基于小波变换的高压串补输电线路纵联保护新方法的研究

论文摘要

串联电容补偿技术可以提高输电线路的输送能力,减少输送损耗,提高电力系统运行的稳定性,灵活调节系统潮流,抑制系统低频振荡和次同步谐振等作用,从而在电力系统中得到了广泛应用。但是串补电容的引入给电力系统带来了电压反向、电流反向以及低频和高频分量等问题,给现有的输电线路保护带来了巨大影响。本文首先对串联补偿装置的工作特性进行了全面阐述,其次在对串联补偿给电力系统带来的电压反向、电流反向问题进行分析的基础上,就串联补偿装置对传统的输电线路保护即距离保护、工频故障分量距离保护、方向保护、纵联保护等的影响进行了详细而全面的分析研究。本文在小波变换的基础上提出了适合于串补线路的新算法。在电力系统实时数字仿真器(RTDS)中搭建含固定串补和可控串补的广西500kV电网仿真系统,利用RTDS对串补线路的各种内外部故障进行了全面仿真。编制程序对串补线路两侧的故障信号进行小波变换,利用两侧信号的小波变换模极大值的乘积符号来区分串补线路的内部故障和外部故障,从而得到新算法。算法仿真结果表明该算法不受可控串补动态特性的影响,算法快速简单并具有较高可靠性。IEC 61850是国际电工委员会第57技术委员会(IEC TC57)发布的迄今为止最为完善的关于变电站自动化的通信标准。本文在详细阅读和分析IEC 61850的原始文档资料的基础上,探讨了基于IEC 61850输电线路的纵联保护功能的建模方法,对基于IEC 61850的纵联保护通信模式进行了研究分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 串联补偿线路的研究现状
• 1.3 小波变换在电力系统继电保护中应用的研究现状
• 1.4 IEC61850的研究现状
• 1.5 本论文的主要研究内容
• 第二章 串联补偿装置的特性分析
• 2.1 引言
• 2.2 固定串联补偿（FSC）装置特性
• 2.2.1 FSC装置
• 2.2.2 FSC的基频等值阻抗
• 2.3 可控串联补偿（TCSC）装置的特性
• 2.3.1 TCSC装置
• 2.3.2 TCSC运行方式
• 2.3.3 TCSC基本特性
• 2.3.3.1 TCSC的稳态基频阻抗特性
• 2.3.3.2 TCSC的动态基频阻抗特性
• 第三章 串联补偿对输电线路保护的影响
• 3.1 引言
• 3.2 电压反向
• 3.3 电流反向
• 3.4 串补对距离保护的影响
• 3.4.1 串补电容安装位置对距离保护的影响
• 3.4.2 电压互感器安装位置对距离保护的影响
• 3.5 串补对工频故障分量距离保护的影响
• 3.6 串补对方向保护的影响
• 3.7 串补对纵联保护的影响
• 3.8 串补对输电线路继电保护影响的主要解决办法
• 第四章 小波变换
• 4.1 小波理论基础
• 4.2 多分辨分析与Mallat算法
• 4.2.1 多分辨率分析
• 4.2.2 Mallat算法
• 4.3 小波变换极值点表示信号奇异点原理
• 4.4 Coiflet（coifN）小波
• 第五章 基于小波变换的高压串补输电线路保护新方法的研究
• 5.1 引言
• 5.2 仿真建模
• 5.3 串补线路故障电流的小波变换特征
• 5.3.1 内部故障
• 5.3.2 外部故障
• 5.3.3 MOV失效时
• 5.4 串补线路小波变换特征的新算法
• 5.4.1 仿真结果分析
• 5.4.2 串补线路新算法的形成
• 5.5 新算法的影响因素仿真分析
• 5.5.1 TCSC的动态特性对新算法的影响
• 5.5.2 CT饱和对新算法的影响
• 5.5.3 采样频率对新算法的影响
• 5.6 小结
• 第六章 基于IEC 61850输电线路纵联保护的研究
• 6.1 引言
• 6.2 IEC 61850标准概貌
• 6.3 IEC 61850的核心内容
• 6.3.1 变电站自动化系统的功能和逻辑节点
• 6.3.2 抽象通信服务接口ACSI
• 6.3.3 ACSI到MMS的映射
• 6.4 输电线路纵联保护的对象模型
• 6.4.1 纵联保护逻辑节点
• 6.4.2 纵联保护功能建模
• 6.5 纵联保护模型通信的研究
• 6.5.1 通信连接
• 6.5.2 面向对象编程的研究
• 6.6 小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 攻读硕士学位期间发表的论文