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![交直流混联系统的潮流分析装置和潮流分析方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/bbf80bb7312b3169a551a413.png)
专利名称：交直流混联系统的潮流分析装置和潮流分析方法专利类型：发明专利
发明人：董新洲,王浩男,金勃良
申请号：CN202010307640.2
申请日：20200417
公开号：CN111416358A
公开日：
20200714
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提出了一种交直流混联系统的潮流分析装置和潮流分析方法。
其中，装置包括：存储器，存储器存储有计算机程序；处理器，处理器执行计算机程序时执行以下步骤：获取直流输电系统的交流系统电压和换相电抗、整流器的第一触发角、逆变器的第二触发角；根据交流系统电压、换相电抗、第一触发角和第二触发角构建交流等效模型；根据交流等效模型进行潮流计算，得到交直流混联系统的潮流分析结果。
从而将交直流混联系统的潮流分析计算问题转化为纯交流系统的潮流分析计算问题，克服直流系统变量在潮流分析计算中不易解耦的问题，兼顾潮流计算的效率和精度。
申请人：清华大学
地址：100084 北京市海淀区清华园1号
国籍：CN
代理机构：北京友联知识产权代理事务所(普通合伙)
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波阻抗方向继电器的完善方案Complete Scheme of Surge Inpedance R elay杨钟皓 董新洲(清华大学电机系 100084)Yang Zhonghao Dong Xinzhou (Tsinghua University 100084 China ) 摘要 针对现有波阻抗方向继电器的不足,提出了一种新型行波方向继电器———完善的波阻抗方向继电器原理,它既使用初始行波的幅值信息又使用极性信息,提高了方向判别的可靠性;同时给出了该继电器的小波变换算法,并对该继电器的动作性能进行了详细分析和仿真试验。
试验结果表明所提出的继电器在各种电力系统故障情况下都具有良好的动作性能。
关键词:输电线路 继电保护 行波 波阻抗方向继电器中图分类号:TM773Abstract The paper proposes a travelling -wave -based directional relay ,named as complete surge impedance relay (CSIR ).The new relay is different from existing one and its direction decision reliability of the new relay is greatly enhanced by making use of both amplititude and polarity informa 2tion from initial travelling wave.At the same time ,a wavelet -based algorithm is designed for the re 2lay and simulation test is carried out to investigate the action performance of the relay.All investiga 2tion results show that the proposed relay possesses satisfactory performance under every fault in power transmission system.K eyw ords :Transmission line ,protective relaying ,travelling waves ,surge impedance relay国家自然科学基金重点跟踪项目,国家自然科学基金资助项目(50077011),国家自然科学基金国际合作基金资助项目(50140430686),清华大学基础研究基金资助项目(J C2000021)。
暂态信号发生器
董新洲;葛耀中
【期刊名称】《继电器》
【年(卷),期】1997(025)005
【摘要】论述了研制电力系统暂态信号发生器的发必要性，可行性以及它的原理结构，并实际应用于“输电线路故障测距装置ＸＣ－１１”的调试中，研制成功的暂态信号发生器由８０３１单片机和高速Ｄ／Ａ转换器组成，能够把ＥＭＴＰ计算结果转换成模拟量输出，是调试检验各种继电保护及安全自动装置的有力工具。
【总页数】4页(P38-40,45)
【作者】董新洲;葛耀中
【作者单位】天津大学;西安交通大学
【正文语种】中文
【中图分类】TM77
【相关文献】
1.用于行波保护测试的暂态信号发生器关键技术 [J], 董新洲;冯腾;王飞
2.电力系统暂态信号的小波分析方法及其应用(一)小波变换在电力系统暂态信号分析中的应用综述 [J], 何正友;钱清泉
3.电力系统暂态信号的小波分析方法及其应用(二)电力系统暂态信号的小波分析方法探讨 [J], 何正友;戴小文;钱清泉
4.改进WRR算法的变电站高频暂态信号捕获仿真方法 [J], 张新慈;焦涛;万志远
5.基于希尔伯特变换的暂态信号正弦表示分析方法 [J], 罗建;石家炜
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第39卷第9期
2019年9月电力自动化设备
Electric Power Automation Equipment Vol.39No.9 Sept.2019
差动电流极性特征的故障全过程纵差保护原理；三峡大学的翁汉琍副教授、华中科技大学的林湘宁教授等针对换流变压器零序差动保护误动现象，提出一种采用S变换相位差及能量相对熵算
西
华
琍副教授等对换流站桥差保护误动机理开展研究，并提出了一种基于互近似熵算法的桥差保护防误动闭锁新方案；中国矿业大学（北京）的梁营玉副教授等分析了MMC-HVDC对交流线路电流相位
“大型交直流混联电网运行控制与保护”专辑
特约主编寄语
❶
电力自动化设备第39卷
直流输电系统直流故障特性及恢复控制策略研究；西南交通大学的高原、王德林副教授等分析了异步联网下直流频率调制及其参数对送端电网频率的影响；山东理工大学的李桓、彭克副教授等提出了一种基于IIDG 电流相位控制的配电网故障电流抑制方法；华北电力大学的项锦晔、杨明玉副教授及中国电科院的陈得治教授级高级工程师等提出了一种应对特高压环网故障热提出北京混动化设备》编辑部为本专辑的选题、策划、组织和出版所做的大量而细致的工作。
同时，还要感谢本专辑的各位特约评审专家，正是他们求实的科学态度和无私的奉献精神保证了本专辑的高质量出版。
2019年8月26日❷。
行波保护中合闸到故障线路的检测方法
董杏丽;葛耀中;董新洲
【期刊名称】《中国电机工程学报》
【年(卷),期】2002(22)10
【摘要】断路器的合闸操作会引起输电线路的行波过程,这是影响行波保护可靠性的主要因素之一。
该文对断路器在不同情况下合闸产生的行波进行了详细分析,提出了判断断路器是否重合于故障线路的判据,并利用小波变换的奇异性检测理论加以实现。
这一判据不但解决了行波保护合闸到故障线路时拒动的问题,而且在线路发生永久故障时,可以准确给出故障距离。
大量EMTP仿真证明了这一判据的正确性和可行性。
【总页数】5页(P77-80)
【关键词】行波保护;合闸;故障线路;检测;输电线路;电力系统
【作者】董杏丽;葛耀中;董新洲
【作者单位】西安交通大学电气工程学院;清华大学电机系
【正文语种】中文
【中图分类】TM726;TM773
【相关文献】
1.基于故障行波方向的电缆-架空线混合线路自适应重合闸控制研究 [J], 王毅;陈晓红;彭峰;魏然;曾祥君
2.电缆—架空线混合线路故障行波定位及自适应重合闸控制 [J], 逯怀东;许磊;刘宗
杰;邹亮;李想;曾祥君
3.利用重合闸暂态行波的输电线路故障测距 [J], 陈平;朱瑾;徐丙垠;葛耀中
4.一种考虑不同期合闸的行波合闸保护新方法 [J], 束洪春;孙向飞;司大军
5.超高速保护中合闸于故障线路的识别方法 [J], 段建东;罗四倍;张保会;薛晶因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
第26卷 第24期2002年12月25日 电 力 系 统 自 动 化A utom ati on of E lectric Pow er System s V o l .26 N o.24D ec .25,2002特高压输电线继电保护配置方案(二)保护配置方案贺家李1,李永丽1,李 斌1,郭 征1,董新洲2(1.天津大学电气自动化与能源工程学院,天津市300072)(2.清华大学电机系,北京市100084)摘要:根据特高压输电线结构与运行的特点,讨论了对其继电保护装置和保护配置的基本要求,分析了各种纵联保护原理的优缺点,提出了对特高压输电线主保护、后备保护、失灵保护、并联电抗器保护以及自动重合闸方式选择的建议。
关键词:特高压输电线;电力系统;继电保护中图分类号:TM 773收稿日期:2002207225;修回日期:2002209213。
0 引言特高压输电线的继电保护也是建立在继电保护基本原理之上,是由高压和超高压输电线继电保护技术发展起来的。
但是,由于特高压输电线是联合系统或全国统一电网的骨架,其安全可靠运行对于全系统的安全可靠运行起着决定性的作用,故对其继电保护的性能和可靠性要求极高。
因此,应采取各种可能的措施,提高其动作速度、灵敏度、选择性和可靠性(包括可依赖性和安全性)。
本文论述和分析了国外在解决这些问题时的经验,对我国特高压输电线继电保护配置方案进行探讨,并提出了初步建议和应该研究解决的问题。
1 特高压输电线继电保护配置方案对特高压输电线继电保护配置的基本要求是:在所采用的各个继电保护装置满足“四性”(速动性,灵敏性,选择性,可靠性)要求的基础上,能够实现性能互补、动作协调,使整个保护系统在整体上和更高的水平上满足“四性”要求。
与一般高压和超高压线路相比,各种保护作用要有更高的独立性、更大的冗余度。
保护配置应能保证在任何运行状态(包括两套主保护都退出)下被保护线路上发生任何故障时,都有一套无延时的快速保护,能从线路两端同时快速切除故障,避免发生过电压、系统稳定破坏或设备损坏等事故。
单端电气量组合故障测距方法的适用性分析刘琨;董新洲【摘要】为了研究基于测量阻抗法与单端行波法相结合的组合故障测距法的适用性,分析了测量阻抗法测距的误差来源,给出其误差计算公式;同时分析了影响单瑞行波法应用的因素,确定了其适用范围.依据这两种测距法的特点给出了组合故障测距的适用范围,即当故障电阻小于300Ω、测量端故障线路并联数不为1时能保证较高的测距精度.通过仿真验证了测量阻抗法误差分析、单端行波法和组合测距法适用范围研究结果的正确性.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2012(025)006【总页数】6页(P9-14)【关键词】单端电气量;故障测距;测量阻抗法;单端行波法;组合法【作者】刘琨;董新洲【作者单位】广东电网电力调度控制中心,广东广州510600;清华大学电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室,北京100084【正文语种】中文【中图分类】TM764.1对输电线路故障进行准确定位能够大大降低实地寻找故障点的难度，减少故障修复时间，降低因输电线路故障造成的经济损失。
使用工频电气量的故障测距在20世纪中叶就已经出现[1-3]，根据其使用的电气量可以分为单端测距和双端测距。
单端测距虽然在准确性上不如双端测距，但是却能节省大量投资，因此在工程中得到广泛应用。
1982年提出的测量阻抗法作为最稳定可靠的单端电气量测距方法，已经大量应用在各种故障测距装置上[4]。
测量阻抗法鲁棒性强，但是测距的精确度往往不能满足要求[5-6]。
20世纪80年代后，得益于硬件设备和处理器的性能提升，行波理论开始应用于故障测距，单端行波法测距结果精确，但是容易受到干扰[7-8]，产生假结果。
文献[7]提出一种单端电气量组合故障测距方法，使用测量阻抗法划定故障范围，利用单端行波法进行精确测距，大大提高了单端测距方法的准确性和可信性。
组合法是一种非常切合工程实际的方法[9-13]，但是否也组合了两种方法的不足，其适用性尚需进一步研究。
《交直流混联配电网新型交流保护方案研究》篇一一、引言随着现代电网技术的飞速发展，交直流混联配电网（AC/DC Hybrid Distribution Network）成为未来电力系统的重要组成部分。
由于这种新型电网中包含大量的直供电与交流电，因此其保护策略的制定显得尤为重要。
传统的交流保护方案在面对新型的交直流混联配电网时，已难以满足系统的安全稳定运行需求。
因此，本文旨在研究并设计一种新型的交流保护方案，以适应交直流混联配电网的复杂性和多样性。
二、交直流混联配电网的背景及挑战交直流混联配电网是一个包含交流电源和直流电源的复杂网络系统，它由不同的线路、变压器和电力电子设备等构成。
其独特的特性不仅对电网的安全性、可靠性、稳定性带来了更高的要求，也对其保护控制提出了严峻的挑战。
由于交直流之间可能存在相互作用，如互感、电磁兼容等问题，使得传统交流保护方法面临很大的局限性和困难。
三、新型交流保护方案的必要性与设计思路针对交直流混联配电网的特殊需求，新型交流保护方案的设计显得尤为重要。
该方案应充分考虑电网的实时运行状态、故障类型和故障位置等因素，以实现快速、准确、可靠的故障定位和隔离。
设计思路主要包括以下几个方面：1. 实时监测与数据采集：通过安装智能传感器和监测设备，实时监测电网的运行状态和故障信息，为保护控制提供数据支持。
2. 故障识别与定位：利用先进的信号处理和模式识别技术，对采集到的数据进行处理和分析，实现故障的快速识别和定位。
3. 协调保护与控制：通过多层次的协调保护和控制策略，实现交直流之间的互操作和协同控制，提高系统的可靠性和稳定性。
四、新型交流保护方案的技术实现与特点根据上述设计思路，新型交流保护方案可包括以下几个关键部分：1. 智能化传感器和监测设备：实现对电网的实时监测和数据采集，包括电流、电压、功率等关键参数的实时测量和记录。
2. 先进的信号处理与模式识别技术：利用数字信号处理、机器学习等技术对采集到的数据进行处理和分析，实现故障的快速识别和定位。
第50卷第16期电力系统保护与控制Vol.50 No.16 2022年8月16日Power System Protection and Control Aug. 16, 2022 DOI: 10.19783/ki.pspc.216190构建更加坚强电网安全“第一道防线”的探讨林一峰，王增平，王 彤，郑博文(新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)，北京 102206)摘要：电力系统“三道防线”长期以来为保障电网安全发挥了重要作用，确保了电力系统遇到各种事故时的安全稳定运行。
而继电保护担负着快速可靠切除故障的重任，是保障电网安全的第一道防线。
首先，介绍了电网发展给“第一道防线”带来的挑战，分析了传统工频量继电保护内部故障灵敏度不足以及误动和拒动风险并存的原因。
其次，梳理了继电保护应对挑战的措施，提出了基于故障模型参数特征的保护原理、基于多元信息的广域保护技术和基于暂态量的继电保护方法。
最后，给出了构建更加完善和坚强“第一道防线”的建议。
通过加强预防性控制在故障前、后阶段的功能，阻断继发性连锁故障的发生，同时加强第一道防线与后续防线的协同，共同抵御系统性事故的发生。
关键词：电网安全；工频量保护；多元信息；预防性控制Discussion on building a stronger first line of defense for grid securityLIN Yifeng, WANG Zengping, WANG Tong, ZHENG Bowen(State Key Laboratory of Alternate Electrical Power System with Renewable Energy Sources(North China Electric Power University), Beijing 102206, China)Abstract: The "three lines of defense" of a power system have played an important role in ensuring the security of the power grid for a long time. This has ensured the safe and stable operation of the power system in the event of various accidents. Relay protection is responsible for fast and reliable fault removal, and is the first line of defense to ensure the safety of the power grid. This paper first introduces the challenges brought by the development of the power grid to the "first line of defense", and analyzes the reasons for the insufficient sensitivity to internal faults of traditional power-frequency relay protection and the coexistence of misoperation and rejection risks. Secondly, it sorts out the measures of relay protection to meet the challenges. A main protection method based on the parameter characteristics of the fault model, wide-area protection technology based on the multi-information and a relay protection method based on the transient quantity are proposed. Finally, suggestions are made for building a more complete and stronger "first line of defense". By strengthening the function of preventive control in the pre-fault and post-fault stages, the occurrence of secondary cascading failures can be blocked, and coordination between the first line of defense and subsequent lines of defense can be strengthened to jointly resist the occurrence of systemic accidents.This work is supported by the Science and Technology Project of the Headquarters of State Grid Corporation of China (No. 5100-202199529A-0-5-ZN).Key words: power grid security;power-frequency protection; multi-information; preventive control0 引言电力系统安全稳定运行问题是一个关系到社会基金项目：国家电网公司总部科技项目资助(5100- 202199529A-0-5-ZN)“新能源电力系统新型后备保护系统研究与应用” 稳定和经济发展的世界共性问题，历来受到各国政府及电力企业的高度关注[1-2]。
特高压输电线路行波保护董新洲，施慎行，王宾，王世勇（清华大学电机工程与应用电子技术系，北京市海淀区 100084）摘要：本文提出了一种新的基于行波方向比较的特高压线路保护。
该保护的核心是一个基于行波的方向元件，该方向元件是通过计算故障后初始电流行波和初始电压行波的比值来判定故障方向。
在理论上，如果故障后初始电流行波和初始电压行波的比值等于被保护线路的波导纳，则该故障是一个反向故障，故障后初始电流行波和初始电压行波的比值不等于被保护线路的波导纳，则故障是正向故障。
在实际应用中可设定一个适当的门槛值来提高保护方向元件的可靠性，这个门槛值可以根据电力系统的实际情况来设定。
本文采用了小波变换来提取故障后的电压行波和电流行波以构建有效的保护方向元件算法。
算法中采用了故障后多频段的信息，波导纳继电器（SAR）可靠性得到进一步的提高。
本文使用电磁暂态仿真软件ATP进行了大量的仿真以验证所提出的行波方向元件算法的有效性。
最后本文提出采用两个行波方向元件和一个适当的通讯通道相配合来构成UHV 线路行波比较方向保护。
关键词： UHV；输电线路；行波保护；波导纳继电器；小波变换；模极大值；继电器算法1 引言特高压输电具有明显的技术和经济优势，已在世界上多个国家得到广泛应用。
特高压传输线具有明显的分布参数特性，同时为提高UHV系统的稳定性和传输容量，一些高压并联电抗器和串联补偿电容器设备安装在UHV系统。
在这种集中参数和分布参数混合的电路系统中，传统的基于工频量的继电保护存在诸如灵敏度不足，暂态超越等问题。
输电线路发生故障后，故障点会出现突变的电压，在这个突变电压的作用下，线路上会出现运动的电压和电流行波，这些行波是由故障引起的，包含着丰富的故障信息，可以作为故障检测的依据。
不论故障性质如何，不论故障严重程度如何，不论系统接线方式如何，故障行波都会出现。
同时行波具有不受CT饱和影响、不反映系统振荡、与过渡电阻无关、不受线路分布电容影响等优良性质。
高压交直流混联输电对电网运行影响的仿真研究HE Wenbo;GUAN Huanxin;GAO Qingzhong【摘要】以扎鲁特—青州±800 kV高压直流工程投运为背景,根据辽宁省500 kV电网接线图建立电网仿真模型,通过仿真分析了发生直流闭锁故障后交直流混联系统的电压、功角以及频率特性,得到了辽宁地区部分电网对故障产生的响应,并通过对故障特性和故障影响的进一步分析,制订了交直流混联系统发生故障后应该采取的应对措施.【期刊名称】《东北电力技术》【年(卷),期】2018(039)011【总页数】4页(P5-8)【关键词】高压交直流混联输电;影响分析;应对措施【作者】HE Wenbo;GUAN Huanxin;GAO Qingzhong【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TM721扎鲁特—青州±800 kV高压直流工程是落实中央全面振兴东北老工业基地战略部署，推动东北电力协调发展的重大工程。
扎鲁特直流投运后，辽宁、黑龙江、吉林、蒙东地区的大部分电力将通过扎鲁特直流送出，辽宁电网500 kV层面更多的电力将向扎鲁特汇集，形成东电西送为主的特高压交直流混联格局[1]，辽宁电网主要输送断面的暂态稳定极限均将重新界定，运行特性发生较大改变。
本文主要通过对辽宁部分电网的仿真分析了扎鲁特直流工程投运后发生直流闭锁故障[2]对辽宁地区部分电网的影响，并基于以上分析制订了应对措施。
1 仿真模型辽宁电网位于东北电网的南端，是东北电网与华北电网的联系枢纽。
根据负荷电源布局及网架结构，可分为辽西电网、辽中电网和辽南电网。
扎鲁特直流输电工程投运后，对辽宁地区电网的运行、频率、无功动态稳定、原有继电保护和安全稳定装置等各个方面都产生了不同程度的影响。
为研究辽宁直流系统在运行中出现的问题，需要将辽宁直流系统整体关联起来，对辽宁直流输电系统进行建模分析，了解直流系统运行机理和各元器件设备特性，进而研究系统的稳态运行和故障特性。
电力系统的集成保护
薄志谦;和敬涵;董新洲
【期刊名称】《电力系统保护与控制》
【年(卷),期】2005(033)014
【摘要】通过介绍一种新颖的配电网保护方案来阐述集成保护的优越性.这个基于暂态极性方向比较的保护方案以伴随故障出现的暂态电流信号的检测和处理为基础,在配电网的各个变电站安装有专门设计的保护继电器,继电器的暂态检测单元检测故障生成的故障分量电信号,并将暂态极性识别算法应用于叠加故障分量信号上,判断信号的极性.通过对来自连接到变电站的所有线路的信号极性进行比较,可以确定出故障的方向.通过处理来自各变电站的方向信息,判别出实际的故障线路,从而实现电网的集成保护.
【总页数】6页(P6-10,47)
【作者】薄志谦;和敬涵;董新洲
【作者单位】AREVA T&D Automation,英国;北京交通大学,北京,100044;清华大学,北京,100084
【正文语种】中文
【中图分类】TM77
【相关文献】
1.基于多Agent技术的电力系统集成保护 [J], 和敬涵;朱光磊;薄志谦
2.现代电力系统集成后备保护方案 [J], 董新洲;曹润彬;崔柳;王宾;施慎行;Dominik
Bak;Brian Kirby;杨霞
3.电力系统的集成保护技术探讨 [J], 钟强
4.安森美推出集成电流保护和高速ESD保护的过压保护器件 [J], 无
5.安森美半导体推出业界首款带集成电流保护和高速ESD保护的过压保护器件 [J],因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
用于行波保护测试的暂态信号发生器关键技术董新洲;冯腾;王飞【摘要】As an important part of test platform of transient traveling wave protection,the transient signal generator can transform the fault data into small analog voltage signal without distortion.The technical requirements and working principles of the transient signal generator are introduced,based on which,some key techniques are discussed and studied.The processing method of the fault data,the implementation scheme of high-speed and high-precision DA(Digital to Analog) conversion and the synchronization of the multi-channel analog output are deeply analyzed.The reliability and validity of the transient signal generator are verified by experiments.%作为暂态行波保护测试仪的重要组成部分,暂态信号发生器可将故障数据不失真地转换成模拟电压小信号.在介绍了暂态信号发生器的技术要求和工作原理的基础上,对其若干关键技术问题进行了讨论与研究.针对故障数据的处理方法、高速高精度数模转换的实现方案以及多路模拟输出的同步性等问题进行了深入分析.通过试验验证了测试仪暂态信号发生器工作的可靠性和有效性.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2017(037)011【总页数】7页(P66-71,77)【关键词】暂态行波保护测试仪;暂态信号发生器;故障数据处理;数模转换;同步输出【作者】董新洲;冯腾;王飞【作者单位】清华大学电机系,北京100084;清华大学电机系,北京100084;清华大学电机系,北京100084【正文语种】中文【中图分类】TM770 引言作为电力系统继电保护领域重要的新兴研究方向之一，基于高频暂态行波信息的故障检测技术近年来已得到了迅速的发展。
