隨著智能電網(wǎng)國家戰(zhàn)略與全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略的不斷推進(jìn),電力資源將實(shí)現(xiàn)更大范圍內(nèi)的調(diào)配。為解決日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題,隨著大規(guī)模清潔能源接入,我國正在形成交直流互聯(lián)電網(wǎng),充分發(fā)揮各自優(yōu)勢,相互支撐的交直流混聯(lián)電網(wǎng)。輸電線路作為電流傳導(dǎo)的介質(zhì)和能量傳輸?shù)耐ǖ?是電網(wǎng)中的重要組成部分之一,線路安全對(duì)于電力系統(tǒng)至關(guān)重要。同塔雙回線路與柔性直流線路分別為交流系統(tǒng)和直流系統(tǒng)中的重要輸電方式之一,且隨著輸電走廊減少和柔性直流技術(shù)的日益完善,二者在電網(wǎng)中的應(yīng)用范圍將更為廣泛。然而目前同塔雙回線路和柔性直流線路保護(hù)速動(dòng)性、可靠性和動(dòng)作機(jī)制仍有待提高和優(yōu)化。因此本文圍繞同塔雙回線路和柔性直流線路,在分析二者故障后電氣量變化特性的基礎(chǔ)上提出了新型線路保護(hù)判據(jù),并針對(duì)同塔雙回線跳合閘機(jī)制和交直流互聯(lián)系統(tǒng)線路保護(hù)相互影響及協(xié)調(diào)配合等保護(hù)動(dòng)作機(jī)制進(jìn)行了研究,主要研究內(nèi)容包括:(1)針對(duì)同塔雙回線路各回線之間自互感作用較為復(fù)雜,短路故障種類較多,現(xiàn)有選相及保護(hù)方法在跨線故障及線路末端故障時(shí)性能存在缺陷的問題,分別提出了同塔雙回線路整體化選相方法及阻抗橫差比線路保護(hù)方法。不同于傳統(tǒng)選相方法兩回線單獨(dú)進(jìn)行故障選相,本文所提選相方法利用同名相電流和及母線電壓進(jìn)行故障選相,選相結(jié)果不區(qū)分故障回線,提高了故障選相結(jié)果準(zhǔn)確度;在整體化選相結(jié)果基礎(chǔ)上定義了一種計(jì)及線路自互感的測量阻抗,并利用同名相測量阻抗橫差比值構(gòu)造同塔雙回線路保護(hù)判據(jù),僅利用單側(cè)電氣量不依賴通信且有較強(qiáng)帶過渡電阻能力,理論分析與數(shù)字及動(dòng)模仿真均驗(yàn)證了其可行性。(2)重新定義同塔雙回線路準(zhǔn)三相運(yùn)行并從多方面論證了其故障后短時(shí)運(yùn)行的優(yōu)勢及可行性,在此基礎(chǔ)上提出了基于同塔雙回線路準(zhǔn)三相運(yùn)行的改進(jìn)跳合閘機(jī)制。對(duì)于全程同塔雙回線路,故障后通過最少的跳合閘操作盡量使其進(jìn)入準(zhǔn)三相運(yùn)行,從而降低線路兩側(cè)系統(tǒng)電氣聯(lián)系被完全切除的可能性,減少重合閘操作時(shí)重合于永久性故障對(duì)系統(tǒng)造成二次沖擊的概率。在動(dòng)作機(jī)制方面優(yōu)化了繼電保護(hù)性能。從保護(hù)架構(gòu)的角度,對(duì)同塔雙回線路整體化保護(hù)的實(shí)現(xiàn)前提進(jìn)行了研究,并提出了整體化保護(hù)的分立配置方法。(3)為滿足柔性直流輸電系統(tǒng)對(duì)線路保護(hù)速動(dòng)性的較高要求,提出了基于橫差電流的VSC-HVDC柔性直流系統(tǒng)線路保護(hù)方法。受限于現(xiàn)階段直流斷路器技術(shù)水平,目前運(yùn)行的柔性直流線路大多未配置直流斷路器。為降低線路故障發(fā)生的概率,目前投運(yùn)的柔性直流工程均使用電纜作為輸電線路,此時(shí)的故障威脅主要來自于柔直線路單極短路。利用直流線路區(qū)內(nèi)區(qū)外故障后線路結(jié)構(gòu)對(duì)稱性之間差異導(dǎo)致的橫差電流變化特性,構(gòu)造出基于極電流橫差比判據(jù)的線路保護(hù)方法,可實(shí)現(xiàn)對(duì)交流故障、直流母線故障與直流線路故障的精確區(qū)分。此判據(jù)不依賴于通信通道,理論及仿真結(jié)果均證明了其極高的速動(dòng)性及較強(qiáng)的帶過渡電阻能力。(4)隨著直流斷路器技術(shù)水平的不斷提高以及柔性直流架空線路的發(fā)展和應(yīng)用,針對(duì)線路單極及極間故障,提出了基于限流電抗器測量功率的線路保護(hù)方法。在深入分析短路初始階段電氣量變化機(jī)理的基礎(chǔ)上,從能量轉(zhuǎn)移的角度出發(fā),通過研究線路區(qū)內(nèi)與區(qū)外故障后限流電抗器測量功率的差異,實(shí)現(xiàn)對(duì)故障位置的準(zhǔn)確區(qū)分。此保護(hù)判據(jù)不依賴于通信通道,且線路末端故障時(shí)保護(hù)判據(jù)仍具有極高靈敏性。(5)針對(duì)柔性直流系統(tǒng)與交流系統(tǒng)聯(lián)系日益緊密,系統(tǒng)之間電磁耦合不斷增強(qiáng)的情況,對(duì)某一系統(tǒng)內(nèi)部故障后其所關(guān)聯(lián)的另一系統(tǒng)線路保護(hù)性能進(jìn)行了研究。并初步探討交直流系統(tǒng)線路保護(hù)的協(xié)調(diào)配合及動(dòng)作機(jī)制。詳細(xì)分析了直流線路故障后交流系統(tǒng)電氣量的變化規(guī)律及機(jī)理。對(duì)直流系統(tǒng)故障后交流線路常用繼電保護(hù)的動(dòng)作性能進(jìn)行研究和分析,并給出相應(yīng)防誤動(dòng)措施。同時(shí)研究了交流系統(tǒng)故障后直流線路電氣量變化規(guī)律。以目前直流線路普遍配置的行波保護(hù)為例,分析了交流故障后直流線路行波保護(hù)的動(dòng)作性能并提出相應(yīng)防誤動(dòng)措施。
【學(xué)位單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM77
【部分圖文】：

線路全長150km，電壓等級(jí)500kV，同塔雙回線路仿真模型如圖2-11 所示：圖 2-11 同塔雙回線路仿真模型Fig 2-11 The simulation model of double circuit lines on the same tower

動(dòng)模實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?shí)物圖如圖2-18 所示：第一回線第二回線1A1C1B2A2B2C(a) (b)圖 2-18 同塔雙回線路動(dòng)模實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖Fig 2-18 The model of double circuit lines on the same tower in dynamic physical simulation

圖 3-1 同塔雙回線路準(zhǔn)三相運(yùn)行線路模型結(jié)構(gòu)圖cture of double circuit lines on the same tower used for the research of Quasoperation相運(yùn)行狀態(tài)中傳輸功率研究
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉劍;邰能靈;范春菊;黃文燾;;柔性直流輸電線路故障處理與保護(hù)技術(shù)評(píng)述[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2015年20期

2 鄒耀;陳衛(wèi);李世龍;方海兵;陳德樹;;同桿雙回線準(zhǔn)三相運(yùn)行與跳合閘策略[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2015年15期

3 李佳曼;蔡澤祥;李曉華;趙建寧;周全;王海軍;張勝慧;呂金壯;;直流系統(tǒng)保護(hù)對(duì)交流故障的響應(yīng)機(jī)理與交流故障引發(fā)的直流系統(tǒng)保護(hù)誤動(dòng)分析[J];電網(wǎng)技術(shù);2015年04期

4 王慶慶;王慧芳;林達(dá);何奔騰;;基于并聯(lián)電抗器差模電流波形特征的三相自適應(yīng)重合閘永久性故障識(shí)別[J];電網(wǎng)技術(shù);2015年04期

5 宋國兵;冉孟兵;靳幸福;齊倩;劉甜;萬青;;利用零模電流的VSC-HVDC輸電線路單端量保護(hù)原理研究[J];電力系統(tǒng)保護(hù)與控制;2014年15期

6 宋國兵;冉孟兵;褚旭;靳幸福;劉甜;馬志賓;;利用高低頻電流幅值比的VSC-HVDC輸電線路全線速動(dòng)保護(hù)新原理[J];電網(wǎng)技術(shù);2014年05期

7 宋國兵;靳幸福;冉孟兵;高淑萍;索南加樂;;基于并聯(lián)電容參數(shù)識(shí)別的VSC-HVDC輸電線路縱聯(lián)保護(hù)[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2013年15期

8 李博通;李永麗;;基于故障點(diǎn)電壓的單相自適應(yīng)重合閘判據(jù)(英文)[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2013年10期

9 宋國兵;靳幸福;李德坤;靳東暉;馬志賓;索南加樂;;識(shí)別模型參數(shù)的電壓源換流器型直流輸電線路縱聯(lián)保護(hù)[J];西安交通大學(xué)學(xué)報(bào);2013年08期

10 李偉;畢天姝;徐振宇;楊奇遜;;同桿雙回線跨線接地故障的距離保護(hù)算法研究[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2013年07期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 林達(dá);自適應(yīng)重合閘和自適應(yīng)電流保護(hù)技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2016年

2 楊光亮;高壓直流輸電系統(tǒng)控制保護(hù)配置方案研究及諧波影響分析[D];上海交通大學(xué);2015年

3 成敬周;高壓交直流互聯(lián)系統(tǒng)故障分析及相關(guān)保護(hù)的研究[D];浙江大學(xué);2014年

4 鄧星;同桿并架線路繼電保護(hù)與故障測距新技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2012年

5 曾耿暉;同塔線路故障分析及其對(duì)繼電保護(hù)影響研究[D];華南理工大學(xué);2012年

6 李博通;同塔多回線智能跳合閘方案的研究[D];天津大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 郗傳鑫;柔性直流輸電線路故障測距研究[D];山東大學(xué);2017年

2 王磊;柔性直流輸電線路繼電保護(hù)原理研究[D];山東大學(xué);2017年

3 王娟娟;VSC-HVDC系統(tǒng)典型故障仿真與分析[D];西安建筑科技大學(xué);2015年

4 李佳曼;直流保護(hù)對(duì)交流故障的響應(yīng)及其出口時(shí)序特性研究[D];華南理工大學(xué);2015年

5 武驍;交直流混聯(lián)系統(tǒng)輸電線路繼電保護(hù)關(guān)鍵問題研究[D];西南交通大學(xué);2015年

6 李龍;同桿雙回輸電線路保護(hù)原理與仿真研究[D];華中科技大學(xué);2013年

7 欒雪蓮;基于九電流的同桿雙回線故障選相原理研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2011年

8 仇成;同桿并架雙回線路縱聯(lián)保護(hù)與選相技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2009年

9 齊亮;同桿雙回線自適應(yīng)重合閘的研究[D];天津大學(xué);2008年

10 李夏陽;500kV同桿雙回線橫差保護(hù)的實(shí)現(xiàn)研究[D];重慶大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2851021