全书分上下两册，上册包括第1～6章，下册包括第7～10章。上册主要以输电线路行波理论为基础，详细阐述了行波保护与暂态量保护的启动、选相等辅助元件的原理与方法，探讨了基于暂态量的输电线路无通道保护、方向保护及非单元式保护的创新原理与方法，研究了含MMC-UPFC等新型柔性交流输电元件的交流输电系统暂态量保护。下册主要探究了互感器二次侧信号正演和一次侧信号反演恢复，分析了跟网型和构网型PECIG的短路特性及其规律，研究了适应于风光水储送出线路的暂态保护方法，以及新型自适应重合闸技术。值得特别关注的是，作者创新性地提出了广义模量行波、测后模拟原理与方法、基于行波频差概念的保护与测距方法，以及倡导基于电容式电压互感器(CVT)二次侧故障波形信息判别故障存续性的自适应重合闸技术等。全书结构紧凑，以方法原理为主线，辅以丰富的实测行波波形，旨在帮助读者深入理解并掌握相关技术的核心要义。

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1997年在哈尔滨工业大学大学获电力系统及自动化博士学位。2000年，在西安交通大学电气工程流动站博士后出站。1997至今在昆明理工大学从事教学科研和管理工作。电力系统输电线路保护与控制方向的研究发表论文600余篇，其中ESI高被引论文16篇，自2020年，连续4年入选斯坦福大学“全球前2%顶尖科学家”“终身科学影响力排行榜”双榜单；出版专著8部，其中2部获经中央统战部组织评审入选华夏英才基金学术文库、1部入选“十二五”国家级规划教材；获授权发明专利260余件；参与制定IEEE标准、国标和行标6项。（3）获部省级特等奖、一等奖7项：教育部技术发明一等奖1项，云南省技术发明特等奖2项、一等奖3项和科技进步一等奖1项；以及中国电机工程学会、中国电工技术学会、中国南方电网等科技奖励8项；获中国专利优秀奖1项、云南省专利二等奖1项。（4）获国家级教学成果奖2项，云南省教学成果特等奖、一等奖8项，中国学位与研究生教育二等奖1项。（5）牵头建有教育部省部共建协同创新中心，以及省级科技创新平台5个和创新团队1个。（6）获国务院特殊津贴、全国模范教师、全国优秀科技工作者、全国五一劳动奖章、“十一五”期间各民主党派工商联无党派人士为全面建设小康社会作贡献先进个人、全国优秀教师、省首批“云岭学者”、省中青年学术和技术带头人、省级教学名师、首届云南省教育功勋奖和云岭优秀职工等荣誉。云南省学术技术带头人(二层次) 国家自然科学基金(重大)项目同行评议人 省电机工程学会副理事长 省电工技术学会副理事长 省水力发电学会常务理事

目录
前言
第1章 输电线路行波理论基础与故障特性 1
1.1 传输线的波动方程与达朗贝尔解 3
1.2 耦合线路去耦与模量行波 8
1.3 行波折反射与自然频率 18
1.4 彼得逊法则 24
1.5 行波的色散 28
1.6 行波测点选择与广义模量行波解析 33
1.6.1 母线类型与波头极性认知 34
1.6.2 第II′类测点及其应用 45
1.6.3 第0类测点 55
1.6.4 测点与故障行波信息的选择 57
1.6.5 广义模量行波及其应用 59
1.7 现场实录行波分析 72
1.8 行波暂态量反映线路故障特性 80
1.8.1 故障电气量反映故障方向 85
1.8.2 故障电气量反映故障相别 89
1.8.3 故障电气量反映故障位置 92
1.8.4 故障电气量反映雷击故障与普通短路故障 117
1.8.5 故障电气量反映故障的存续性及其可辨识性 123
第2章 输电线路的行波保护 130
2.1 极性比较式行波方向保护 131
2.1.1 基于小波变换的行波极性比较式方向保护 131
2.1.2 基于SOD变换的行波极性比较式方向保护 133
2.1.3 基于电压电流短时窗小波系数相关分析的行波方向保护 137
2.1.4 基于电压极化电流行波方向的行波方向保护 139
2.2 行波幅值比较式方向保护 144
2.2.1 基于小波变换模极大值的行波幅值比较式方向保护 145
2.2.2 基于故障方向行波积分值的行波幅值比较式方向保护 146
2.2.3 基于行波能量守恒的交流线路稳健增强型纵联保护 147
2.2.4 基于Teager能量算子的行波幅值比较式方向保护 155
2.3 波阻抗行波方向保护 157
2.4 三种行波方向保护的讨论分析 159
2.4.1 不同行波方向保护原理的联系 159
2.4.2 行波方向保护的影响因素分析 161
2.5 基于PCA的行波方向保护及全线速动保护 173
2.6 行波差动保护 187
2.7 电流行波极性比较式纵联保护 194
2.8 T 接输电线路非单元式保护 200
2.8.1 基于SOD变换的非单元式保护 201
2.8.2 基于电压电流小波系数相关分析的非单元式保护 206
2.8.3 基于方向行波积分值比较的非单元式保护 211
2.9 三角形环网的非单元式保护 213
2.9.1 基于SOD变换的非单元式保护 213
2.9.2 基于电压电流小波系数相关分析的非单元式保护 225
2.9.3 基于方向行波积分值比较的非单元式保护 228
2.10 测距式行波保护 230
2.11 基于电流行波频差和短时窗变化率的单元式保护 246
2.12 输电线路全线速动无通道行波保护 254
第3章 行波保护的辅助元件 263
3.1 行波保护的启动元件 265
3.1.1 基于小波变换影响锥下的模之和启动元件算法 265
3.1.2 基于Park变换的故障启动元件算法 270
3.2 行波保护的选相元件 276
3.2.1 基于故障点模电流初始行波故障特征的选相方法 276
3.2.2 基于相电流暂态能量的选相方法 276
3.2.3 基于PCA聚类分析的选相元件 280
3.2.4 基于分形维数和小波能量空间欧氏距离判断的选相方法 287
3.3 小故障初始相角识别元件 291
3.3.1 基于小波变换的小故障初始相角识别元件 291
3.3.2 基于故障相电压曲线簇PCA 聚类分析的小故障初始相角识别元件 293
3.4 故障初始相角估算元件 295
3.5 雷击干扰识别元件 300
3.5.1 基于波形一致性系数的雷击干扰识别元件 300
3.5.2 基于PCA聚类分析的雷击干扰识别元件 304
3.6 三相不同期合闸的行波采集与保护方案 313
3.7 线路合闸到故障的识别元件 316
3.7.1 基于正、反向行波相关分析的线路合闸到故障识别元件 316
3.7.2 基于方向行波短时窗积分值的线路合闸到故障识别元件 320
3.7.3 基于正向电流行波PCA 聚类分析的线路合闸到故障识别元件 322
第4章 输电线路的暂态量保护 327
4.1 基于故障暂态电压的无通道保护 329
4.1.1 基于小波系数能量的无通道保护 333
4.1.2 基于巴特沃思滤波器的无通道保护 336
4.1.3 基于切比雪夫滤波器的无通道保护 338
4.1.4 基于椭圆滤波器的无通道保护 342
4.2 基于故障暂态电流的无通道保护 346
4.2.1 基于故障电流S变换的链式网无通道暂态量保护 348
4.2.2 基于故障电流S变换的T接电网无通道暂态量保护 349
4.2.3 母线结构及母线系统对地杂散电容对保护的影响 351
4.2.4 基于CVT和母线对地杂散电容的单端暂态量无通道保护 353
4.3 测后模拟原理与方法 356
4.4 基于测后模拟原理的电流和电压暂态量联合制动的线路差动保护 402
4.4.1 基于贝杰龙线路的电流和电压暂态量联合制动的线路差动保护 402
4.4.2 基于T 接等效线路模型的电流和电压暂态量联合制动的线路差动保护 407
4.5 基于测后模拟原理的电流和电压行波联合制动的差动保护 410
4.6 基于暂态能量守恒的纵联保护 416
4.7 全相暂态能量方向保护 421
4.8 基于PCA的暂态量保护 426
4.8.1 基于故障电流PCA的暂态量方向保护 426
4.8.2 基于瞬时功率Δp曲线PCA的暂态量方向保护 429
4.8.3 基于故障电流PCA的暂态量全线速动保护 434
4.9 基于构造方向电流的方向保护 435
4.10 基于电流时频特征向量相关分析的暂态量保护 442
4.11 基于随机矩阵的暂态量保护 444
4.12 T 接电网和三角形环网暂态量非单元式保护 448
4.12.1 基于方向行波积分值比较原理的暂态量非单元式保护 448
4.12.2 基于SOD变换的暂态量非单元式保护 455
4.12.3 基于电压电流暂态量小波系数相关分析的暂态量非单元式保护 462
4.12.4 基于随机矩阵的暂态量非单元式保护 472
第5章 含FACTS元件线路的暂态量保护 480
5.1 含TCSC的输电线路暂态量保护 481
5.1.1 含TCSC的输电线路故障电磁暂态仿真 482
5.1.2 基于暂态能量的方向保护适应性分析 483
5.1.3 基于测后模拟的纵联保护适应性分析 486
5.1.4 基于故障电流PCA的暂态量方向保护适应性分析 489
5.1.5 基于故障相Δp曲线PCA的暂态量方向保护适应性分析 491
5.1.6 基于SOD变换的暂态量方向保护适应性分析 495
5.1.7 基于电压电流小波系数相关分析的暂态量方向保护适应性分析 496
5.1.8 基于故障相电流时频特征向量相关分析的暂态量方向保护适应性分析 498
5.1.9 基于随机矩阵的快速纵联保护方法适应性分析 499
5.2 含STATCOM的输电线路暂态量方向保护 502
5.2.1 含STATCOM的输电线路故障电磁暂态仿真. 502
5.2.2 基于暂态能量的方向保护适应性分析 502
5.2.3 基于故障电流PCA的暂态量方向保护适应性分析 505
5.2.4 基于故障相Δp曲线PCA的暂态量方向保护适应性分析 507
5.2.5 基于SOD变换的暂态量方向保护适应性分析 511
5.2.6 基于电压电流小波系数相关分析的暂态量方向保护适应性分析 512
5.2.7 基于故障相电流时频特征向量相关分析的暂态量方向保护适应性分析 513
5.2.8 基于随机矩阵的快速纵联保护方法适应性分析 515
5.3 含SSSC的输电线路暂态量方向保护 517
5.3.1 含SSSC的输电线路故障电磁暂态仿真 517
5.3.2 基于暂态能量的方向保护适应性分析 518
5.3.3 基于故障电流PCA的暂态量方向保护适应性分析 521
5.3.4 基于故障相Δp曲线PCA的暂态量方向保护适应性分析 523
5.3.5 基于SOD变换的暂态量方向保护适应性分析 526
5.3.6 基于电压电流小波系数相关分析的暂态量方向保护适应性分析 527
5.3.7 基于故障相电流时频特征向量相关分析的暂态量方向保护适应性分析 529
5.3.8 基于随机矩阵的快速纵联保护方法适应性分析 530
5.4 含UPFC的输电线路暂态量方向保护 532
5.4.1 含UPFC的输电线路故障电磁暂态仿真 532
5.4.2 基于暂态能量的方向保护适应性分析 533
5.4.3 基于故障电流PCA的暂态量方向保护适应性分析 536
5.4.4 基于故障相Δp曲线PCA的暂态量方向保护适应性分析 538
5.4.5 基于SOD 变换的暂态量方向保护适应性分析 542
5.4.6 基于电压电流小波系数相关分析的暂态量方向保护适应性分析 542
5.4.7 基于故障相电流时频特征向量相关分析的暂态量方向保护适应性分析 544
5.4.8 基于随机矩阵的快速纵联保护方法适应性分析 545
5.5 含UPFC+C的输电线路暂态量方向保护 548
5.5.1 含UPFC+C的输电线路故障电磁暂态仿真 548
5.5.2 基于暂态能量的方向保护适应性分析 548
5.5.3 基于SOD变换的暂态量方向保护适应性分析 551
5.5.4 基于电压电流小波系数相关分析的暂态量方向保护适应性分析 553
5.5.5 基于故障电流PCA的暂态量方向保护适应性分析 556
5.5.6 基于故障相Δp曲线PCA的暂态量方向保护适应性分析 558
5.5.7 基于故障相电流时频特征向量相关分析的暂态量方向保护适应性分析 561
5.5.8 基于随机矩阵的快速纵联保护方法适应性分析 563
5.6 含MMC-UPFC的输电线路暂态量方向保护 565
5.6.1 含MMC-UPFC的输电线路故障电磁暂态仿真 565
5.6.2 基于暂态能量的方向保护适应性分析 565
5.6.3 基于故障电流PCA的暂态量方向保护适应性分析 568
5.6.4 基于故障相Δp曲线PCA的暂态量方向保护适应性分析 570
5.6.5 基于SOD变换的暂态量方向保护适应性分析 574
5.6.6 基于电压电流小波系数相关分析的暂态量方向保护适应性分析 574
5.6.7 基于随机矩阵的快速纵联保护方法适应性分析 576
5.7 基于线路FACTS元件安装处可测的输电线路暂态量方向保护 578
5.7.1 基于SOD变换的柔性交流输电线路纵联保护 578
5.7.2 基于电压电流小波系数相关的柔性交流输电线路纵联保护 581
5.7.3 基于方向行波原理的柔性交流输电线路纵联保护 583
第6章 暂态量保护的辅助元件 587
6.1 暂态量保护的启动元件 588
6.1.1 基于相电流梯度和的高灵敏启动元件 588
6.1.2 基于同时刻三相电流采样值的高灵敏启动元件 590
6.1.3 基于三相电流Park 变换的高灵敏启动元件 595
6.1.4 基于线模电流差分平方和的高灵敏启动元件 597
6.1.5 基于线模电流小波分解第一尺度高频差分平方和的高灵敏启动元件 598
6.2 暂态量保护的选相元件 599
6.2.1 基于相电流梯度和的选相元件 599
6.2.2 基于三相暂态能量比较的选相元件 604
6.2.3 基于三相故障电流绝对值PCA 的选相元件 607
6.3 雷击干扰识别元件 612
6.3.1 基于全相暂态能量的雷击干扰识别元件 612
6.3.2 基于电压电流相位信息的雷击干扰识别元件 614