系统故障

电源系统可靠与否，对发电厂及变电站的安全运行起着安全稳定运行至关重要的作用，是电网安全稳定运行的保障。 进一步推进交直流电源系统管理专业化和精益化，提高交直流电源系统可靠性，避免因电源系统故障导致事故事件发生或扩大。

近年来，因站用交直流系统配置不合理、级差配合不当、维护不到位等问题导致的继电保护拒动、全站失压、变电站火灾等事故在国内又有所冒头，给电网的安全运行带来较大威胁。

介绍了中性点接地方式、小电流接地系统故障特征与选线原理、小电流接地选线配置原则与应用要点、单相接地现场测试及应用情况。

海上风电柔性直流输电系统的故障特性有别于常规电力系统，因此常规继电保护方案应用于海上风电柔性直流输电系统时可能存在适应性不足的风险。分析了海上风电柔性直流输电系统故障情形下，不对称的电气量引发的谐波分量以及故障穿越过程中的负序抑制、限流措施对差动保护的影响。推导了计及序分量的差动保护灵敏度计算式并进行适应性分析，指出故障情形下的奇次谐波容易对差动保护产生影响，负序抑制及限流措施也将导致差动保护灵敏度下降。结合实际示范工程的仿真系统进行了大量仿真计算，结果表明，常规差动保护方案的灵敏性、可靠性均存在下降的问题。

为了解决常规纵差保护难以适用于低频系统的问题，通过分析低频系统的序分量抑制策略，并根据低频系统故障进入稳态后单侧有负序注入的特征，提出一种基于稳态负序分量的主变差动保护方法。为防止该差动保护在区外故障时因电流互感器饱和出现误动，通过对比分析三类制动电流计算方式的制动性能，得到了差动保护的制动方程和制动系数。为解决励磁涌流、电流互感器断线可能导致误动的问题，提出了相电压突变量的差动保护开放条件。仿真分析表明，该方法能够灵敏反映区内金属性故障及轻微故障，在区外故障伴随电流互感器饱和时有可靠的制动裕度。

直流空气开关（断路器）是电力系统变电站、发电厂直流系统最常用的保护元件，其良好的性能和实用性得到人们的一致认可，并得到广泛的应用。目前的直流馈电网络多采用树状结构，从蓄电池到站内各用电设备，一般至少经过三级配电。随着发电厂、变电站控制负荷和动力负荷对直流电源的要求越来越高，其保护电器的过载保护、短路保护要求也越来越严格，它不能有任一的拒动和误动，尤其是越级误动，将会造成电力设备损坏和系统故障、甚至引发大面积停电事故。发生越级误动的情况主要是因为保护电器选择不合理和断路器性能不稳定等原因。

浙江是我国重要沿海省份，为减少台风灾害引起的损失，对电力系统的风险区域划分尤为重要。首先从登陆点分布、路径特征、时间特征、风速特征及降水特征等方面，利用历史数据总结分析浙江沿海地区台风气象特征。其次，对浙江电力系统进行台风灾害特征分析，得到输电系统故障点分布、变电系统与台风登陆点距离关系、配电系统停电用户占比分布等。最后，采用浙江台风气象及电力系统历史数据绘制台风灾害风险区域图，特别是对倒塔高风险区、风偏高风险区及地质灾害高风险区进行了详细划分。分析结果可为各级电网应对台风灾害的风险评估与处置提供支持。

针对电化学储能现有低电压穿越控制策略未计及荷电状态(state of charge, SOC)动态特性导致其在低SOC场景下出现过放这一问题，设计并引入自适应调节系数来表征低电压穿越期间SOC对储能单元输出有功电流的影响，进而提出一种计及SOC动态特性与充放电状态的电化学储能系统低电压穿越控制策略。该控制策略基于并网规范的电压和频率要求，结合工程实际应用对自适应调节系数进行定量设计，使得系统故障期间储能单元输出的有功电流能够根据SOC大小动态调整。仿真结果表明，该控制策略在低SOC场景下能够有效限制有功电流输出，减缓放电速度，从而避免小容量、大放电倍率储能单元出现因SOC越限而退出运行的风险，并减小低电压穿越过程中多个储能单元之间的SOC极差。通过与传统的低电压穿越策略对比验证了所提策略的有效性。

特高压直流分层接入系统中，当逆变侧交流系统故障时，由于非故障层换相失败预防控制的启动时刻存在延迟，可能导致高低端换流器同时发生换相失败。为此，提出一种基于换相时间电压积分面积的高低端换流器协调控制策略。利用故障层换相失败预防控制可更快速对故障作出反应的特点，所提策略将故障层换相失败预防控制的输出量引入非故障层，使非故障层换相失败预防控制的启动时刻提前，增大非故障层换流器的关断角；同时对低压限流控制环节进行改造，减小故障过程中的直流电流。在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型对不同工况下所提策略进行验证。结果表明，该策略可显著提高非故障层换流器对故障的灵敏度，减小同时发生换相失败的风险。

新型直流配电系统故障期间暂态特征复杂多变，继电保护存在拒动和误动情况。为了避免继电保护的不正确动作对故障诊断产生影响，提出一种基于贝叶斯网络信息融合的直流配电网故障诊断方法。首先，对传统继电保护贝叶斯网络模型进行改进，同时考虑直流配电网故障限流策略，分别构建保护动作信息、断路器动作信息和限流策略信息3种贝叶斯网络模型，对故障区域内各元件的故障概率进行初步评估。其次，利用D-S证据理论将各元件对应的故障概率信息进行融合，完成故障元件的判别。然后，应用故障元件对应的贝叶斯网络模型识别误动或拒动的保护装置与断路器，实现对直流配电网的故障诊断。最后，通过算例验证了所提故障诊断方法的可靠性以及准确性。