特高压输电线路单相自适应重合闸判据研究

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1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20151100303硕士学位论（文学生类别：全日制学术型硕士研究生学科名称：电力系统及其自动化论文题目：特高压输电线路单相自适应重合闸判据研究英文题目：Single-PhaseAdaptiveReclosingCriterionofUltraHighVoltageTransmissionLine学生姓名：杜端强导师姓名：李春明教授二○一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要特高压(UltraHighVoltage,UHV)输电线路单相自适应重合闸存在两个关键问题：故障性质的判别以及最佳重合时刻的捕捉。故障性质的判别作用是，永久

2、性故障时闭锁断路器使之不再重合，从而避免系统受到二次冲击；最佳重合时刻的捕捉是为了当重合于瞬时性故障时系统最稳定。研究两种故障性质下故障相端电压的差别，提出单相自适应重合闸判据；通过研究系统暂态稳定性以及神经网络，提出最佳重合时刻的智能捕捉方法。首先，系统地介绍单相自适应重合闸研究背景、意义以及国内外发展现状；研究输电线路发生单相接地故障时，在不同故障性质下的电弧特性、潜供电流以及故障相端电压特性。针对两端带并联电抗器的特高压交流线路，在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建1000kV特高压输电线路发生故障时的电力系统模型，仿真出故障相端电压波形。其次，研究两种故障性质

3、时故障相端电压的区别，提出电压变化速率能量比(VoltageChangeRateEnergyRatio,VCRER)，通过严格的数学推导得出VCRER的合理性；通过连续计算相邻两个时窗的VCRER比值，然后与设定阈值比较来判别故障性质，得出有效判据。仿真结果表明，在不同噪声环境下新判据依然有效。最后，研究系统暂态稳定性、经验模态分解(EmpiricalModeDecomposition,EMD)以及基于模拟植物生长的改进BP(BPNeuralNetworkBasedonPlantGrowthSimulation,PGS-BP)算法，提出利用PGS-BP算法捕捉最佳重合时

4、刻的智能方法。关键词：单相自适应重合闸判据；故障电弧；最佳重合时刻；模拟植物生长算法；BP神经网络I内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractTherearetwokeyproblemsforsingle-phaseadaptivereclosingofUltraHighVoltage(UHV)transmissionlines:discriminationofthenatureofthefaultandthebesttimetocoincidecapture.Theroleoffaultnatureofthejudgmentisthatthepermanentfail

5、uretoblockthecircuitbreakersothatnolongercoincide,soastoavoidthesystembythesecondshock;Thebestcoincidencecaptureistostabilizethesystemwhenitcoincideswithaninstantaneousfault.Inthispaper,frominvestigatingthedifferenceoffaultphasevoltageundertwokindsoffault,single-phaseadaptivereclosingcri

6、terionisproposed;Bystudyingthetransientstabilityofthesystemandtheimprovedneuralnetwork,anintelligentapproachtocapturetheoptimalcoincidencetimeispresented.Firstly,thisarticlesystematicallyintroducesthesingle-phaseadaptivereclosingresearchbackground,significanceanddevelopmentstatusathomean

7、dabroad;Thecharacteristicsofarc,sub-currentandfaultphasevoltageunderdifferentfaultcharacteristicsinsingle-phase-to-earthfaultofpowertransmissionlineareexplored.Thepowersystemmodelof1000kVUHVtransmissionlinewithparallelreactorsatbothendsisbuiltonthePSCAD/EMTDCsimulationpla