電力系統(tǒng)過電壓識別方法及混合過電壓分解方法研究.pdf

1、隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展,多個國家與地區(qū)己將智能電網(wǎng)的建設(shè)納入到電網(wǎng)的規(guī)劃之中。我國已將智能電網(wǎng)提升為國家戰(zhàn)略,國家電網(wǎng)公司也提出要建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架,各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展,具有信息化、自動化、互動化特征的“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”。智能電網(wǎng)的一個主要特征就是自愈電網(wǎng),自愈電網(wǎng)能夠進(jìn)行連續(xù)不斷的實(shí)時自我評估以預(yù)測電網(wǎng)可能出現(xiàn)的問題,發(fā)現(xiàn)已經(jīng)存在的或正在發(fā)展的問題,并立即采取措施加以控制或糾正,以確保電網(wǎng)的可靠性、安全性、電能質(zhì)量和效率。過電

2、壓是電力系統(tǒng)中開關(guān)操作、雷電以及故障的直接反映,對系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有很大的威脅,且隨著電壓等級的不斷提高,過電壓對系統(tǒng)設(shè)備有著更強(qiáng)的危害性。為了提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性及穩(wěn)定性,開展電力系統(tǒng)過電壓的在線監(jiān)測與識別研究,對于保障電網(wǎng)安全運(yùn)行具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義和指導(dǎo)意義。目前已有較多的過電壓在線監(jiān)測錄波設(shè)備掛網(wǎng)運(yùn)行,但是準(zhǔn)確有效的過電壓識別方法仍有待解決的研究難點(diǎn)。
　　 本文構(gòu)建了一個完整的過電壓識別系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠?qū)饘傩越拥亍?/p>

3、分頻鐵磁諧振、工頻鐵磁諧振、高頻鐵磁諧振、合閘空載線路、合閘電容器組、雷電、弧光接地、單相接地等幾種過電壓類型進(jìn)行有效識別區(qū)分。同時針對工頻過電壓識別難點(diǎn)與混合過電壓問題,在單一類型識別系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,本文分別通過工頻過電壓識別子系統(tǒng)與混合過電壓分解識別子系統(tǒng)對其進(jìn)行了進(jìn)一步的分類識別。
　　 單一類型過電壓識別系統(tǒng)采用S變換作為信號處理及分析算法,對8種過電壓類型進(jìn)行了分析,在該部分識別系統(tǒng)中,本文將三種在電壓特征上具有高度相似

4、性的基頻鐵磁諧振、單相接地以及3種斷線引起的工頻電壓升高,合并為一類工頻過電壓。通過對幾種過電壓主要特征的分析,本文設(shè)計(jì)提出了6種基于時頻特征的特征量。
　　 通過對大量實(shí)測過電壓信號進(jìn)行特征計(jì)算,并對各種特征量的量值分布范圍進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,采用模糊專家系統(tǒng),結(jié)合支持向量機(jī)技術(shù),構(gòu)建了一套面向現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用的、完整的過電壓初步識別系統(tǒng)。
　　 針對工頻鐵磁諧振、單相接地故障以及3種斷線故障引起的在波形上高度相似的工頻過電壓,

5、本文從典型故障電路計(jì)算入手,詳細(xì)推導(dǎo)了幾種工頻過電壓的電壓電流解析表達(dá)式,通過綜合對比其三相電壓電流特征,有效的對斷線故障進(jìn)行了識別。同時,提出了一種基于系統(tǒng)零序相位的識別判據(jù),成功的解決了稱為“虛幻接地”的工頻鐵磁諧振過電壓與單相接地過電壓之間的識別難點(diǎn)。
　　 通過大量實(shí)測過電壓信號數(shù)據(jù)分析與對比,本文首次對混合過電壓信號分解以及分類識別方法問題進(jìn)行了研究。初步對混合過電壓類型進(jìn)行了探討,在此基礎(chǔ)上,以過電壓類型識別為研究目

6、標(biāo),研究了基于阻尼正弦原子庫與匹配追蹤算法的混合過電壓原子分解方法。針對該算法原子庫過于龐大以及分解計(jì)算量過大的問題,引入快速傅里葉變換、遺傳算法與粒子群算法,對該算法的計(jì)算速度進(jìn)行了優(yōu)化。通過實(shí)測數(shù)據(jù)的檢測,發(fā)現(xiàn)了兩種在實(shí)際應(yīng)用中有可能出現(xiàn)的分解錯誤,針對這兩種分解錯誤,分別提出了一種基于短時傅里葉變換與希爾伯特變換的時域分段搜索算法和雙原子分解算法,提高了分解精度與準(zhǔn)確性。在原子分解的基礎(chǔ)上,采用分形理論,構(gòu)建了一個完整的混合過電壓