导、验证了自由振荡主频存在于一定范围内。这种方法具有更好的理论依据,概念更加清晰,可以简便地估算出自由振荡主频的大小,实现了对主要暂态分量的理论分析。而且还可以将这种新的推导方法应用于接入并联电抗器等场合的暂态分析中。提出了一种基于线路一侧自由振荡频率分量的频差保护判据。通过对故障后电流频谱进行分析,确定单侧保护安装处的自由振荡频率主频与次主频,根据区内、外故障时,保护安装处自由振荡频率主频与次主频的频差差异,区分区内、外故障。该方案仅利用线路一侧量信息,不存在同步问题,并能保证线路出口处可靠快速动作,可以作为线路出口处可靠动作的保护判据。提出一种基于自由振荡主频比值的线路保护判据。对故障后的电流进行频谱分析,确定线路两侧保护安装处的自由振荡主频,然后利用两侧自由振荡主频的比值关系,通过比较区内、外故障时此比值的差异,确定区内、外故障。该保护判据不受振荡的影响。本文简要地叙述了Prony算法在提取自由振荡频率方面的应用。仅利用半个周期的数据即可提取出较准确的自由振荡频率,此方法可以快速地提取故障后的自由振荡频率分量,为基于自由振荡频率的保护判据和选相方法提供工程化基础,为工程实用化做了铺垫。本文提出的分析方法和保护判据都经过了MATLAB和PSCAD软件进行分析与仿真验证。

关键词：超高压输电线路自由振荡频率频谱分析保护判据 Prony算法

利用最小二乘拟合算法的三相重合闸永久性故障判别

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西安交通大学学报 2013年第6期47卷 85-89,96页

作者：梁振锋索南加乐康小宁宋国兵西安交通大学电气工程学院西安710049 西安理工大学水利水电学院西安710048

为解决单相接地永久性故障判别灵敏度不足的问题,提出采用并联电抗器零模电流不同频率分量比值特征的三相自适应重合闸故障性质判别方法。通过分析单相接地故障时的并联电抗器零模电流,发现不同故障性质情况下其自由振荡频率不同,据此... 详细信息

为解决单相接地永久性故障判别灵敏度不足的问题,提出采用并联电抗器零模电流不同频率分量比值特征的三相自适应重合闸故障性质判别方法。通过分析单相接地故障时的并联电抗器零模电流,发现不同故障性质情况下其自由振荡频率不同,据此建立了包含衰减非周期分量及不同自由振荡频率分量的并联电抗器零模电流识别模型。当输电线路发生故障且两侧断路器跳开后,将并联电抗器零模电流作为已知量,利用最小二乘拟合算法求取其不同频率分量的幅值,根据各频率分量电流幅值对比关系实现永久性故障判别。EMTP仿真表明,该方法适用于单端及双端带并联电抗器线路,且不受过渡电阻、故障位置的影响,灵敏度高。

关键词：输电线路并联电抗器电流三相自适应重合闸自由振荡频率最小二乘拟合算法

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风力发电机组传动系统扭振特性分析

太阳能学报 2019年第5期40卷 1448-1455页

作者：张建华高源戴春蕾于东霞扬州大学水利与能源动力工程学院

根据风力发电机组三质量传动系统动力学模型,建立传动系统状态空间模型,运用现代控制理论方法对传动系统在外界扰动下的扭振特性进行详细分析,并揭示自由振荡频率与传动系统参数的内在关系。在此基础上运用Matlab/Simulink下对传动系统... 详细信息

根据风力发电机组三质量传动系统动力学模型,建立传动系统状态空间模型,运用现代控制理论方法对传动系统在外界扰动下的扭振特性进行详细分析,并揭示自由振荡频率与传动系统参数的内在关系。在此基础上运用Matlab/Simulink下对传动系统建模,并在时域下与控制理论的分析结论进行仿真对比,验证理论分析的正确性。通过对自由振荡频率的对比分析,论证采用风力发电机组传动系统三质量模型的必要性,并为风电机组传动系统的抗共振设计提供科学依据。

关键词：风力发电机组传动系统暂态特性扭振自由振荡频率

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一种基于自由振荡主频实现故障测距的方法

电网与清洁能源 2016年第3期32卷 68-71页

作者：苏凤王选诚董云云孙玉梅高翔杨海利烟台南山学院工学院山东烟台265713 山东烟台南山集团东海热电有限公司山东烟台265713

准确测量出故障点的位置是系统保护能正确操作的前提,但对于经过过渡电阻接地的故障,依靠传统的方法很难准确测出故障距离。而且在超/特高压输电线路中,由于分布电容不能忽略,这增加了故障测距的难度。分析了过渡电阻对距离保护的影响,... 详细信息

准确测量出故障点的位置是系统保护能正确操作的前提,但对于经过过渡电阻接地的故障,依靠传统的方法很难准确测出故障距离。而且在超/特高压输电线路中,由于分布电容不能忽略,这增加了故障测距的难度。分析了过渡电阻对距离保护的影响,进而提出了一种利用分布电容引起的自由振荡主频频率的大小实现故障测距的方法。通过PSCAD/EMTDC仿真结果验证了新方法的有效性。

关键词：过渡电阻分布电容自由振荡频率 T型等效故障距离

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有源天线阵波束电扫描新技术

微波学报 2005年第4期21卷 43-46,50页

作者：唐志凯刘隆和陶永刚海军航空工程学院电子工程系烟台264001

研究了利用互注频锁相技术实现的低成本、高集成度、高效率的新型非线性有源天线阵列,给出了耦合振荡器阵列的幅度及相位动力系统满足的微分方程组,然后针对控制非线性有源天线阵列波束扫描这一实际应用,找到了可以实现有源天线阵列波... 详细信息

研究了利用互注频锁相技术实现的低成本、高集成度、高效率的新型非线性有源天线阵列,给出了耦合振荡器阵列的幅度及相位动力系统满足的微分方程组,然后针对控制非线性有源天线阵列波束扫描这一实际应用,找到了可以实现有源天线阵列波束扫描的相位动力系统的轨道及振荡器自由振荡频率需满足的条件,并对轨道的稳定性进行了分析,提出了一种不用移相器实现非线性有源天线阵列波束电扫描的方法,最后利用计算机仿真验证了该方法的可行性。

关键词：非线性天线阵有源集成天线耦合振荡器阵列注频锁相有源天线阵波束扫描技术实现电扫描天线阵列自由振荡频率动力系统微分方程组非线性