特高压直流输电线路雷击干扰识别及暂态保护研究

发布时间：2017-10-25 01:10

  本文关键词：特高压直流输电线路雷击干扰识别及暂态保护研究

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【摘要】：特高压直流(UHVDC)输电线路距离远,自然环境复杂,大大增加了线路发生短路、雷击等故障的概率,同时严重威胁着UHVDC系统的安全运行,而雷击往往是造成线路故障的主要因素。因此,研究新型的UHVDC输电线路保护方法和雷击干扰识别方法势在必行。本文依据云广UHVDC输电系统模型参数建立±800kV UHVDC输电系统模型,对雷击干扰与短路故障的时域与能量暂态特征进行分析,提出雷击干扰识别判据；对UHVDC输电线路及线路边界的频率特性进行分析,提出输电线路暂态保护判据。本文主要研究工作包括：(1)研究基于形态学的特高压直流输电线路雷击干扰识别方法。运用数学形态学对±800 kV UHVDC输电线路的雷击未故障、雷击故障和其他原因接地故障的暂态电流进行多尺度分解,提取高、低频段上的谱能量,并用这两个谱能量的比值构成主判据,实现雷击干扰与故障状态的识别。根据电流首波头的第二尺度和第六尺度分解波形的电流幅值最大值的比值进一步判别是雷击故障还是其他原因接地故障。通过大量的仿真结果表明该方法是正确、有效的。(2)研究基于灰色关联度—形态谱熵的雷击干扰识别方法。针对不同的故障类型,分别分解成几个尺度,计算这些被分解后的不同尺度上的信息分量的能谱熵、奇异谱熵作为特征向量,将这些特征向量组成特征向量组。创建参考模式序列,然后灰色关联参考模式序列和特征向量组,得到—系列大小不一的关联度值,按照关联度从大到小排序的方式,即可判断待识别故障信号属于哪种故障类型。(3)研究士8OOkV UHVDC输电线路单端电流方向暂态保护。提出一种基于形态学的特高压直流输电线路单端电流方向暂态保护方法,根据故障电流行波方向判定故障发生在本侧区外还是对侧,根据边界及线路对高频信号的衰减特性判定故障发生在区内还是对侧区外。利用整流侧保护安装处获取的故障暂态电流信号结合多分辨形态梯度(MMG)变换,提取电流信号在突变点的极性,提出电流方向元件原理及判据;对整流侧保护安装处检测到的暂态信号进行形态谱运算,并将形态谱归一化后的值转换到频域,通过比较在频域内的不同特征提出对侧区内外故障的判别方法。仿真结果表明本文提出的方法能准确区分本侧区外、区内和对侧区外故障,实现特高压直流输电线路全线保护。(4)研究基于奇异谱熵和支持向量机的特高压直流输电线路故障智能识别方法。进行小波多尺度分解,求得各层的奇异谱熵,将每层的奇异谱熵组成一个特征向量,特征向量分成训练集和测试集,将训练集进行训练得到SVM分类器的参数,用测试集进行测试,预测结果就是对不同位置故障的分类。大量仿真结果表明：针对UHVDC输电线路,基于奇异谱熵和支持向量机的故障识别方法,能够可靠识别本侧区外故障、区内故障和对侧区外故障。大量仿真计算验证以上所提方法正确、有效。
【关键词】：UHVDC输电线路 频率特性 暂态保护 雷电干扰 支持向量机 谱熵
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM863
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 课题研究背景及意义14-15
• 1.2 高压直流线路保护现状和存在的问题15-17
• 1.3 本文主要工作和创新点17-20
• 1.3.1 主要工作17-18
• 1.3.2 论文创新点18-20
• 第二章 小波分析与数学形态学的基本理论20-26
• 2.1 引言20
• 2.2 小波变换基本理论20-23
• 2.2.1 连续小波变换20-21
• 2.2.2 离散小波变换21-22
• 2.2.3 二进小波变换22
• 2.2.4 多分辨分析22-23
• 2.3 数学形态学基本原理23
• 2.4 小波变换和数学形态学在电力系统中的应用23-24
• 2.5 本章小结24-26
• 第三章 基于形态学的雷击干扰识别研究26-42
• 3.1 引言26-27
• 3.2 雷击与故障的暂态特征分析27-31
• 3.3 基于数学形态学的雷击干扰识别判据31-36
• 3.3.1 数学形态学基本原理31-33
• 3.3.2 判据33-36
• 3.4 雷击干扰识别方案36-37
• 3.5 仿真验证37-40
• 3.6 本章小结40-42
• 第四章 基于灰色关联度的雷击干扰与短路故障识别42-54
• 4.1 引言42
• 4.2 时域波形分析42-44
• 4.3 能谱熵和奇异谱熵原理44-47
• 4.3.1 多尺度形态分解能谱熵44
• 4.3.2 多尺度形态分解奇异谱熵44-45
• 4.3.3 能谱熵和奇异谱熵计算45-47
• 4.4 基于灰色关联度的雷击干扰识别原理47-52
• 4.4.1 灰色关联分析原理47-48
• 4.4.2 雷击干扰与短路故障识别方案和仿真验证48-52
• 4.5 本章小结52-54
• 第五章 单端电流方向暂态保护54-66
• 5.1 引言54
• 5.2 模型建立和频率特性分析54-56
• 5.3 区分对侧区内外故障单端电流方向暂态保护56-57
• 5.4 方向元件57-59
• 5.4.1 电流方向元件原理及判据57-58
• 5.4.2 基于MMG的极性判别58-59
• 5.5 对侧区内外判据59-63
• 5.5.1 形态谱原理60-62
• 5.5.2 电流形态谱特征量提取及判据62-63
• 5.6 单端电流方向保护方案和仿真63-64
• 5.6.1 保护方案63
• 5.6.2 仿真实验63-64
• 5.7 本章小结64-66
• 第六章 区内外故障智能识别方法66-80
• 6.1 引言66
• 6.2 不同位置故障时故障暂态信号衰减特性66-67
• 6.3 利用奇异谱熵和SVM的区内外故障识别研究67-76
• 6.3.1 基于小波奇异谱熵的特征向量提取67-68
• 6.3.2 支持向量机68-70
• 6.3.3 区内外故障分析70-72
• 6.3.4 SVM故障识别算法72-76
• 6.4 仿真验证76-78
• 6.5 本章小结78-80
• 第七章 结论与展望80-84
• 7.1 结论80-81
• 7.2 工作展望81-84
• 致谢84-86
• 参考文献86-90
• 附录：本人在攻读硕士学位期间发表论文与参与项目90

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 吴青华,张东江;形态滤波技术及其在继电保护中的应用[J];电力系统自动化;2003年07期

2 高淑萍;索南加乐;宋国兵;张健康;侯卓;;利用电流突变特性的高压直流输电线路纵联保护新原理[J];电力系统自动化;2011年05期

3 吴昊;肖先勇;邓武军;;输电线行波测距中雷击与短路故障的识别[J];高电压技术;2007年06期

4 赵军;吕艳萍;王汉广;;基于多尺度形态分解的特高压线路雷击干扰识别新方法[J];高电压技术;2009年05期

5 沈路;周晓军;张杰;;形态非抽样小波与灰色关联度的轴承故障诊断[J];电子机械工程;2012年05期

6 陈仕龙;束洪春;万春红;李斌;杨毅;;一种特高压直流输电线路单端电压暂态保护原理[J];电力系统保护与控制;2013年03期

7 郭磊;陈进;朱义;肖文斌;;小波支持向量机在滚动轴承故障诊断中的应用[J];上海交通大学学报;2009年04期

8 李海锋,王钢,赵建仓;输电线路感应雷击暂态特征分析及其识别方法[J];中国电机工程学报;2004年03期

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本文编号：1091369