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

1、隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，電力系統(tǒng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性受到挑戰(zhàn)，而與此同時(shí)用戶(hù)對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的要求越來(lái)越高。為了提高輸電線路暫態(tài)過(guò)程的穩(wěn)定性及輸電線路電能傳輸能力，超高壓輸電網(wǎng)在傳輸電能過(guò)程中大多是采用分裂導(dǎo)線，且常常裝設(shè)有串聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器，這樣導(dǎo)致故障后的暫態(tài)過(guò)程十分明顯。為了保證動(dòng)作的可靠性，傳統(tǒng)工頻量保護(hù)通常采用濾波或延時(shí)的方法來(lái)消除暫態(tài)過(guò)程的不利影響，但這必然會(huì)延長(zhǎng)保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間。因此，針對(duì)傳統(tǒng)保護(hù)應(yīng)用于超高壓輸

2、電線路時(shí)存在著動(dòng)作可靠性和動(dòng)作快速性的矛盾，探索具有動(dòng)作快速性和動(dòng)作可靠性的新原理成為當(dāng)今電力系統(tǒng)研究的難點(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題。
　　本文從理論上分析了故障信號(hào)暫態(tài)頻率分量的成因，并詳細(xì)討論了各種類(lèi)型故障下暫態(tài)頻率大小和幅值的特點(diǎn)。分別研究了不同過(guò)渡電阻，加裝并聯(lián)電抗器等情況對(duì)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(zhǔn)確地區(qū)分出故障類(lèi)型。通過(guò)仿真得到當(dāng)頻率分量逐漸增大時(shí)頻率間隔趨于穩(wěn)定。在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出

3、故障點(diǎn)到系統(tǒng)端的距離，為區(qū)內(nèi)區(qū)外故障判斷提供依據(jù)。
　　在提取暫態(tài)信號(hào)分析頻率特征方面，本文對(duì)目前應(yīng)用較多的FFT算法、Prony算法、MUSIC算法進(jìn)行了分析。針對(duì)這些算法存在的不足，重點(diǎn)研究了ESPRIT算法。通過(guò)仿真詳細(xì)討論了信噪比、陣元數(shù)和快拍數(shù)對(duì)ESPRIT算法性能的影響。通過(guò)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(hào)的頻率和暫態(tài)頻率間隔特點(diǎn)構(gòu)造選相方案和保護(hù)方案。詳細(xì)研