基于改进递归小波的超高压输电线路暂态电流保护算法

论文摘要

近年来,随着电力系统的迅速发展,我国电网呈现出大容量、远距离、高电压的发展趋势,对电网运行的稳定性提出了更高的要求。快速切除故障不仅有助于提高输电线路的传送功率,更重要的是能够增强电力系统的暂态稳定性。因此,具有高速甚至是超高速动作特性的暂态量保护成为未来继电保护设备的发展方向之一。本文在分析输电系统频率特性的基础上,利用母线对地杂散电容和阻波器对区外故障高频暂态电流分量的衰减作用,提出两种基于故障暂态分量的超高压输电线路保护算法。其一为基于幅值信息保护算法:采用改进递归复小波变换分别提取高频和次高频两个不同中心频率故障暂态电流分量的幅值信息,通过这两个频率分量的幅值能量比值来识别线路区内外的故障。其二为基于相位信息保护算法:采用改进递归复小波变换提取一高频率故障暂态电流分量的相位信息,求得该频率的相角相对于改进递归母小波相角的畸变程度(即相角相对畸变度),达到识别保护线路区内外故障的目的。采用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件搭建了两个简化的500kV超高压输电线路模型,对不同故障距离、不同故障类型、不同故障过渡电阻等多种故障情况进行了大量的仿真,并利用MATLAB处理仿真数据,对算法进行验证,仿真结果表明了本文所提出算法的有效性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 本科题研究的背景及意义
• 1.2 暂态保护基本概念
• 1.2.1 暂态保护的定义
• 1.2.2 暂态信号的产生及特点
• 1.3 输电线路超高速暂态量保护的研究现状
• 1.3.1 行波保护
• 1.3.2 高频暂态量保护
• 1.4 本文的主要工作
• 2 改进递归小波理论及其仿真分析
• 2.1 小波变换的基本概念
• 2.1.1 连续小波变换
• 2.1.2 离散小波变换
• 2.2 改进递归复小波变换的研究
• 2.2.1 递归小波的发展
• 2.2.2 改进递归复小波变换
• 2.3 改进递归小波变换提取相位信息的仿真分析
• 2.4 本章小结
• 3 输电系统故障暂态信号分析
• 3.1 输电线路故障暂态过程分析
• 3.1.1 输电线路频域描述
• 3.1.2 输电线路三相解耦
• 3.1.3 输电线路频率特性分析
• 3.2 电力设备对区内外故障暂态电流的影响
• 3.2.1 母线对地等效电容对故障暂态电流的影响
• 3.2.2 阻波器对故障暂态电流的影响
• 3.3 线路边界对区内外故障暂态电流的影响
• 3.3.1 线路边界的定义
• 3.3.2 输电线路区内外故障暂态电流特征差异
• 3.4 电磁暂态仿真工具PSCAD/EMTDC的简介
• 3.5 本章小结
• 4 基于改进递归小波变换幅值信息的保护算法研究
• 4.1 基于幅值信息的暂态电流保护算法
• 4.2 基于幅值信息的暂态电流保护算法的仿真验证
• 4.2.1 仿真系统及其参数的介绍
• 4.2.2 各种故障情况的仿真结果分析
• 4.2.2 母线对地等效电容对保护性能的影响
• 4.3 本章小结
• 5 基于改进递归小波变换相位信息的保护算法研究
• 5.1 基于相位信息的暂态电流保护算法
• 5.2 基于相位信息的暂态电流保护算法的仿真验证
• 5.2.1 仿真系统及其参数介绍
• 5.2.2 各种故障情况的仿真结果分析
• 5.3 本章小结
• 6 工作总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 硕士期间成果