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ISBN: (纸本)9787511472267

关键词： 双馈型风电弱馈源   送出线路保护   凹形制动区   补偿式距离保护   故障方向判别  

摘要： 在能源转型背景下,风力发电已成为现代电力系统中的重要一环。有效风能密集区域与电力负荷中心的位置分布差异决定了我国“集中式建设、远距离送出”的风力发电形式。作为电力系统的第一道防线,继电保护需要确保风电场送出线路的可靠稳定运行,为实现风电资源的合理分配与高效利用提供支撑。论文选取双馈型风电弱馈源作为研究对象,基于对双馈型风电弱馈源故障特征的分析,研究了风电场弱馈源对送出线路继电保护的影响机理,并就所发现的保护适应性问题提出了针对性的保护应对技术。 考虑撬棒投入和改进励磁控制两种典型低电压穿越方式,通过对双馈型风电弱馈源短路电流和等效序阻抗关键关联参数的定量分析,明晰了双馈型风电弱馈源相较于传统同步型电源所具有的两个非常规故障特征,即短路电流的弱馈不确定性与短时频偏性以及等效正负序阻抗的幅相差异性。 基于风电弱馈源的非常规故障特征,研究了风电场弱馈源接入对送出线路电流差动保护、距离保护以及方向纵联保护的影响机理。分析出短路电流弱馈频偏性会影响差动保护的相移制动性能与灵敏性,影响距离保护的启动性能和耐受过渡电阻能力;序阻抗幅相差异性会影响距离保护中突变量和序分量选相环节的选相精度,增加故障分量方向元件的误判可能性并进而影响方向纵联保护的动作行为。 提出了基于动态时间弯曲虚拟相角差的凹形制动区差动判据。利用风电场短路电流的弱馈性,将决定制动区边界的制动角优化设计为以电流幅值比为主变量的幂函数形式,构建了具有凹形制动区特性的差动判据,在确保相移制动性能的同时还改善了灵敏性。通过动态时间弯曲算法构造虚拟相角差以间接反映实际电流相角差的处理方法,克服了傅氏算法对风电场频偏短路电流的相角提取误差,并进一步改善了差动判据对于电流幅值比变化的敏感性,降低了对信息同步的要求。 提出了基于广义幅值比与重划分相区的补偿式距离保护方案。采用对测量阻抗动态补偿的方式,缓解了风电场弱馈性对附加阻抗的放大作用,提升了距离保护的耐受过渡电阻能力。提出的两种补偿式选相方法结合已知电气量对突变量和序分量进行就地幅相补偿,并分别通过复合突变量广义幅值比排序和幅相平面上故障相区重新划分的方式,最终实现对故障相的判别,缓解了序阻抗幅相差异性的影响,确保了距离保护对不同故障类型下故障环路以及对应阻抗补偿方式的选择准确性。设计的预测协助启动方式也提升了距离保护在风电弱馈侧的启动可靠性。 提出了基于辨识重构和电流衰减率的方向纵联保护方案。通过引入基于参数辨识方程和故障点电压重构的不对称故障方向判据以及基于电流幅值衰减速率差异的对称故障方向判据,并按照制定的逻辑与线路两侧的传统故障分量方向元件相配合后,在不损害区外安全性的前提下,降低了闭锁式方向纵联保护在风电场送出线路区内故障时的拒动风险。 在MATLAB/Simulink平台上搭建了风电场弱馈源送出线系统的仿真模型,对双馈型风电弱馈源的短路电流和等效序阻抗特征以及所提出的保护应对方案进行了仿真验证。仿真结果表明,凹形制动区差动判据的相移制动性能和灵敏性、补偿式距离保护方案各构成环节的可靠性、以及方向纵联保护方案对区内外故障判断的准确性等方面得到了提升,所提保护方案能够改善风电场弱馈源非常规故障特征对送出线路保护的影响。

关键词： 层次化保护   新能源电源   解微分方程算法   异常工况  

摘要： 层次化继电保护可以解决传统继电保护在新能源电源接入后存在的就地保护不正确动作、阶段式保护上下游整定配合困难等问题,提高电力系统稳定运行能力,是未来新型电力系统发展的重要方向。本文从层次化保护的构建模式出发,提出了由解微分方程算法距离保护和基于电压降落比较的方向元件构成的输电线路距离保护方案,基于保护系统异常场景的辨识构建站域、广域后备保护,提出了适应新能源电源接入的层次化继电保护架构体系和保护配置,并针对其工程应用,研究了层次化变电站与周边变电站的配合问题,最后通过数字仿真和算例分析论证了该方案的优越性。 论文介绍了双馈风机、直驱风机和光伏电站的控制策略和故障特性,并通过故障仿真进行验证,分析了新能源电源接入对阶段式距离保护整定配合的影响,通过对传统继电保护进行仿真测试,指出了基于工频相量的距离保护在新能源电源接入后存在不正确动作的问题,其他保护仍能够正确判别故障。 研究了层次化继电保护系统的构建模式和架构体系,提出了由解微分方程算法距离保护和基于电压降落比较的方向元件构成的输电线路距离保护方案,基于相邻变电站之间的信息交互实现故障伴随保护系统异常场景的辨识,构建基于故障场景辨识的层次化保护方案,简化整定的同时能够应对各种继电保护异常工况。 针对层次化变电站与周边变电站配合的问题,根据邻站类型以及保护配置情况进行讨论,分析边界变电站与周边变电站配合关系的同时提出了相应的保护方案,提升了层次化保护系统的工程实用性。 通过PSCAD/EMTDC对输电线路距离保护方案进行了仿真验证,对于继电保护系统的各种工况,通过算例分析说明了层次化保护方案的应对逻辑和动作情况,在正常工况时作为双重化配置可以提高可靠性,在各种异常工况时,可以在保证选择性的前提下实现故障的快速可靠切除。

关键词： 配电网   继电保护   多目标优化   骨干粒子群   最优解  

摘要： 配电网作为直接连接用户的部分,其安全稳定直接关系到用户用电质量,起着至关重要的作用。近年来随着“碳达峰”、“碳中和”目标的提出,能源利用形式变化,越来越多企业和用户转向使用电能,用电量增长迅速。在国家电网最新发布的《国家电网智能化规划总报告》中指出,未来五年将继续加大配电领域投资;同时,南方电网将配电网建设列为重点投资环节,规划投资占比高达48%。在用电量不断增加、配电网结构变化的今天,传统三段式电流保护适配问题凸显,继电保护作为保障电网安全稳定运行的主要手段之一,开展配电网电流保护整定优化研究十分必要。针对现有辐射型配电网多级电流保护失配导致的保护误动问题和配电网主干线分段位置模糊问题,提出电流保护整定优化方案、主干线分段位置优化方案并制作相应整定优化软件,其主要研究内容如下: (1)建立保护整定优化的数学模型,模型以配电网整体故障切除时间最短、保护灵敏度最高、故障影响负荷最少等为目标函数,考虑上下级线路保护间相互配合等约束条件,为后续配电网整体保护性能研究奠定基础;再采用含约束的多目标骨干粒子群算法,通过时变变异和线性递减的动态分配策略,解决传统粒子群优化算法种群多样性不足、易陷入局部寻优的问题,并采用K-means聚类算法筛选最具代表性的最优解。 (2)针对配电网多级保护失配问题,提出一种配电网电流保护整定优化方案。在MATLAB中进行仿真验证,结果表明优化方案能够协调保护动作、改善保护失配情况,有较强的适应性,可为实际选择应用提供多种可行解且相比于传统方案其在保护整体速动性、灵敏性和选择性上都有所提升。 (3)针对规划阶段配电网主干线分段位置模糊问题,提出一种主干线分段位置优化方案。在MATLAB中进行仿真验证,结果表明主干线分段位置多选在分支线附近且优化方案能够进一步提升配电网整体保护性能,其适用性、灵活性较强,为实际规划主干线分段位置提供新思路。 (4)结合配电网电流保护整定优化方案和主干线分段位置优化方案,设计了保护整定优化软件,并在MATLAB的GUI中进行仿真验证。软件主要功能包括用户登录、配电网线路参数预处理、传统整定计算分析、保护整定优化和主干线分段位置优化。用户可以通过软件的图形可视化界面轻松进行操作,能够大幅度提高计算的准确性、效率和灵活性,同时满足不同用户的计算需求。通过该软件,工作人员可以更加方便地进行电流保护整定优化和主干线分段位置优化,提高配电网保护的可靠性和安全性。

关键词： 智能变电站   继电保护   巡检技术  

摘要： 在变电站中关于各种设施的巡检依旧是人工管理的方式，要求巡检人员具有专业工作技术和大量经验，但当前很多变电站的巡检人员专业能力并不能满足全面巡检的标准要求，所以，为提升巡检的全面性和有效性，需要设计更加智能化的巡检方法，做好对各种保护设施的定制校核与检验，及时发现变电站存在的异常与风险。本文结合当前的发展背景研究设计可以远程收集和对比继电保护设施数据的巡检系统，以期通过更加智能化的巡检系统提升巡检质量和效率。

标准号: GB/T 42150.1-2022

摘要： 本文件规定了电压等级为110kV及以下的就地化继电保护装置检测通用的检验项目、检验内容、测试方法及检验结果的判定。本文件适用于电压等级为110 kV及以下的就地化继电保护装置（以下简称“装置”）的型式试验。就地化继电保护装置的工厂联调及现场调试参照执行。

关键词： 电气工程   电力综合自动化系统   变电站   继电保护  

摘要： 新时期我国科学技术水平快速发展,为电气工程建设提供了重要的技术支持。实践中为了增强电气工程建设及应用效果,满足设备安全运行要求,应注重电力综合自动化系统的应用,充分考虑变电站继电保护,实施好具体的研究计划,防止设备工作性能、电力生产效益等受到影响,拓宽科学保护思路,逐渐实现电气工程建设事业的可持续发展。基于此,本文将对电力综合自动化系统及变电站继电保护进行系统阐述。

关键词： 继电保护技术   智能化变电站   配置   事故信息处理技术  

摘要： 近年来,在变电站发展和电网建设方面,智能化变电站技术已成为重要的发展方向。继电保护作为重要的变电站设备,需要切实提高智能化和数字化水平。基于此,本文首先简单介绍智能化变电站,其次分析智能变电站继电保护配置、原则以及相关技术,最后提出优化智能变电站继电保护的措施,以供参考。

关键词： 继电保护   整定计算   短路电流  

摘要： 为解决双馈风机电流整定计算误差问题,以风电场风电机组电网继电保护电路模型为基础,借助双馈风机等效电路模型对三相短路故障电流和两相短路故障电流计算进行探究,分析在三相电路与两相电路功能特性差异下故障整定计算的问题。

关键词： 智能变电站   继电保护   调试  

摘要： 智能变电站是供电企业为了满足现阶段社会活动中对电量和电能稳定性的需求开展的建设。智能变电站建设的过程中需要进行继电保护调试环节,继电保护调试环节是检验智能变电站电气设备运行稳定性以及功能是否达到预期设计的要求的重要步骤。通过对220 k V智能变电站进行阐述,研究220 k V智能变电站在进行继电保护调试时的特点,探究220 k V智能变电站继电保护装置调试关键技术,有助于提升智能变电站继电保护调试的水平,为今后调试工作提供一定的经验参考。