变电站事故分析系统的实现及测距新方法的研究

论文摘要

当前的电网故障分析系统存在信息接入不规范、信息预处理不足、信息的综合利用度不够等缺点。因此本文设计了一套基于故障录波与保护信息的变电站实时和离线故障分析系统。在COMTRADE规约的基础上解决了故障录波信息和保护信息格式转换的问题,综合这两种录波数据进行故障计算,最后利用故障录波器中的录波信息对保护装置的动作行为进行评判。本文针对电网故障分析系统在分析算法的效率和精度上的不足,提出了一种新的频率监控和频谱分析算法,它能准确计算出信号中的基频分量、整次谐波和非整次谐波的幅值、频率和相角,衰减直流分量的幅值以及衰减时间常数。公式推导的过程先从简单的单信号模型入手,得到单个余弦信号的幅值、频率和相角,再推广到一般情况下的复杂信号,采用牛拉法迭代求解。算法精度高,不受初始采样点、采样频率和阶数的影响,实时性强。本文综合了各种故障点检测、故障选相和故障定位方法;提出了一种基于工频量、采用分布参数模型并进行在线参数计算的故障测距新方法。它仅需双端系统的电气量,通过三相解耦推导出故障测距的解析表达式。该算法能计算出双端系统的非同步角和受环境影响而变化的线路参数,克服了传统故障测距的弊端,不存在伪根问题、算法简单实用、计算量小,无需搜索和迭代、鲁棒性强。该算法也不受故障类型、过渡电阻等因素的影响。最后本文通过某变电站内一次典型的线路故障验证了该系统的实用性和有效性,该系统能够同时满足调度人员、继保人员和运行人员的要求,分析功能强大,计算所用的算法精度高、实用性强。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及其意义
• 1.1.1 变电站事故分析系统研制的背景及意义
• 1.1.2 输电线路故障测距技术的研究背景及意义
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 电网故障分析系统的研究现状
• 1.2.2 高压输电线路故障测距的研究现状
• 1.3 本文的主要工作和章节安排
• 第2章 变电站事故分析系统的总体方案
• 2.1 通信组网方案
• 2.2 数据库模块
• 2.3 故障分析模块
• 2.4 本章小结
• 第3章 变电站事故分析系统中的数据处理及算法
• 3.1 COMTRADE99 规约及格式转换
• 3.2 全周傅氏算法
• 3.3 对称分量法
• 3.4 突变量算法
• 3.5 选相算法
• 3.5.1 突变量选相算法
• 3.5.2 序分量选相算法
• 3.6 单端故障测距算法
• 3.6.1 测量阻抗法
• 3.6.2 故障分析法
• 3.6.3 微分方程法
• 3.7 本章小结
• 第4章 频率监控与频谱分析
• 4.1 基于单信号模型的算法推导
• 4.2 基于多信号模型的算法推导
• 4.3 基于多信号模型的程序流程
• 4.4 算例仿真
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于参数检测的双端故障测距算法
• 5.1 故障测距的解析表达式
• 5.2 非同步角和线路参数计算
• 5.2.1 非同步角的计算
• 5.2.2 线路参数的实时计算
• 5.3 测距流程
• 5.4 算例仿真
• 5.5 本章小结
• 第6章 变电站事故分析软件的设计与开发
• 6.1 软件的总体特点
• 6.2 拓扑绘图
• 6.3 实时故障分析
• 6.3.1 数据的读取及触发
• 6.3.2 故障时刻的检测
• 6.3.3 故障切除点的检测
• 6.3.4 故障选相
• 6.3.5 故障测距
• 6.3.6 故障简报
• 6.3.7 对保护装置动作行为的评判
• 6.4 离线故障分析
• 6.4.1 特征量计算
• 6.4.2 继电器动作特性分析
• 6.5 算例分析
• 6.6 本章小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作
• 致谢
• 详细摘要