摘要:广泛应用于高压直流输电系统的模拟量输入直流合并单元的延时对直流计量精度、控制稳定性和保护速动性有重要影响。为保证模拟量输入直流合并单元的整体延时满足延时要求,需合理配置硬件和软件延时,并对系统整体延时进行测试。该文分析一种典型的模拟量输入直流合并单元的延时特性,并对各环节延时进行具体分析,测试发现,信号调理与滤波、A/D转换等硬件环节延时相对稳定,在总延时中比重较大;CPU 软件环节的具体延时与实际采用的算法、被测参数状态引起的软件执行路径有关,具有一定的随机性。实验测得的延时结果与理论分析基本吻合,可为模拟量输入直流合并单元的设计制造和延时校正提供参考和指导。

摘要:配电自动化系统建设与电网扩容需要巨额投资,往往不可能在短时间内完全到位,因此电网公司应对其制定长期规划。配电自动化系统规划与电网扩容规划之间存在耦合关系,为了处理这一复杂的规划问题,该文提出一种新的综合规划方法。首先,考虑配电系统的主要软硬件基础设施,建立混合整数非线性规划(MINLP)模型。规划模型的目标函数是在规划时间范围内最大化电网公司的利润。然后,利用遗传算法求解考虑电网扩容后的配电自动化系统规划问题,确定电网扩容以及自动化系统建设的最佳方案和时间进度。在24节点系统上对提出的方法进行测试,并对比先进行电网扩容规划再进行配电自动化系统规划的方法,所提出的方法可在少量减少收入的情况下大幅提高电网公司的利润。

摘要:电力变压器故障的准确诊断对于电网的可靠运行至关重要。为此,提出一种基于贝叶斯网络和假设检验的溶解气体分析的新型多分类概率诊断模型。该贝叶斯网络模型可嵌入专家知识,从数据中学习数据模式并推断与诊断结果相关的不确定性,并且通过假设检验环节改进数据的选择过程。最后,基于IECTC10数据集,对比3种传统诊断方法进行诊断实验,验证所提出模型的有效性。结果表明提出的诊断模型最大诊断准确性为88.9%,相比传统诊断方法有较大提升。

摘要:综合能源系统作为能源互联网的重要实现形式,一方面通过多能互补与市场机制提升了能源的利用效率,但另一方面也引入了更多的风险因素。为了保障综合能源系统的安全性,建立针对综合能源系统风险评价体系的重要性日益凸显。在此背景下,通过对综合能源系统中的风险因素进行识别、探究,将综合能源系统的风险分为规划、调度以及运行风险3类,建立综合能源系统风险评价体系;并对每一类型的风险提出相应的预防措施或相应对策,提高综合能源系统对各类风险的抵抗能力。结合实际算例,评估各类风险带来的危害程度,并验证解决措施的有效性,在风险评估的基础上对风险进一步管控,有利于提高综合能源系统风险管控水平。

摘要:油纸绝缘局部放电问题受到业内普遍关注,为探究在交直流复合电压下的局部放电特征,该文搭建测量平台,并设计气隙、悬浮、柱板沿面和针板放电4种油纸绝缘典型缺陷的放电模型。结合这4种局部放电的实验结果, 分析发现:在不同的复合电压比例下,4种典型缺陷局部放电会发生不同的变化,前3种缺陷平均放电量在起始阶段与直流分量呈现负向变化的特征,与局放起始电压的关系呈正向变化特征。在交直流混合电压下,悬浮绝缘放电模型与其他3种典型缺陷的放电模型相比较,局部放电的起始电压明显增加,交流电压下的平均放电量降低。所得结果为利用局部放电试验判别换流变缺陷类型和电压形式对局放的影响提供基础数据。

摘要:调相机无功响应快、无功调节范围大,满足高压直流输电系统对动态无功支撑需求大的要求。然而,调相机稳态无功出力较大时其暂态无功出力会受到限制。在此背景下,为了充分发挥调相机暂态无功输出能力,增大其暂态无功调节裕度,为调相机配置静态无功补偿装置———电容器 & 电抗器(该静态无功补偿装置不是换流站内的滤波器组)。首先,提出调相机与电容器 & 电抗器的容量配置和协调控制策略。然后,协调控制使得两类无功补偿装置响应频带错开,从而充分利用静态无功补偿装置的稳态无功输出能力和调相机的暂态无功支撑能力。最后,在 PSCAD仿真平台搭建调相机应用于高压直流输电系统的模型,验证容量配置和协调控制策略的有效性。

摘要:含光伏的冷热电联供(CCHP)园区微网中有储冷、储热和储电多种类型储能装置,其合理协调配置能够对日负荷曲线进行削峰填谷和平抑光伏出力的不确定波动,进而提高微网运行的安全性和经济性。该文采用盒式不确定集描述光伏出力和冷热电负荷的不确定波动特性建立含光伏的 CCHP园区微网中储冷、储热和储电多类型储能的协调鲁棒优化配置模型。该双层优化模型以微网年等值投资和运行费用之和最小为目标函数,通过采用 Benders 分解法,将双层优化问题分解为寻找某个场景下的配置方案主问题和寻找微网典型日运行费用最大的极端场景子问题进行交替迭代求解,以得到对于光伏出力和冷热电负荷不确定波动具有鲁棒性的储冷、储热及储电装置的协调优化配置方案。最后,以某个 CCHP园区微网为例,通过与确定性优化配置方案和只优化配置蓄电池储能方案的比较,表明鲁棒配置方案更有利于平抑光伏出力和负荷的不确定波动,有效提高微网运行的安全性,同时多类型储能协调配置比只配置蓄电池储能方案的经济效益更好。

摘要:结合直流断路器特性的模块化多电平换流器(MMC)改造是实现直流故障清除经济可行的方案之一,在此背景下,提出一种基于电阻耗能支路的 MMC改造方案。在实施该方案时,通过 MMC与附加端口、线路的电阻耗能支路和关断隔离支路之间的相互配合,实现故障电流快速转移和衰减。此外,该方案利用流过线路电阻耗能支路开关模块的电流,准确判定故障类型,并提出故障线路的重启恢复策略。最后,在 PSCAD 中建立双极直流输电(MMC- HVDC)系统,验证所提方案和故障线路重启恢复策略的有效性。仿真结果表明:所提方案故障清除时间短且故障电流峰值较小,故障线路重启过程平稳可靠。

摘要:高压电网在电压过零点附近或过渡电阻较大的情形下发生故障时,产生的故障暂态信号微弱,衰减明显,波头检测困难,传统故障测距方法易失效。针对该问题提出一种考虑故障暂态信号衰减特性的分布式行波测距方法。 首先,根据电流行波随传输距离的指数衰减规律,确定电流行波测量单元的最大布置间距;其次,基于电流行波首波头各频率分量幅值衰减特征,利用故障区间和非故障区间两端频率分量幅值比差异实现故障区间辨识;最后,基于故障区间两侧3个测点的电流行波到达时刻进行故障精确定位。在 PSCAD/EMTDC中建立IEEE30节点系统的仿真模型,仿真结果表明:所提方法受故障类型、电阻、初相角影响小,且定位精度高、可靠性好。

摘要:电动汽车充放电多目标优化调度要求兼顾电网与用户的利益,为此提出 V2G模式下基于改进隶属度函数的电动汽车充放电多目标优化调度模型。以系统负荷总方差最小、车主充电费用最低为目标,同时引入分时电价引导车主对电动汽车进行有序地充放电,以减小系统负荷峰谷差并促进对风电的消纳。应用反Sigmoid函数替代传统的半降直线型函数,并作为改进隶属度函数,采用最大模糊满意度法将多目标优化问题转化为单目标问题;应用布谷鸟搜索算法对算例进行求解,并验证模型的可行性。最后,分析分时电价的波动、参与调度车辆的数量和电动汽车平均初始电量对优化结果的影响。

摘要:针对现有的高压电缆接头防爆装置在端头部位普遍存在的应力集中问题,提出通过优化折线偏折角度和法兰尺寸的方法,均衡保护装置端头部位应力分布。利用温度场、流场和位移场耦合的有限元计算方法,对不同结构下220kV 金属型高压电缆接头防爆壳体端头部位内壁承受的应力进行计算,得到内部端头处的压力分布。通过仿真分析,结合保护装置实用性和经济性进行综合考虑,最终选取220kV 金属型高压电缆接头防爆装置端头部位折线偏折角度α 为60°;在端头和壳体连接处增加法兰,确定其最优结构为法兰的高度为50mm,厚度为20mm,最终使保护装置内壁应力畸变系数降低至1.48。通过折线形端头的220kV 高压电缆接头防爆装置的爆破应力测试,验证设计方法的可靠性。通过对比折线型端头结构和弧度型端头结构,认为在相同的技术条件下,折线型端头结构具有更好的经济效益。为防爆装置设计提供可靠的理论计算方法。

摘要:为提高继电保护系统状态评价的准确性,提出一种基于 GAN 模型与随机森林算法的智能状态评价方法。 首先,结合现场情况与专家意见,建立系统状态指标集,并针对继保设备状态数据不平衡的问题,提出基于生成对抗网络的状态数据生成方法;然后,建立基于随机森林的继保系统综合评价模型;最后,结合设备的历次状态评价结果,给出设备的健康指数变化曲线及其劣化趋势,提供相应的状态预警。基于真实数据的实验结果表明,该方法能较准确评价系统状态,对合理安排检修周期、制定检修计划具有参考价值。

摘要:针对输电项目投资效益评价存在评价结果模糊性以及评价指标赋权存在主观误差的情况,提出基于改进物元可拓模型的输电网项目投资效益评价方法。首先,考虑投产项目对电网的改善情况构建电网项目投资效益评价指标体系,并基于图论原理提出一种图模型指标赋权方法,以降低传统主观赋权方法存在的主观误差;其次,建立输电项目投资效益评价的物元可拓模型;最后,以某地区投产的220kV 输电项目为例开展实证分析,并研究投产项目的投资效益评级和影响因素,验证该模型的科学实用性。

摘要:负荷频率控制对于保障电网本身安全可靠运行有重要作用,适宜的控制器整定参数使得电网在各种随机扰动下能维持系统频率稳定和长期安全运行。针对单区域两机组电网的负荷频率控制器参优化整定问题,提出一种基于粒子群改进自适应细菌觅食优化算法(PSO-ABFO)的控制器参数整定设计方法。PSO-ABFO 在标准细菌觅食算法的基础上,结合粒子群(PSO)算法思想引入全局最优、个体最优以及自适应步长,重新定义细菌的健康度并修改细菌迁移的方式,提高算法的寻优速度和寻优精度。最后,建立负荷频率控制系统(LFC)模型进行仿真试验,验证所提控制器设计与优化方法使系统动态性能显著提升。

摘要:地铁运行过程中泄露的杂散电流导致附近地表电位发生改变,使各个接地变压器处于不同的地电位上,引发变压器的直流偏磁。为探究地铁杂散电流引起变压器直流偏磁电流之间的数值关系,针对地铁的双端供电模式的运行环境,研究地铁供电系统中杂散电流泄露方式与引起变压器直流偏磁的流通路径,揭示地铁运行过程中变压器直流偏磁的产生机理;基于双端供电的杂散电流分布离散模型,考虑杂散电流的泄露路径对变压器直流偏磁的作用机理,搭建杂散电流引起变压器直流偏磁电流的等效电阻模型,建立变压器直流偏磁电流随地铁运行工况变化的计算方程,实现由杂散电流引起的沿线变压器中性点直流电流的数值分析与计算;利用 CDEGS仿真模型验证该模型的有效性,能够准确计算地铁站附近的变压器中性点直流偏磁电流,对地铁站、变电站的规划建设具有一定的指导意义。

摘要:针对电磁式电流互感器故障诊断效率低、准确率不高问题,提出一种变分模态分解(VMD)和样本熵相结合的故障诊断方法。将原始故障信号通过 VMD分解成一系列本征模函数(IMF)并进行优选,计算其样本熵作为新的互感器特征提取对象的特征值,与常见时频域特征指标组合成新的特征向量输入 K 近邻分类器进行训练。Matlab 仿真实验结果表明,该方法中新的特征指标用于低压电流互感器故障诊断是有效可行的,可为电磁式电流互感器故障诊断提供参考。

摘要:比例积分(PI)控制技术可以快速跟踪并网电流,但由于逆变器包含电力电子开关器件,因而导致谐波电流含量高。此外,PI参数在调节过程中难以达到最优,更加剧了并网电流的畸变。为了得到更好的性能,一种改进的遗传算法被用来优化 PI控制的参数。这种算法通过计算并网电流和给定电流的误差,构建电流适应度函数,迭代得到最优 PI参数,从而降低并网电流畸变率。结合重复控制技术,构建特定频率陷波器和二阶低通滤波器,提高稳态性能。通过 MATLAB/Simulink仿真平台,建立 LC型滤波的逆变器并网模型,仿真分析并比较 PI、PI结合重复、改进遗传 PI结合重复3种控制策略的结果,验证所提控制策略的有效性。

摘要:空调设备的广泛应用给电网带来了大量的空调负荷,对电力系统的安全经济运行产生了越来越大的影响。 为了正确估计空调负荷规模,提出一种考虑温度与负荷相关性的冬季空调负荷计算方法。首先,通过计算温度与负荷在筛选过程中的相关系数,从基准日中剔除异常温度日;其次,考虑到基本负荷的日增长情况,采用回归分析法拟合冬季各日的基本负荷曲线。针对春节期间电力系统负荷急剧下降的特点,提出用春节系数来修正冬季基本负荷, 冬季空调负荷则为冬季电力系统负荷与冬季基本负荷之差。最后,利用该方法对重庆市2018年冬季空调负荷进行计算,验证所提方法的有效性。

摘要:窃电行为检测的主要目的在于发现窃电用户,降低电力系统运营成本。在此背景下,提出基于改进模糊 C 均值聚类的窃电行为检测模型,包括因子分析、基于改进模糊 C均值聚类的局部离群因子计算、ROC曲线模型评价与调参及最佳检测阈值选取等模块,适用于无大量已知窃电用户样本的情况。首先,通过因子分析对用户用电特征 (包括用电负荷数据和电能表异常事件)进行维度规约,提升模型检测效率。再利用遗传模拟退火算法对模糊 C均值聚类算法进行改进,对用户用电特征进行检测。最后与现有成熟算法进行比较,验证该模型对窃电行为具有较高的检测准确度。检测模型可输出所有被测用户用电行为离群度得分和窃电概率排序,利用该文检测模型的输出,能够以较高精度检测出窃电行为用户,根据结果进行现场稽查,可提升反窃电工作效率。

摘要:售电侧开放形成的竞争性售电市场使用户拥有选择权,用户可选择除电网公司以外的售电公司提供电能及相应服务,这将导致电网公司客源流失、市场份额降低。与此同时,随着现代高新技术产业的持续发展,电能质量扰动对用户造成的损失与影响不断增加。因此,电网公司亟需提供满足用户需求的优质电力服务来为有效吸引客源、 提升市场竞争力。然而,目前缺乏考虑供用双方需求的用户分类方法,导致优质电力服务的开展进程受阻。通过考虑用户终身价值与电能质量需求,兼顾电网公司与用户综合需求,提出一套新的优质电力用户分类指标体系;同时, 基于模糊理论实现数据规范化处理,提出改进k-means聚类算法对海量用户指标数据进行分类,并利用基于熵权的模糊层次分析法实现指标权重计算。最后,通过实例验证该文所提方法所包含的评价信息覆盖较为全面,弱化一般分类方法的主观性,使得优质电力用户分类结果更为客观合理。

摘要:近年来多旋翼无人机在中国电力系统中得到了快速的推广和运用,越来越多的电力公司尝试利用无人机进行输电线路巡检。然而无人机在搭载巡检设备后,其续航时间仅为20min,续航能力十分有限,巡检时无人机中途降落充电的定位问题也一直存在。因此,该文提出一种基于机器视觉的自动充电控制技术,搭建基于蛙跳式的无人机自主充电系统。系统由无人机平台、自动充电平台和地面控制系统三部分构成,依托智能控制技术和飞控系统, 运用机器视觉、图像识别等技术实现无人机的高精度定位和智能精准降落,并结合无人机预设的卡位与地面充电平台充电接口的有效对接,完成无人机动力电池的自动可靠充电,进而实现巡线无人机的自动起降和充电功能。试验结果表明,该蛙跳式自主充电系统有效提高了无人机的续航能力,解决了无人机充电过程中高精度定位等系列技术难题。

摘要:为了在高压单芯电缆线路上实现有效的短路故障定位,提出一种基于护层电流时域反演信号的故障定位方法。根据短路故障点能量最大的原理,该方法在高压电缆的金属护层接地处提取护层电流,并通过故障信号的传递函数计算出各猜测故障点位置的能量,能量最大点即故障点位置。仿真分析典型高压电缆线路结构,结果表明,该方法能够有效地定位故障点位置,定位精度随采样频率的增加而增加,建议实际应用时的采样频率在10MHz以上。

摘要:当前变电站智能管控系统存在信息获取时间长、管控效率不高等问题,为解决此类问题,设计一种基于三维模型的变电站智能管控系统。首先,通过3D Max构建变电站三维模型,以便用户查看与获取变电站的相关信息。 然后,在三维模型的基础上,根据 CityGML标准进行语义 Schema信息、隐式几何、中文标注及纹理、场景管理以及变电站模型操作设计,并完成变电站智能管控系统的搭建。实验结果表明,该文所设计系统的信息获取时间较短, 管控效率以及管控质量高,可以在实际中得到进一步推广。

摘要:继电保护设备数量繁多、种类庞杂。传统的纸质记录与人工管理相结合的继电保护设备运维方式存在工作量大、易出错等问题。在此背景下,基于二维码技术在继电保护设备管理中的应用价值,利用二维码具有容量大、尺寸小、识别率高的特点,将其运用于二次设备运维、资产信息的存储中,建立装置的身份识别与信息管理方法。通过记录每台继电保护设备在安装、投运、缺陷、退运等不同阶段的信息,实现对继电保护设备的全寿命周期管理。最后,以具体的二次设备为例,通过二维码技术实现对设备缺陷、资产信息的存储。结果表明,二维码技术很好地解决了人工管理存在的账实不符、效率低下的问题,对提高继电保护现场运行维护和检修效率具有重大意义。