针对现有小电流接地系统发生单相接地故障时的选线问题,提出一种基于路图图傅里叶变换(GFT)谱相似度的故障选线方法.对各出线暂态零序电流进行路图GFT分析,发现非故障线路的路图GFT谱相似,与故障线路有明显差异.通过综合离散弗雷歇距离和综合余弦相似度2个维度综合表征故障线路和非故障线路的路图GFT谱差别,从而筛选出故障线路.仿真结果表明,所提方法实现简单,选线可靠性高,且不易受电网拓扑、过渡电阻、故障初始条件等因素的影响.

At present,intelligent electronic device(IED)virtual terminal connection of smart substation is mainly manual connection.Due to the large number of virtual terminals and high similarity of names,the workload of IED virtual termi-nals is large,and the efficiency is low and error-prone.Automatic connection method of virtual terminals based on fire-work algorithm for calculating distance weight similarity of Levinstein is proposed in this paper.This method is established based on the Levinstein distance similarity model,calculates the virtual terminal similarity,establishes a distance weight vector optimization model,uses the completed virtual connection information of other smart substations,and adopts the firework algorithm to train the optimal distance weight vector.The virtual terminal of the IED to be matched is successfully connected.Simulation examples show that this method uses the completed IED virtual connection information to automati-cally and efficiently connect the IED virtual terminals to be matched,which can effectively improve the efficiency and reli-ability of smart substations.

继电保护系统在运行过程中会出现保护信息交互失效故障,增加了智能变电站保护信息交互失效事件的发生概率,从而降低了保护信息交互失效控制精度.由此提出一种扰动激励下智能变电站保护信息交互失效控制方法.利用扰动激励模式得到智能变电站指标数据集,依靠继电保护设备故障敏感度参数,判断系统是否存在保护信息交互失效故障;分析信息交互失效原理,利用信息交互失败和不期望信息交互两种失效类型,构建基于故障树的保护信息交互失效模型;在此基础上,引入模糊理论评判集和模糊正态隶属度函数对控制指标进行量化,运用截集对模糊DEA控制模型进行求解,完成保护信息交互过程的精准控制.仿真结果表明,所提方法能够大幅度减少智能变电站保护信息交互失效事件的发生概率,提高了保护信息交互失效控制精度,确保继电保护系统正常操作,具备极强的实用性.

智能变电站系统配置文件(SCD)嵌套层次多,包含信息数据量大,查找核对费时费力.现有SCD文件比对大多在同一变电站前后不同版本之间进行,难以发现SCD文件配置错误.提出采用SCD文件描述信息构造样本数据矩阵,对IED分别按变电站间隔与按IED类型聚类,并基于聚类结果对IED比对分析,便于发现IED配置差异及配置错误.算例表明,马尔科夫随机游走与DBSCAN结合能够良好识别IED间隔与IED类型,在同一 SCD文件内对IED配置比对能清晰展示同类间隔、同类IED与双重化配置IED配置差别,减少校验工作量,提高智能站运行可靠性.

针对传统人工智能算法用于输电线路故障测距时泛化能力不足导致测距精度不高的问题,提出一种基于循环神经网络(recurrent neural network,RNN)的输电线路双端故障测距方法.首先通过仿真模拟不同故障模式下线路两端的电压、电流信号作为输入特征,对数据进行预处理后构造样本集,构建RNN模型用样本集进行训练和测试,使模型充分学习输入数据的深层特征,进而对故障距离进行较好的学习预测,最终获取高精度的故障测距模型.本文通过对IEEE10机39节点模型进行仿真试验及对某供电局管辖范围220 kV线路故障数据的测试,结果表明该模型较浅层模型具有更高的测距精度和更好的抗噪性能.

继电保护课程内容知识点多,概念抽象,学生学习时往往难于理解.针对此问题,本文基于Matlab搭建了三段式电流保护的教学仿真模型.该模型能够实现保护的闭环仿真,同时对保护的动作过程进行分析.通过该教学仿真模型,学生能直观理解保护的数据输入、保护算法和保护逻辑功能的实现,有助于学生更好地掌握继电保护基本原理.

当前尚未有针对智能变电站二次安措可靠性的量化方法,一般通过同时施加多种隔离操作断开待检修设备与运行设备之间的二次链路,在提高二次安措可靠性的同时显著增加了其操作复杂度.为定量分析二次安措的可靠性,提出链路矩阵用于描述待隔离链路及各链路可采取的隔离方式,基于链路矩阵和各隔离方式的可靠性得到可靠性矩阵,进而计算出二次安措的可靠性;利用改进的Halstead方法计算二次安措的复杂度;基于可靠性和复杂度建立二次安措的0-1整数规划模型,并利用隐枚举法对此模型求解,获得最优二次安措.算例分析表明此可靠性和复杂度计算方法简单,优化模型有效,为简化二次安措提供了理论基础.

直流线路发生故障后,为快速找到故障点,研究直流配电网的故障测距技术十分必要.文中在分析直流配电网故障特征的基础上,提出了一种基于故障暂态信息的高精度故障测距方法.该方法利用故障电容放电阶段的电流电压信息建立故障测距表达式,然后对式中电流微分计算方法进行分析,提出了降低测距误差率的采样点选取方法,利用选取的点参与故障测距计算得到的结果精度较高.最后在PSCAD/EMTDC上进行故障仿真,并将录波数据导入到MATLAB进行计算,结果验证了方法的有效性.

The secondary system of smart substation replaces the cable communication of traditional substation with network communication, which greatly improves the information sharing of substation. At the same time, it also makes the operation of secondary safety measures complex, without "obvious electrical break point", and the reliability of secondary safety measures is difficult to guarantee. Firstly, the concept and basic principles of secondary safety measures in smart substations are discussed, and the reasons for the low reliability of secondary safety measures are analyzed. Secondly, three solutions are summarized, which are preview check, online error prevention and automatic generation of secondary safety measures. Then the difficulties of engineering application are analyzed. Finally, the future development direction of secondary safety measures is prospected.

针对谐振接地系统发生单相接地故障后的选线准确度问题,尤其是故障发生在相电压过零点及最大值附近时灵敏度欠缺的问题,首先分析零序网络故障暂态电流的特性,探讨健全线路与故障线路的阻抗特性,然后将零序电流和电压导数的相关系数作为判据,充分地利用了馈线暂态零序电流中的衰减直流分量、工频分量和高频分量,提出一种高、低频段下的相关分析故障选线方法,最后从故障合闸角、过渡电阻两方面仿真验证了所提方法的有效性.

随着智能变电站的建设,继电保护原理的实现技术发生了巨大的变化.传统验证性、原理性的实验平台难以适应工程现场继电保护专业技术的应用.因此,迫切需要对现有的教学实验基础条件进行改造和建设.因此,本文阐述四川大学新建继电保护综合实验室的建设思路和方案.实验室以现场电力系统智能变电站建设标准为参考,引进工业化的微机继电保护装置及监控系统,最大限度地模拟实际工程应用,以期达到学生在校实验与工程操作无缝对接的教学目标.

为解决因分布式电源接入配电网导致网络拓扑结构改变而引起的依靠传统电源故障特性建立的保护方案容易发生误动和拒动问题,提出一种基于保护安装处电流序分量相位差的新型纵联保护方案.方案定义电流负序分量和正序分量相位差为电流序分量相位差.通过计算保护装置处电流序分量相位差,进而再比较线路两端保护装置处的电流序分量相位差值大小,快速识别区内外故障.方案针对分布式电源多点接入、过渡电阻大小影响,不可测分支存在情况分别进行分析仿真.最后利用Matlab仿真软件对保护方案进行仿真,验证了保护方案的正确性.

针对逆变型分布式电源(IIDG)T接方式接入配电网后传统三段式电流保护难以适用的问题,提出了一种含T接逆变型分布式电源配电网的纵联保护方案.该方案讨论了在低电压穿越期间IIDG采用恒功率控制策略对故障输出的影响;通过定义复合差动阻抗并分析其在被保护馈线区内外故障的幅值差异,提出一种基于复合差动阻抗的含逆变电源T接配网的纵联保护原理;为消除该保护原理在三相金属性短路故障时的死区,引入T型电流差动保护作为辅助判据.在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了含IIDG的10 kV配电网仿真模型,仿真结果验证了该方案的合理性与有效性.

智能变电站配置描述(SCD)文件中没有直接描述一次设备及其拓扑关系的信息,不能直接得到主接线图.文中提出了一种利用SCD文件中智能电子设备(IED)模型信息快速自动生成主接线图的方法.该方法基于IED和一次设备之间的关联及复杂的虚连接关系,采用拓扑连接矩阵对设备拓扑关系进行表示,提出了基于预排序遍历树的IED信息处理模型用于设备拓扑连接关系辨识,利用可缩放矢量图和并行计算技术,只需要SCD文件即可实现主接线图自动生成.实测结果验证了所提方法的有效性和实用性.

针对人工神经网络(ANN)用于输电线路故障选相时收敛性差的问题,提出一种基于堆叠自动编码器(SAE)的故障选相方法,即先构建SAE深层架构模型,再将线路两端采集的故障电流、电压及相关序分量组成的综合电气量数据作为输入特征对SAE进行两阶段训练学习,该模型可充分提取输入量的高阶特征,能够对复杂故障数据进行较好地分类,进而得到精准的选相结果.仿真试验和现场实际故障数据的测试结果表明,该方法受故障位置、过渡电阻、系统电压及负荷水平等因素影响小,较人工神经网络(ANN)有更优的收敛性能和选相准确率.

In order to make the on-line verification of relay protection setting more efficient and reasonable,the online checking sequence is determined by the comprehensive importance of relay protection.Most of the existing protection importance assessment methods fail to present a full view.To solve this problem,this paper takes the importance of network location of the protection and the severity of protection failure into account,and then,the evaluation model of protection comprehensive importance is constructed.Firstly,branch importance is presented by the active power betweenness of branch to quantify the importance of the branch which the protection located at.Then,based on protection fault chain model and risk theory,the severity of protection failure is,proposed to quantify the risk consequence of the chain of protection failure.Finally,coordination degree of protections is proposed to quantify the topological vulnerability of protection location.In order to compensate the limitation of the single weighting method,the weights of each index are obtained by combinational weighting method of relative entropy,and then,the comprehensive importance index of protection is obtained,and the on-line verification sequence of protection setting is conducted by the comprehensive importance index.Compared with the existing methods,this method evaluates protection importance more comprehensively,making the online checking sequence of protection setting more reference significance.In the end,the correctness and comprehensiveness of the proposed method are verified by a simulation example.

针对站域后备保护(SABP)信息同步性要求高和容错性低等问题,提出了一种基于改进证据理论融合的SABP算法。首先,SABP装置根据全站各线路两端传统主/后备保护和方向元件动作情况识别疑似故障线路,并由各疑似故障线路两端保护信息构成证据融合信息域。然后,搜集证据融合信息域内的主/后备保护和方向元件动作信息,经预处理后形成证据组并计算各证据的基本概率赋值,利用改进证据理论对证据信息进行融合判断来实现故障线路的识别。算例仿真表明,该SABP算法具有无需信息同步、站域信息交互的通信量小和信息容错性高等特点,能有效改善SABP性能。

介绍了目前智能变电站SCD配置工具的发展情况,重点分析了目前SCL配置工具在层次信息可视化功能方面存在的问题,针对通用的SCD配置工具可视化功能较弱,可视化系统局限于虚端子可视化,而不能体现智能变电站信息层次结构的问题,利用层次信息集成可视化技术,将SCD文件的层次结构、IED模型层次和智能变电站三层两网的物理层次结合起来,提出了一种具有良好层次信息架构、集成化的、多层次的SCD可视化展示系统.该可视化系统还可将IED设备有关图片和二次设计图纸关联整合,便于检修调试运维人员更好地使用和理解SCD文件.

通过优化设置继电保护定值,可以优化电力系统中继电保护装置的协调性,减小继电器动作时间,提高电力系统的可靠性.文中针对配电网中保护的协调配合问题,将反时限过电流保护的整定计算转化为一种含有多个约束条件的非线性规划问题,提出了一种基于改进的SOS算法的反时限过电流保护协调优化方案.在IEEE 3节点系统和IEEE 8节点系统中的仿真结果表明,改进的SOS算法具有更好的收敛速度和精度,能够克服解陷入局部最优,基于改进的SOS算法的保护优化协调方案能够提高保护的速动性.

This paper considers the phenomenon that the distance relay becomes over reach or under reach when the 220 kV grid transmission transform from double line to one line.The reason for appearance of impedance deviation is analyzed.Then the analytical results of the impedance in different operating condition are obtained.Thus,an adaptive protection method is put forward.The method can adjust real time distance protection scheme by the analytical results of the impedance under different operating conditions.As the impedance at the end of line has the falling tendency,the end of line malfunction is protected by adding fault phase voltage lockout.The simulation of actual 220 kV system is implemented in the PSCAD.The results show that the proposed method is correct and effective.