高压直流输电线路行波保护的研究

论文摘要

高压直流输电以其传输功率大、线路造价低、控制性能好等优点,在远距离、大功率输电中占有越来越重要的地位,世界发达国家都把它作为大容量、远距离送电和异步联网的主要手段。我国也因“西电东送,南北互供,全国联网”,尤其是近年来国家大力发展特高压,而使得高压直流输电成为电力建设的热点。然而根据葛上直流输电工程和天广直流输电工程的运行情况来看,目前国内外投运的直流线路继电保护装置普遍存在着可靠性不高,易误动等问题,因此如何提高直流输电线路保护的可靠性是我国发展直流输电亟待解决的问题。本文首先介绍了高压直流输电工程的概况以及直流输电系统的构成和直流线路特性,在分析了直流线路故障的发生过程的基础上,引出了行波的概念,并进而阐述了行波保护的原理。然后在天广直流输电系统的基础上,建立了基于仿真软件PSCAD/EMTDC的高压直流输电线路行波保护的数学模型。对实际运行的天广直流工程中保护原理与判据进行了相应的仿真分析,并分别对ABB行波保护方案和SIEMENS行波保护方案进行了对比性分析。分析结果表明这两种方案都易受噪声的干扰和易误动。为此,本文引入了小波变换的数学工具,并应用到直流线路行波保护中,形成了基于小波变换的直流输电线路行波距离保护和电流极性比较式方向保护,并且对这两种保护原理进行了充分的数据仿真分析,仿真结果也验证了保护的可行性,为高压直流输电线路保护提供了理论依据和技术支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 高压直流输电技术发展现状
• 1.2.2 行波保护的提出和研究现状
• 1.2.3 高压直流输电线路行波保护的提出和现状
• 1.2.4 小波分析在高压直流输电线路行波保护中的应用
• 1.3 论文研究的主要内容
• 第2章 高压直流输电工程及行波保护原理
• 2.1 直流输电工程
• 2.1.1 直流系统构成
• 2.1.2 直流输电线路
• 2.2 直流线路故障行波理论
• 2.2.1 直流线路故障过程
• 2.2.2 均匀输电线行波理论
• 2.3 行波保护原理
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于PSCAD/EMTDC 的高压直流线路仿真模型
• 3.1 PSCAD/EMTDC 简介
• 3.2 天广直流输电系统简介
• 3.2.1 天广直流输电工程介绍
• 3.2.2 天广直流输电系统参数
• 3.3 基于PSCAD/EMTDC 的系统仿真模型
• 3.3.1 HVDC 系统仿真模型的建立
• 3.3.2 各种故障情况的仿真
• 3.4 本章小结
• 第4章 高压直流输电线路行波保护
• 4.1 高压直流线路保护的配置
• 4.2 天广直流系统行波保护判据
• 4.2.1 天广直流系统行波保护原理
• 4.2.2 天广直流系统行波保护动作性能分析
• 4.3 ABB 行波保护判据
• 4.3.1 ABB 行波保护原理与判据
• 4.3.2 ABB 行波保护整定值的整定
• 4.3.3 ABB 行波保护动作性能分析
• 4.4 SIEMENS 行波保护判据
• 4.4.1 SIEMENS 行波保护原理
• 4.4.2 SIEMENS 行波保护整定值整定
• 4.4.3 SIEMENS 行波保护动作性能分析
• 4.5 ABB 与SIEMENS 行波保护对比性分析
• 4.6 本章小结
• 第5章 基于小波变换的HVDC 线路行波保护
• 5.1 基于小波变换的HVDC 线路行波保护
• 5.1.1 小波理论
• 5.1.2 小波多分辨分析与尺度选取
• 5.1.3 基于小波变换模极大值的奇异性检测实现HVDC 行波保护
• 5.2 基于小波变换的HVDC 线路行波测距式距离保护
• 5.2.1 行波测距式距离保护基本原理与判据
• 5.2.2 HVDC 线路行波测距式距离保护动作性能分析
• 5.2.3 HVDC 线路行波测距式距离保护仿真分析
• 5.3 基于小波变换HVDC 线路行波电流极性比较式方向保护
• 5.3.1 HVDC 线路行波电流极性比较式方向保护原理与判据
• 5.3.2 HVDC 线路行波电流极性比较式方向保护动作性能分析
• 5.4 影响因素分析
• 5.4.1 直流母线结构影响
• 5.4.2 接地电阻影响
• 5.4.3 雷击影响
• 5.5 故障定位与保护的配合
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢