本文關(guān)鍵詞：交直流混聯(lián)系統(tǒng)輸電線路繼電保護(hù)關(guān)鍵問(wèn)題研究

  更多相關(guān)文章： 特高壓直流輸電 交直流混聯(lián)系統(tǒng) 換相失敗 模型建立 快速傅里葉變換 諧波與間諧波分析 工頻突變量方向縱聯(lián)保護(hù) 極性比較

【摘要】：隨著我國(guó)特高壓直流(Ultra High Voltage Direct Current, UHVDC)輸電工程的快速建設(shè),我國(guó)將形成多個(gè)含特高壓直流的交直流混聯(lián)電網(wǎng)。UHVDC饋入在豐富系統(tǒng)運(yùn)行方式、提高輸電容量的同時(shí),也產(chǎn)生了系統(tǒng)之間的故障相互作用問(wèn)題,影響交直流混聯(lián)系統(tǒng)輸電線路保護(hù)的可靠性。一方面,交流系統(tǒng)故障易引起直流逆變器發(fā)生換相失敗,并導(dǎo)致相鄰交流線路的電氣量信號(hào)發(fā)生畸變,存在造成交流線路保護(hù)不正確動(dòng)作的風(fēng)險(xiǎn)。另一方面,現(xiàn)有直流輸電線路保護(hù)耐受過(guò)渡電阻能力差、缺乏完善的門(mén)檻值整定依據(jù),難以在高阻故障時(shí)有效動(dòng)作,影響交直流混聯(lián)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。為此,論文圍繞直流換相失敗時(shí)交流線路保護(hù)無(wú)法正確動(dòng)作和高阻故障時(shí)直流線路保護(hù)可靠性差這兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題開(kāi)展研究,主要工作有：1)含UHVDC的交直流混聯(lián)系統(tǒng)模型建立�；陔姶艜簯B(tài)仿真軟件PSCAD/EMTDC,搭建了UHVDC系統(tǒng)經(jīng)雙回交流線路饋入交流電網(wǎng)的詳細(xì)交直流混聯(lián)系統(tǒng)模型。其中,直流系統(tǒng)換流器采用詳細(xì)的電磁暫態(tài)模型,交流系統(tǒng)發(fā)電機(jī)采用含調(diào)速器和勵(lì)磁裝置的詳細(xì)模型。對(duì)不同運(yùn)行工況下的交直流混聯(lián)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行仿真分析,經(jīng)模型驗(yàn)證可知,該交直流混聯(lián)系統(tǒng)模型可正確反映各運(yùn)行工況下的電磁暫態(tài)特性,為后續(xù)研究交直流混聯(lián)系統(tǒng)繼電保護(hù)相關(guān)問(wèn)題奠定了良好的模型基礎(chǔ)。2)換相失敗故障條件下的交流故障信號(hào)特征分析。換相失敗工況下直流系統(tǒng)派生的故障電氣分量會(huì)嚴(yán)重影響交流側(cè)線路保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確性,而精確分析該故障工況下的交流信號(hào)特征則成為交流保護(hù)研究的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。利用改進(jìn)的二級(jí)快速傅里葉變換(Fast Fourier Transform, FFT)算法,對(duì)交直流混聯(lián)系統(tǒng)中的交流故障信號(hào)特征及其畸變規(guī)律進(jìn)行精確分析。由分析結(jié)果可知,換相失敗故障條件下的交流信號(hào)中含有大量的諧波和間諧波分量,且交流故障線路的平行線路的總諧波畸變率更高,并隨故障距離和故障類型的不同呈現(xiàn)一定規(guī)律。3)換相失敗故障條件下的工頻突變量方向縱聯(lián)保護(hù)動(dòng)作性能研究。通過(guò)仿真分析工頻突變量方向縱聯(lián)保護(hù)在交直流混聯(lián)電網(wǎng)中的動(dòng)作性能,探究了換相失敗條件下直流系統(tǒng)注入交流電網(wǎng)的非特征諧波對(duì)交流線路保護(hù)動(dòng)作特性的影響機(jī)理及其解決措施。研究表明,非特征諧波嚴(yán)重影響目前保護(hù)中常用的全周傅氏算法對(duì)工頻相量的提取精度,進(jìn)而影響交流線路保護(hù)的動(dòng)作性能,且交流故障信號(hào)中的非特征諧波所占比例越高、對(duì)交流線路保護(hù)的影響越大。通過(guò)研究不受非特征諧波干擾的工頻相量提取算法等途徑,可望提高現(xiàn)有交直流混聯(lián)系統(tǒng)中的交流保護(hù)動(dòng)作可靠性。4)可快速反應(yīng)高阻接地故障的UHVDC輸電線路縱聯(lián)保護(hù)方案。針對(duì)現(xiàn)有UHVDC輸電系統(tǒng)線路保護(hù)存在的耐過(guò)渡電阻能力差、門(mén)檻值難整定等問(wèn)題,在分析UHVDC輸電線路兩側(cè)電壓、電流突變量特征的基礎(chǔ)上,研究了一種適用于交直流混聯(lián)系統(tǒng)的UHVDC輸電線路縱聯(lián)保護(hù)方法。該方法利用最小二乘擬合表征基于小波變換求得的低頻帶故障電壓和電流信號(hào)的極性關(guān)系,使得保護(hù)方案具有較強(qiáng)的耐受過(guò)渡電阻、噪聲和高頻阻滯等干擾能力,克服了要通過(guò)窮舉式仿真進(jìn)行整定的問(wèn)題,且算法計(jì)算量較小、對(duì)通信通道和裝置采樣率要求低,滿足當(dāng)前特高壓直流輸電系統(tǒng)的保護(hù)硬件要求。論文探討了直流換相失敗對(duì)交流線路保護(hù)動(dòng)作性能的影響機(jī)理及其解決措施,解決了現(xiàn)有直流線路保護(hù)耐受高阻能力差、門(mén)檻值難整定的問(wèn)題,可望為交直流混聯(lián)系統(tǒng)輸電線路繼電保護(hù)的相關(guān)研究提供支持。
【關(guān)鍵詞】：特高壓直流輸電 交直流混聯(lián)系統(tǒng) 換相失敗 模型建立 快速傅里葉變換 諧波與間諧波分析 工頻突變量方向縱聯(lián)保護(hù) 極性比較
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM773;TM721.3
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 交直流混聯(lián)系統(tǒng)中的交流輸電線路保護(hù)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 交直流混聯(lián)系統(tǒng)中的直流輸電線路保護(hù)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本論文的主要工作15-18
• 1.3.1 研究對(duì)象和目標(biāo)15
• 1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容15-16
• 1.3.3 論文章節(jié)安排16-18
• 第2章 交直流混聯(lián)系統(tǒng)模型建立及仿真分析18-31
• 2.1 電力系統(tǒng)仿真軟件比較18
• 2.2 特高壓直流輸電系統(tǒng)建模18-22
• 2.2.1 主回路參數(shù)確定19-20
• 2.2.2 控制系統(tǒng)模型建立20-22
• 2.3 交流輸電系統(tǒng)建模22-24
• 2.4 交直流混聯(lián)系統(tǒng)仿真分析24-30
• 2.4.1 模型介紹24
• 2.4.2 系統(tǒng)特性分析24-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 交直流混聯(lián)系統(tǒng)中的交流故障信號(hào)特征分析31-41
• 3.1 交直流混聯(lián)系統(tǒng)諧波與間諧波產(chǎn)生機(jī)理31
• 3.2 換相失敗時(shí)的交流故障信號(hào)特征31-37
• 3.2.1 信號(hào)特征分析方法介紹31-33
• 3.2.2 信號(hào)特征分析方法驗(yàn)證33-35
• 3.2.3 交流故障信號(hào)特征分析35-37
• 3.3 換相失敗時(shí)的交流信號(hào)總諧波畸變率特征37-40
• 3.3.1 交流故障線路與平行線路總諧波畸變率的比較37-39
• 3.3.2 平行線路總諧波畸變率的影響因素39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 交直流混聯(lián)系統(tǒng)中的工頻突變量方向縱聯(lián)保護(hù)動(dòng)作性能分析41-52
• 4.1 工頻突變量方向縱聯(lián)保護(hù)基本原理41-43
• 4.1.1 工頻突變量方向元件的判別原理41-42
• 4.1.2 工頻突變量方向元件的實(shí)現(xiàn)方式42
• 4.1.3 工頻突變量方向縱聯(lián)保護(hù)的工作原理42-43
• 4.2 工頻突變量方向縱聯(lián)保護(hù)動(dòng)作性能仿真分析43-49
• 4.2.1 典型換相失敗條件下的保護(hù)動(dòng)作特性43-45
• 4.2.2 保護(hù)動(dòng)作性能的影響因素45-49
• 4.3 換相失敗對(duì)交流線路保護(hù)動(dòng)作性能的影響機(jī)理及解決措施49-51
• 4.3.1 影響機(jī)理49-50
• 4.3.2 解決措施50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 交直流混聯(lián)系統(tǒng)中的直流線路保護(hù)方案研究52-64
• 5.1 UHVDC輸電線路電壓和電流突變量方向特征分析52-54
• 5.1.1 UHVDC輸電系統(tǒng)介紹52
• 5.1.2 故障信號(hào)方向特征分析52-54
• 5.2 基于最小二乘擬合的UHVDC輸電線路縱聯(lián)保護(hù)方案54-58
• 5.2.1 區(qū)內(nèi)故障識(shí)別判據(jù)54-55
• 5.2.2 故障選極判據(jù)55-57
• 5.2.3 保護(hù)啟動(dòng)判據(jù)57
• 5.2.4 算法流程57-58
• 5.3 算法運(yùn)算量及可行性分析58-59
• 5.3.1 算法運(yùn)算量分析58-59
• 5.3.2 工程可行性分析59
• 5.4 仿真分析59-63
• 5.4.1 直流線路區(qū)內(nèi)高阻接地故障59-60
• 5.4.2 直流線路區(qū)內(nèi)出口處故障60-61
• 5.4.3 含噪聲干擾時(shí)的直流線路區(qū)內(nèi)接地故障61
• 5.4.4 平波電抗器外側(cè)故障61-63
• 5.4.5 交流系統(tǒng)故障63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 結(jié)論64-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果73

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 侯文瑞;蔣祖華;金玉蘭;;基于可靠度的多設(shè)備混聯(lián)系統(tǒng)機(jī)會(huì)維護(hù)模型[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2009年04期

2 岳磊;張民悅;;采用TTT變換的混聯(lián)系統(tǒng)預(yù)防維修策略分析[J];沈陽(yáng)理工大學(xué)學(xué)報(bào);2014年02期

3 毛志強(qiáng);;基于VSC技術(shù)的交直流混聯(lián)系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析[J];山東電力技術(shù);2014年03期

4 張利萍;王德倫;;混聯(lián)機(jī)械系統(tǒng)組合方式廣義特征狀態(tài)方程[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2007年03期

5 ;[J];;年期

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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

2 胡平;三個(gè)單元混聯(lián)系統(tǒng)屏蔽數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析[D];上海師范大學(xué);2014年

3 徐鳴;發(fā)電廠高壓側(cè)電壓控制對(duì)交直流混聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定性影響的研究[D];華南理工大學(xué);2012年

4 段貴鋒;四單元混聯(lián)系統(tǒng)的可靠性分析[D];上海師范大學(xué);2013年

5 陸明;特高壓交直流混聯(lián)系統(tǒng)諧波特性研究[D];華北電力大學(xué);2014年

，

本文編號(hào)：753479