面向被保護對象模型的交直流混聯電網故障檢測方法
發(fā)布時間:2023-04-23 12:58
我國能源基地基本都坐落在西北部地區(qū),而負荷中心多集中在東部以及東南沿海地區(qū),且用電缺額很大,借助高壓直流輸電進行遠距離輸送與交流輸電相比更有優(yōu)勢,建設投運的直流工程也越來越多,由此電網的交直流規(guī)模也越來越大。與傳統的交流電網不同,交直流混聯系統中線路故障后呈現了一系列新的特性,電氣量的變化規(guī)律復雜,出現了大量不衰減的諧波等。問題的關鍵在于交直流混聯系統中的直流系統部分,其控制系統工作原理復雜,運行方式靈活多變,包含了大量的電力電子器件,與傳統的交流系統差異較大,如果對直流系統進行建模分析難度也同時增加。如果能找到一種基本不受直流源故障特性影響的保護原理,就可以避免對直流源進行建模和故障輸出特性的討論,繼而可以靈活可靠地對故障的發(fā)生進行檢測。本文綜合對比了前人的研究工作,提出了一種面向被保護對象模型的保護方法。該方法的主要思路是:被保護對象即被保護元件(線路),電力系統中的元件的電氣量可由一端口或者多端口的模型進行表示,這就表明,無論是交流電源還是直流電源,首先要保證電源的存在才能出現電壓電流量,但電氣量的大小變化也受到被保護對象模型的制約,又因被保護對象模型與描述其模型的數學方程存在一...
【文章頁數】:100 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究的背景及目的
1.1.1 直流輸電快速發(fā)展
1.1.2 交直流混聯電網格局的形成
1.1.3 交直流混聯電網運行特征的分析
1.2 國內外研究現狀
1.2.1 交直流混聯中交流輸電線路保護研究現狀
1.2.2 交直流混聯中直流輸電線路保護研究現狀
1.3 本文的主要工作
第二章 直流電源故障特征及傳統保護原理的適用性分析
2.1 直流電源故障特征分析
2.2 直流輸電系統的換相失敗
2.3 傳統交流保護的適應性分析
2.3.1 對工頻突變量方向縱聯保護的適應性分析
2.3.2 對方向縱聯保護適應性分析
2.3.3 零序保護適應性分析
2.3.4 距離保護適應性分析
2.4 本章小結
第三章 面向被保護元件模型的故障檢測方法
3.1 面向被保護元件模型的保護原理
3.2 傳統的比較工作電壓相位法的工作原理
3.3 面向被保護元件模型的保護原理實現方法
3.3.1 時域工作電壓波形比較保護基本原理
3.3.2 時域工作電壓波形比較保護的判斷方法
3.4 特殊情況的處理
3.4.1 電壓死區(qū)問題的分析
3.4.2 故障發(fā)生在臨界保護范圍處時的分析
3.5 算例仿真分析
3.5.1 仿真模型搭建
3.5.2 正常運行情況仿真
3.5.3 發(fā)生區(qū)內故障時的仿真結果
3.5.4 發(fā)生正向區(qū)外故障時的仿真結果
3.5.5 發(fā)生反向區(qū)外故障時的仿真結果
3.5.6 出現電壓死區(qū)情況的仿真結果
3.5.7 整定點與故障點臨近時的仿真結果
3.6 本章小結
第四章 基于被保護模型的交直流混聯電網故障檢測方法
4.1 直流電源對于故障檢測的影響與需求分析
4.2 交直流混聯系統仿真模型搭建
4.2.1 模型介紹
4.2.2 整流側交流系統故障的仿真
4.2.3 逆變側交流系統故障的仿真
4.3 算例仿真分析
4.3.1 系統正常運行情況仿真
4.3.2 交流線路發(fā)生區(qū)內故障且伴隨單次換相失敗仿真
4.3.3 交流線路發(fā)生正向區(qū)外故障且伴隨單次換相失敗仿真
4.3.4 交流線路發(fā)生反向區(qū)外故障且伴隨單次換相失敗仿真
4.4 本章小結
第五章 總結與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間所發(fā)表的論文
學位論文評閱及答辯情況表
本文編號:3799765
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【學位級別】:碩士
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ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 課題研究的背景及目的
1.1.1 直流輸電快速發(fā)展
1.1.2 交直流混聯電網格局的形成
1.1.3 交直流混聯電網運行特征的分析
1.2 國內外研究現狀
1.2.1 交直流混聯中交流輸電線路保護研究現狀
1.2.2 交直流混聯中直流輸電線路保護研究現狀
1.3 本文的主要工作
第二章 直流電源故障特征及傳統保護原理的適用性分析
2.1 直流電源故障特征分析
2.2 直流輸電系統的換相失敗
2.3 傳統交流保護的適應性分析
2.3.1 對工頻突變量方向縱聯保護的適應性分析
2.3.2 對方向縱聯保護適應性分析
2.3.3 零序保護適應性分析
2.3.4 距離保護適應性分析
2.4 本章小結
第三章 面向被保護元件模型的故障檢測方法
3.1 面向被保護元件模型的保護原理
3.2 傳統的比較工作電壓相位法的工作原理
3.3 面向被保護元件模型的保護原理實現方法
3.3.1 時域工作電壓波形比較保護基本原理
3.3.2 時域工作電壓波形比較保護的判斷方法
3.4 特殊情況的處理
3.4.1 電壓死區(qū)問題的分析
3.4.2 故障發(fā)生在臨界保護范圍處時的分析
3.5 算例仿真分析
3.5.1 仿真模型搭建
3.5.2 正常運行情況仿真
3.5.3 發(fā)生區(qū)內故障時的仿真結果
3.5.4 發(fā)生正向區(qū)外故障時的仿真結果
3.5.5 發(fā)生反向區(qū)外故障時的仿真結果
3.5.6 出現電壓死區(qū)情況的仿真結果
3.5.7 整定點與故障點臨近時的仿真結果
3.6 本章小結
第四章 基于被保護模型的交直流混聯電網故障檢測方法
4.1 直流電源對于故障檢測的影響與需求分析
4.2 交直流混聯系統仿真模型搭建
4.2.1 模型介紹
4.2.2 整流側交流系統故障的仿真
4.2.3 逆變側交流系統故障的仿真
4.3 算例仿真分析
4.3.1 系統正常運行情況仿真
4.3.2 交流線路發(fā)生區(qū)內故障且伴隨單次換相失敗仿真
4.3.3 交流線路發(fā)生正向區(qū)外故障且伴隨單次換相失敗仿真
4.3.4 交流線路發(fā)生反向區(qū)外故障且伴隨單次換相失敗仿真
4.4 本章小結
第五章 總結與展望
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