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水闸泵站作为水利工程运行的核心枢纽,其高压供电系统的稳定性与安全性直接关系到泵站的排涝和灌溉能力,传统继电保护配置方式普遍存在动作灵敏度不足、选择性协调性差以及系统可靠性偏低等问题.为解决上述问题,本文提出了一种基于灵敏度、选择性与可靠性三重约束的继电保护配置优化方法.首先建立水闸泵站高压供电系统特征模型,重点刻画运行电流冲击与电压跌落特性;其次,构建多目标优化框架,引入灵敏度约束、选择性约束与可靠性约束,确保保护装置既能快速动作,又能保持分级协调和长期稳定.最后通过某水闸泵站实验平台进行测试验证,结果表明本文方法能够缩短有效动作时间、提升故障切除率、降低误动率,提升了水闸泵站高压供电系统的继电保护性能.
水闸泵站高压供电系统继电保护配置优化可靠性
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目的 针对蓄意破坏触发的N-3级极端故障下电力系统自愈恢复与重要负荷保供挑战,以及传统恢复策略难以同时兼顾故障场景构造、重要负荷保护和减载公平性问题,构建一种面向关键负荷的自愈恢复策略框架.方法 首先,在交流潮流模型基础上引入边介数中心性与节点介数中心性等拓扑指标筛选关键输电线路,并施加多条线路同时断开的N-3组合,形成覆盖测试系统的极端故障场景;其次,构造拓扑-负荷融合的母线重要度,实现对节点结构关键性和负荷水平的统一量化;最后,围绕该重要度指标,构建统一框架下的多策略迭代负荷削减方法.基于4类基准减载策略,提出集成低压优先队列、低压微减载和发电机电压微提升的低压友好-关键负荷优先策略,并结合供电率变化与越限改善程度设计自适应步长调节与有限步终止机制,实现减载规模的按需调节.结果 仿真结果表明,与统一减载策略相比,所提策略可将总减载功率由812.1 MW降至54.9 MW,最终供电率由35.1%提高到95.6%,同时降低严重过载线路比例和低电压母线比例,此外,关键负荷削减指数和高重要度节点减载占比均明显降低.结论 自愈恢复策略不仅提高了供电保障水平和超限收敛速度,而且兼顾了关键负荷的保护和减载分配的公平性.
蓄意破坏自愈恢复负荷削减重要负荷保护减载公平性
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针对焦化企业因短路电流变大而导致传统电流互感器(Current Transformer,CT)选型困难的问题,本文提出一种能兼顾测量精度与保护可靠性的工程选型方法.根据《电流互感器和电压互感器选择及计算规程》(DL/T 866-2015),理论分析CT饱和特性影响因素,重点探讨二次负荷的调控作用;结合某焦化企业10kV系统实际参数,建立计算模型,通过校验极限电势提出CT准确限值系数选择方法.案例分析表明,在微机保护使实际二次负荷显著降低的工况下,常规10P20级CT通过精确计算完全能满足保护要求,无须盲目提高变比或准确限值系数.本文提出并验证了基于实际二次负荷进行CT极限电势校验的选型方法,为解决大短路电流系统中CT选型矛盾提供了有效且经济的工程途径.
电流互感器准确限值系数额定二次负载电动势
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针对配电网故障隔离中主站研判时延长、单终端跳闸选择性不足的问题,提出基于边缘计算与消息队列遥测传输(Message Queuing Telemetry Transport,MQTT)协议的保护终端协同跳闸方法.该方法在终端侧对电流、电压及开关状态进行实时处理,完成故障特征提取、方向判别与区段初判;相邻终端通过MQTT发布订阅机制交换故障判断和动作信息,形成协同判定、跳闸执行及结果反馈闭环.实验结果表明,该方法缩短了跳闸决策时间,提高了故障区段识别准确率及动作一致性,降低了越级跳闸与拒动风险,为配电网故障快速隔离提供了技术支撑.
边缘计算消息队列遥测传输(MQTT)协议协同跳闸
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新能源电源的故障特征受控,与传统同步机电源差异明显,现有距离保护的动作特性面临严峻挑战.因此,对新能源场景下正序电压极化的比相式距离保护的适应性进行分析.首先,在电压平面剖析金属性故障和经过渡电阻故障时,新能源等效内电势与保护安装处正序电压相位差增大导致比相式距离保护拒动、误动的理论机理.其次,结合新能源典型控制策略特征,明确了不同类型故障中新能源内电势的相量轨迹,并得到比相式距离保护的适应性结论:单相接地故障与三相故障,距离保护基本不受影响;两相接地故障和两相相间故障,新能源侧距离保护存在区内拒动和正方向误动风险;系统侧距离保护存在反方向误动风险.最后,基于PSCAD仿真平台搭建新能源送出场景,通过大量故障仿真验证了理论分析的正确性.
新能源比相式距离保护内电势估算正序电压拒动误动
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500 kV 升压站是新能源电站与主干电网的连接枢纽,雷电侵入波过电压是导致设备绝缘损坏、引发大面积停电的主因之一.为防控风险,本文基于电磁暂态理论与电力系统计算机辅助设计(Power Systems Computer Aided Design,PSCAD)/包含直流的电磁暂态(Electromagnetic Transients including DC,EMTDC)仿真建模,分析产生机理,探究雷电参数、输电线路参数、站内设备布局及防雷保护措施四大因素对过电压幅值与波形的影响规律,为500 kV升压站防雷设计优化与运行维护提供参考.
500kV升压站雷电侵入波过电压影响因素电磁暂态仿真
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高压断路器是电力系统控制与保护的关键装备,具有高电压、大电流、结构封闭、动作过程瞬态性强以及内部状态难以直接测量等特点,给状态评估与智能运维带来挑战.文中围绕高压断路器数字化样机的关键技术进行综述,分析数字孪生关键技术及数字化样机的功能定位;从开断、绝缘、温升和机械动作等物理域归纳高压断路器的数字化需求,阐述低侵入感知条件下内部不可测状态的重构需求,并从实时性、物理可解释性、模型一致性3个方面总结数字化样机面临的技术挑战;进一步梳理面向在线应用的实时推演/反演建模、模型校正与一致性评估以及物理—数据融合建模方法.最后,对高压断路器数字化样机在多源数据融合、快速模型构建、可信评估和标准化方面的发展趋势进行展望.
高压断路器数字化样机推演反演物理—数据融合
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针对分布式电源在煤矿电网中的广泛接入趋势,围绕其带来的稳定性挑战开展系统性研究.通过构建电压、频率、谐波及保护四维影响机制模型,结合典型井工煤矿实例开展扰动仿真,量化分析高渗透率光伏系统对煤矿电网动态特性的影响路径,为新能源与煤矿电力系统融合发展提供理论支撑与工程参考.
分布式电源煤矿电网电压稳定性频率响应
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随着柔性直流电网的快速发展,系统直流侧边界结构在不同应用场景下不断变化,传统针对单一边界结构的线路保护方法逐渐无法满足需求.为解决这一问题,针对不同边界结构的柔性直流电网,通过构建彼得逊等效电路,分析不同故障测量阻抗的相频特性,基于正、反方向故障下的测量阻抗高频段相位差异,提出了不依赖边界的故障区间识别判据.并通过对线模电压反行波时域分布特征进行分析,构建雷击干扰识别判据.综上提出一种适用于一般性线路边界的柔性直流电网纵联保护方案.基于PSCAD/EMTDC的大量仿真验证结果表明,该方案不受边界结构和边界元件参数变化的影响,具有较强的耐受过渡电阻的能力,能够有效区分区、内外故障并准确识别雷击干扰,在不同柔性直流电网环境下具有良好的适用性和较高的可靠性.
柔性直流电网一般性线路边界测量阻抗行波分布特征纵联保护
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面向电力电子化的高压直流输电系统,在换流变空载合闸时,传统二次谐波识别判据存在失效风险.为此,该文提出了一种基于U-I采样值象空间分布特征的换流变涌流识别方法.该方法通过引入电压与电流采样序列,以此构建U-I采样值象空间分布,并分析换流变在正常运行、空载合闸、合闸于故障时的U-I象空间分布特征,根据其对称性、象空间分布的形状差异,提出了基于U-I采样值象空间分布对称度误差的涌流识别判据.借助PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台构建换流变空载合闸模型,分别设置换流变的不同运行工况对所提方法进行仿真验证,结果表明该文所提识别方法准确可靠,能有效识别涌流,防止差动保护误动作,为保障新型电力系统安全运行具有重要工程价值.
涌流差动保护象空间分布换流变
