复杂电网行波全景特征挖掘与故障定位新原理研究
批准号:
52077008
项目类别:
面上项目
资助金额:
55.0 万元
负责人:
邓丰
依托单位:
学科分类:
电力系统与综合能源
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
邓丰
中文摘要
电网故障产生宽广频带行波,可用于挖掘丰富故障信息。传统行波定位方法仅单一利用局部波头信息,面向交直流混联电网,存在波头准确提取困难、故障特征混叠严重且呈现非线性分布等难题,导致定位可靠性不高;而多点检测行波具有相关性和冗余性,可通过挖掘时空故障特征提高行波定位的精度和可靠性。为此,项目拟研究:1)考虑时频域行波波形形成机理,给出行波全景波形的理论诠释和数学描述,实现对其全面定性认识;2)探讨最优时频特征联合分布表达的时频分析方法,研究利用深度学习的深层抽象特征挖掘方法,凸显故障敏感特征,实现时空多层次全景特征准确可靠提取;3)分析故障产生机制变化和演化过程对行波全景特征的影响机理,探索时空全景特征与故障位置的映射关系,揭示行波全景波形唯一性理论,提出时空多层次全景特征融合的行波定位新原理。项目旨在构筑一套准确可靠的复杂电网行波全景特征挖掘和故障定位新方法,为电网安全稳定运行提供技术保障。
英文摘要
When a fault occurs, a wide-band traveling wave is produced, which can be used to excavate the abundant fault information. The traditional traveling wave-based fault location method is just based on the traveling wave-fronts. It exists the following difficulties, such as: accurate extraction for traveling wave-front, serious aliasing of complicated fault features, nonlinear distribution of fault features in time-space domain. The traditional traveling wave-based fault location method is with low reliability. While multi-point detection traveling wave has correlation and redundancy, it can increase the accuracy and reliability of the fault location by mining temporal and spatial multi-level fault features. Thus, there are three main contents. First, considering the formation mechanism of traveling wave in the time and frequency domains, the panoramic waveform theoretical interpretation and mathematical description are proposed, which realizes the comprehensive and qualitative cognition for traveling wave panoramic waveform. Second, a novel time-frequency analysis method used for the optimal distribution representation of time-frequency features is deeply analyzed, and deep level features is mined by using deep leaning. The temporal and spatial multi-level fault features can be accurately and reliably extracted, which can prominently reflect the fault sensitive features. Finally, the panoramic waveform influenced by fault production mechanism and its evolution process is systematically analyzed. The mapping relation between temporal and spatial panoramic features and fault location is explored. The uniqueness theory of traveling wave panoramic waveform is revealed. On the basis, a novel traveling wave-based fault location method by fusing temporal and spatial multi-level fault features is proposed. The project aims to proposed a set of accurate and reliable panoramic features mining method and a novel fault location principle, which can provide technical support for safe and stable operation of the power grid.
我国已形成世界上规模最大、电压等级最高的交直流混联复杂电网,有效保障大型交直流混联的复杂电网安全稳定运行是重大和紧迫的国家需求,防御和应对复杂电网故障事故是亟待解决的难题。因线路故障未得到及时有效处理,可能诱发直流系统单级双级闭锁、交流线路过负荷跳闸,导致多组开关柜和变压器烧毁、发电机组停运,进而引发连锁性停电事故,如:2013年华东地区四回直流换相失败并导致一回直流双极闭锁,2016年我国西安变电站爆炸事故,2019年美国纽约大停电事故等。对电网安全稳定运行造成严重冲击,使电力用户遭受巨大经济损失。.行波定位技术由于不受电流互感器饱和、系统振荡及长线分布电容影响等独特优点,一直以来都是国内外继电保护领域的研究热点,专家学者对此开展了广泛而深入的研究,已经提出了很多有益的探索方法,被成功应用于输电线路。但是,传统的故障行波定位方法严重依赖于波头的精确提取,应用于交直流混联的复杂电网中存在困难。为此申请人课题组创新性提出了故障行波全景波形的理论以及数学描述方法,通过对对一段时间窗内时域行波波形进行连续小波变换,将分解得到的行波时频域波形定义为行波全景波形,基于此提出了行波全景波形蕴含全息故障信息的学术思想,并揭示了行波全景波形与故障位置一一对应的映射机理,拓展了行波理论的内涵和外延,揭示了行波全景波形传输和传变机理,发明了一系列基于时空多层次故障特征融合的行波定位新原理,研发了嵌入式行波定位模块,第三方测试表明故障精确定位误差小于100m。.本项目创新性的拓展行波理论的内涵和外延,为行波定位方法提供一条新思路,其研究成果有望解决传统故障行波定位方法对波头严重依赖的问题,提高故障行波定位方法的准确性和可靠性,助推行波定位方法在复杂电网中的实用化进程,为我国交直流混联的复杂电网安全高效运行提供坚实的理论基础和技术支持。
新型配电系统高阻接地故障感知与准确辨识理论方法研究
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批准号:52377073
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项目类别:面上项目
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资助金额:52万元
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批准年份:2023
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负责人:邓丰
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依托单位:
新型电力系统行波全景特征挖掘与故障辨识理论方法研究
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批准号:2022JJ10048
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2022
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负责人:邓丰
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依托单位:
基于行波全波形信息的复杂输电网保护新原理研究
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批准号:2019JJ50660
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2019
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负责人:邓丰
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依托单位:
智能电网精确时间同步理论与技术研究
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批准号:51207013
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2012
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负责人:邓丰
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依托单位:
国内基金
海外基金