智能电网应对数据采样异常的保护控制新策略研究

摘要

随着智能电网的发展，计算机和通信技术的融入，许多全新的继电保护策略和工程应用技术不断得到研究和实践，比如利用全站、全网信息即时可共享性而发展起来的站域保护、广域保护等。相对于传统继电保护技术而言，智能电网背景下的新型继电保护站在一个更高的平台之上，具有一个全新的更加广阔的发展空间。但是，不论传统继电保护还是新型继电保护都面临一个共同的问题，就是数据采样可靠性问题。电磁式互感器易发生饱和，从而导致保护错误动作；电子式互感器易受环境影响，这是其一直以来得不到广泛应用的原因。
　　针对保护采样终端数据出现异常的情况，可以从两方面开展工作，首先是研究识别异常采样数据的方法，保证进入电网信道的数据健康性；其次是研究具有一定容错性的继电保护算法，保证电网在某些数据出现错误情况下仍能准确动作。
　　本文对目前电网中主要用到的数据采样终端设备工作原理进行了分析，并给出其工作等值电路及数学建模，另外还对电网中用到的异常信号分析辨识数学方法进行了简要介绍。
　　本文提出了电子式互感器的伴随故障概念，在对电源接入以及线路故障引起的电网动态特性分别进行定性和理论分析的基础之上，提出一种利用电网信号时频特性历史数据纵向协同性的电子式互感器伴随故障甄别方法，并给出了一种电子式互感器故障程度的定量评估方法。通过PSCAD建模仿真验证，该方法能够可靠识别线路故障及电源接入切除时的电子式互感器伴随故障。
　　本文在对工频变化量保护基本原理进行深入分析的基础上，全面研究了系统阻抗、可靠性系数及互感器饱和对工频变化量保护动作特性的影响及这些影响因素之间的相互关系。分析了输电线路上互感器的饱和场景，提出了工频变化量保护门槛值的最优选取方案，提出了一种利用整定系统最大、最小阻抗的工频变化量保护新策略。仿真表明，该策略能在互感器出现饱和时准确动作，并能够保持工频变化量保护原有动作性能。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

2 电网采样原理及电网异常采样信号分析理论

2.1 电网主要采样终端设备工作原理及数学建模

2.2 电网采样信号分析基本方法

2.3 本章小结

3 一种应对电子式互感器采样异常的策略

3.1输电线路上同类故障暂态相似性研究

3.2 基于历史数据纵向协同性的互感器伴随故障甄别策略

3.3仿真验证

3.4 本章小结

4 一种应对电流互感器饱和的工频变化量保护策略研究

4.1 输电线路故障暂态特性分析

4.2 关于工频变化量基本动作特性分析

4.3 工频变化量保护电流饱和动作特性分析

4.4 影响工频变化量保护动作特性的相关因素分析

4.5 工频变化量保护抗互感器饱和策略

4.6 仿真验证

4.7 本章小结

5 总结和展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表学术论文及专利目录