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基于故障元件判别的广域继电保护算法研究

作　者: 刘颖彤
导　师: 尹项根
学　校: 华中科技大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 广域继电保护故障元件判别电流差动保护量化压缩信息融合粒子群优化
分类号: TM77
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 18次
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内容摘要

随着电网结构的扩大化与复杂化，传统后备保护仅依据就地量的故障判别方式存在定值整定与配合困难、远后备保护延时过长、缺乏自适应应变能力、有潜在误动作风险等缺陷。近年来，基于广域测量信息的继电保护，即广域继电保护，为从根本上改善传统保护的性能提供了契机。广域继电保护采用故障元件判别的方式，无需整定计算，可通过简单的时序和逻辑配合保证后备保护的选择性，缩短后备保护的动作时间，且没有大负荷潮流转移引起后备保护连锁动作的缺陷。目前，基于广域信息的故障元件判别算法是研究的热点，但广域信息的分布采集与远程通信也为其带来了一些新的问题。论文探讨了其中存在的主要问题，并针对性地提出了一些新的解决方案。广域继电保护故障元件判别算法包括故障元件判别基本原理的研究与基于多源信息融合的容错算法。论文并分别指出了它们的研究要点以及应用于工程实际中存在的关键问题。在此基础上，以几种典型故障判别原理为例，对同步依赖性、灵敏性等关键性能指标进行了仿真分析与深入对比，指出了它们各自的优缺点，并相应提出了一定的解决思路，以期为新算法的探索与现有算法的改进提供支持。电流差动保护具有全线速动的特点，是研究广域继电保护算法的主要思路。但广域电流差动保护实时通信的信息量大，不利于带宽的合理利用。提出根据电流信号的信息冗余分布特征，采用非均匀量化压缩方法重新量化电流信息，直接使用量化编码构成改进的电流差动保护，可在不降低保护灵敏性的前提下减小通信量。为改善广域信息采集与通信带来的可靠性问题，采用多源信息融合技术实现故障元件判别的容错设计，提出了一种基于二进制粒子群优化的故障元件判别算法，利用有限故障区域内实时获取的保护状态信息，构造一种适应于网络拓扑结构的故障判别优化模型，利用粒子群算法快速搜索故障元件状态的最优解。算法收敛速度快，能够适应电网运行方式的变化，具有较好的故障判别容错性能。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-18
  1.1 引言  9
  1.2 广域继电保护的研究内容  9-13
  1.3 广域继电保护故障元件判别的研究现状  13-17
  1.4 论文的主要工作与章节安排  17-18
2 基于广域信息的故障元件判别算法关键问题  18-34
  2.1 引言  18
  2.2 故障元件判别基本原理  18-21
  2.3 故障元件判别原理性能分析  21-32
  2.4 故障元件判别容错设计  32-33
  2.5 本章小结  33-34
3 基于测量信息重新量化的广域电流差动保护  34-51
  3.1 引言  34
  3.2 广域继电保护的数据压缩  34-36
  3.3 广域电流差动量化编码原理  36-39
  3.4 保护动作性能  39-44
  3.5 故障变化量电流差动保护  44-46
  3.6 仿真分析  46-49
  3.7 本章小结  49-51
4 基于二进制粒子群优化的故障判别容错算法  51-68
  4.1 引言  51
  4.2 基于距离元件信息的故障区域在线识别  51-55
  4.3 粒子群优化算法  55-58
  4.4 基于 BPSO 的故障元件判别算法  58-63
  4.5 算例分析  63-67
  4.6 本章小结  67-68
5 全文总结  68-70
  5.1 总结  68-69
  5.2 下一步工作展望  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-76
附录 1 作者在攻读硕士期间发表的论文  76-77
附录 2 作者在攻读硕士期间主要参与的研究工作  77

基于故障元件判别的广域继电保护算法研究

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