基于故障度及灰色关联度的模糊聚类站域保护原理研究

摘要

智能变电站采用智能化的一次设备、网络化的二次设备和IEC61850系列标准等新技术,实现了站域多源全景数据信息的实时共享和设备间的互操作,彻底消除了站域信息交互孤岛,为研究基于多源数据信息的站域保护提供了有利条件,因此,本文围绕站域保护原理及其应用进行了相对深入的研究。
　　首先,提出了基于故障度的站域保护原理。在总结电气元件两侧的故障分量电流具有“一致性”的基础上,提出了元件的故障度及其表达式,分析验证了同一化方法提升故障度真实性和对比性的显著效果。重点阐述了基于故障度的站域保护原理及其应用,该站域保护原理能准确可靠地识别故障元件,不受CT变比不一致和CT饱和的不良影响。
　　其次,提出了基于灰色关联度的站域保护原理。针对单一电气元件,通过对数据窗内的元件两侧的故障分量电流进行灰色关联分析,提出了基于灰色关联度的保护算法,该算法依据电流间灰色关联度的相对大小确定元件区内外故障,具有天然的抗 CT饱和能力。在此基础上,提出了基于灰色关联度的站域保护原理,该原理能快速可靠地识别站域内的故障元件,不受 CT饱和影响,具有很高的安全性。
　　然后在故障度和灰色关联分析的基础上,定义了表征单一元件状态的四种统计指标(故障度、非故障度、故障灰色关联度、非故障灰色关联度),提出了基于故障度及灰色关联度的模糊聚类站域保护原理和基于模糊聚类的站域保护闭锁原理。阐述了站域保护构成方案,当站域故障时,首先由站域保护闭锁原理判断该故障是否为站域区内故障,若是,则由站域保护原理判断并切除故障元件,否则就直接闭锁站域保护系统,为构建站域保护系统提供了新思路。
　　为了验证所提站域保护原理的性能,基于电磁暂态软件 PSCAD搭建了典型的220kV站域仿真模型,进行了大量故障仿真,利用Matlab编程处理数据,算例结果基本验证了保护原理的有效性和可行性。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2 智能变电站概述

1.3站域保护原理研究现状

1.4 论文的主要工作

第2章 基于故障度的站域保护原理

2.1 引言

2.2 故障度及其性能分析

2.3 基于故障度的站域保护原理及其应用

2.4 算例仿真验证

2.5 本章小结

第3章 基于灰色关联度的站域保护原理

3.1 引言

3.2 灰色关联分析理论简介

3.3 基于灰色关联度的站域保护原理

3.4 算例仿真验证

3.5 本章小结

第4章 基于故障度及灰色关联度的模糊聚类站域保护原理

4.1 引言

4.2 模糊聚类理论简介

4.3 模糊聚类站域保护原理及其应用

4.4 基于模糊聚类的站域保护闭锁原理

4.5 站域保护方案设计

4.6 算例仿真验证

4.7 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢