基于ESPRIT算法高壓輸電線路暫態(tài)保護頻率特征分析與研究.pdf

1、隨著國民經濟的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴大，電網運行的穩(wěn)定性受到挑戰(zhàn)，而與此同時用戶對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求越來越高。為了提高輸電線路暫態(tài)過程的穩(wěn)定性及輸電線路電能傳輸能力，超高壓輸電網在傳輸電能過程中大多是采用分裂導線，且常常裝設有串聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器，這樣導致故障后的暫態(tài)過程十分明顯。為了保證動作的可靠性，傳統(tǒng)工頻量保護通常采用濾波或延時的方法來消除暫態(tài)過程的不利影響，但這必然會延長保護的動作時間。因此，針對傳統(tǒng)保護應用于超高壓輸

2、電線路時存在著動作可靠性和動作快速性的矛盾，探索具有動作快速性和動作可靠性的新原理成為當今電力系統(tǒng)研究的難點和熱點問題。
　　本文從理論上分析了故障信號暫態(tài)頻率分量的成因，并詳細討論了各種類型故障下暫態(tài)頻率大小和幅值的特點。分別研究了不同過渡電阻，加裝并聯(lián)電抗器等情況對短路故障暫態(tài)頻率分量的影響。從理論上論證了輸電線路暫態(tài)頻率分量的特征能夠征準確地區(qū)分出故障類型。通過仿真得到當頻率分量逐漸增大時頻率間隔趨于穩(wěn)定。在此基礎上，推導出

3、故障點到系統(tǒng)端的距離，為區(qū)內區(qū)外故障判斷提供依據(jù)。
　　在提取暫態(tài)信號分析頻率特征方面，本文對目前應用較多的FFT算法、Prony算法、MUSIC算法進行了分析。針對這些算法存在的不足，重點研究了ESPRIT算法。通過仿真詳細討論了信噪比、陣元數(shù)和快拍數(shù)對ESPRIT算法性能的影響。通過分析與比較得出，ESPRIT算法更具快速性、精確性，可靠性。依據(jù)ESPRIT算法提取故障信號的頻率和暫態(tài)頻率間隔特點構造選相方案和保護方案。詳細研