基于參數(shù)辨識(shí)方法的線路保護(hù)研究.pdf

1、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行離不開繼電保護(hù)，輸電線路是電力系統(tǒng)最重要的部分，因此線路保護(hù)的正確動(dòng)作是系統(tǒng)穩(wěn)定、設(shè)備安全的最重要保證。距離保護(hù)是一種能反應(yīng)故障點(diǎn)至保護(hù)安裝地點(diǎn)之間距離的保護(hù)裝置，由于距離為非電氣量，因而距離保護(hù)不受電力系統(tǒng)運(yùn)行方式的影響，是輸電線路保護(hù)中的重要保護(hù)裝置。然而，現(xiàn)有的距離保護(hù)是以阻抗測(cè)量來實(shí)現(xiàn)距離測(cè)量，其工作特性的復(fù)雜化使得保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)起來出現(xiàn)很大困難，尤其是保護(hù)的整定相當(dāng)繁瑣。此外，單相高阻接地故障以及短路電流中

2、的暫態(tài)分量也是線路保護(hù)關(guān)注的重點(diǎn)及難點(diǎn)。
　　 為了實(shí)現(xiàn)性能更加優(yōu)良的線路保護(hù)，采用一些新理論和新技術(shù)來研究線路保護(hù)是必要的。目前，對(duì)于線路的故障測(cè)距已有了深入廣泛的研究，而電子技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，為故障測(cè)距的在線完成提供了硬件和技術(shù)上的支持，加上現(xiàn)有辨識(shí)技術(shù)的發(fā)展，使得測(cè)距的精度大為提高。因此，如果故障測(cè)距能夠在線完成且精度足夠高，那么它便可以作為新一代距離保護(hù)的原理。
　　 本文在查閱大量參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，提

3、出了將基于微分方程的單端故障測(cè)距算法作為新型保護(hù)原理的思想，并針對(duì)傳統(tǒng)單端測(cè)距算法的不足做了一些改進(jìn)。
　　 在研究保護(hù)算法的過程中，利用序分量不受負(fù)荷和系統(tǒng)振蕩影響的優(yōu)點(diǎn)，提出了一種基于瞬時(shí)序分量的保護(hù)算法，并提供了瞬時(shí)序分量的求取方法。分析了前人提出的模型參數(shù)辨識(shí)測(cè)距算法的優(yōu)點(diǎn)和不足，在此基礎(chǔ)上提出了將瞬時(shí)序分量法和模型參數(shù)辨識(shí)法相組合的保護(hù)算法，該算法通過合理設(shè)置閾值，依據(jù)過渡電阻的大小進(jìn)行算法的選擇，使測(cè)距既適應(yīng)金屬性故

4、障，也適應(yīng)非金屬性故障。
　　 針對(duì)單相高阻接地對(duì)測(cè)距精度影響的問題，提出了一種基于電流相差估計(jì)的單端時(shí)域算法。該算法能根據(jù)過渡電阻的大小自動(dòng)補(bǔ)償故障距離的測(cè)量誤差，具有對(duì)過渡電阻的自適應(yīng)特性。算法的核心是建立過渡電阻、故障距離及電流相差角之間的約束方程組，其中電流相差角用序網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)來表示，將過渡電阻和故障距離作為未知參數(shù)，利用最小二乘法對(duì)參數(shù)進(jìn)行求解辨識(shí)，以提高測(cè)距精度。
　　 為了消除微分方程求導(dǎo)用差分近似所帶來的

5、截?cái)嗾`差，以及減小實(shí)際保護(hù)裝置采集信號(hào)的隨機(jī)誤差影響，本文研究了保護(hù)信號(hào)的數(shù)字處理方法。通過比較各種信號(hào)處理算法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了正弦波自適應(yīng)濾波算法和正弦逼近算法。前一種算法可以對(duì)正弦輸入信號(hào)的基波進(jìn)行提??；后一種算法是對(duì)原始信號(hào)的一種函數(shù)逼近，可用于處理故障初期的瞬變信號(hào)，其理論基礎(chǔ)是瞬變信號(hào)的瞬時(shí)幅值和相位的表示方法。自適應(yīng)濾波算法和正弦逼近算法均能用函數(shù)表達(dá)式將離散的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，因此求導(dǎo)直接在擬合函數(shù)上進(jìn)行，不會(huì)產(chǎn)生截?cái)嗾`差