基于模型预测控制的高频隔离型混合配电变压器

配电台区新型源/荷占比逐年提升,使得高/低电压、谐波放大、三相不平衡等配电终端电能质量问题凸显。提出一种基于模型预测控制的高频隔离型混合配电变压器,具备电能质量综合治理、交/直流混合配电等功能,可以满足配电终端用户高品质供用电以及新型源/荷友好接入需求。介绍了高频隔离型混合配电变压器的拓扑结构并推导了数学模型。结合拓扑结构特点,设计了连续控制集模型预测控制(CCS-MPC)策略和延时模型预测控制策略,CCS-MPC通过计算最优化占空比,实现前端变换器输出具有固定的开关频率和开关序列,减小寻优计算量。利用MATLAB/Simulink仿真软件搭建了一套10 kV/0.4 kV电压等级的高频隔离型混合配电变压器系统,验证了所提拓扑结构电能质量综合治理能力的有效性。

高功率载荷卫星供配电系统安全性设计及在轨验证

卫星供配电系统一旦发生短路或断电等故障,可能造成整星失效的灾难性后果,卫星供配电安全性是在轨可靠运行的基本保障条件。针对某承载高功率高压载荷卫星的供配电高风险的特性,采取了平台载荷双独立母线、蓄电池组放电过压保护、限流保护、卫星放电开关安全控制等多种安全性设计措施,确保卫星能源安全。卫星在轨运行情况表明,卫星供配电在轨状态稳定可靠,系统安全性良好。

10kV配电变压器二次回路设计优化和改进

本文介绍10kV配电变压器二次回路的传统设计方案,对其设计中存在的不足之处进行详细阐述。在某大型石化项目详细设计阶段,对本项目10k V配电变压器二次回路的设计方案进行优化和改进,从而提高了某石化公司供电系统的可靠性。

面向多元负荷和优质供电的虚拟增容配电变压器:概念、应用与展望

随着海量分布式新能源、柔性负荷、储能接入配电网,配电变压器在增强配电网多元负荷适应性及供电质量等方面将面临更严峻的挑战。为系统地梳理现有配电变压器在技术性、经济性等方面的优劣和异同,该文总结了其拓扑结构、关键技术、应用场景及局限性。在考虑储能技术规模化应用的基础上,以现有配电变压器配合储能为硬件基础,提出对现有配电变压器进行“虚拟增容”的新概念——虚拟增容配电变压器,以探索传统配电变压器与储能元件信息物理融合的新模式、新场景。该文对虚拟增容配电变压器的概念进行了定义,并阐述了其拓扑结构与功能架构,进而探讨了虚拟增容配电变压器的应用场景与关键实现技术,以期为我国智能配电变压器的发展与研究提供新思路。

数据驱动的台区配电变压器接头阻抗计算与温升预警方法电变压器区配电变警方法

为解决配电网中部分配电变压器在长期运行后出现的导线接头老化,局部温升严重等安全隐患发现不及时的问题,建立了针对台区配电变压器三相四线制接触阻抗高准确性计算模型,形成了数据驱动的配电变压器潜在安全隐患温升预警方法。利用三相四线制台区变压器的等值电路模型,构建了计算接触阻抗的等价方程组。因方程组变量数大于方程组数目,特将不可解方程组模型转化为求最小值的等效优化模型,并运用BFGS优化算法对模型进行优化迭代求解。利用最大负载电流下的长期发热模型,建立了接触阻抗与温度的等价关系,形成了接触阻抗的分级预警体系。利用江西电网两个实际台区现场运行数据,验证了所提出方法的有效性。

基于智能配电变压器的格状化配电系统及其协调控制

大量分布式光伏电源的接入为配电系统的安全、经济运行带来了巨大挑战。针对配电系统线路损耗和电能质量问题,提出一种基于智能配电变压器的格状化配电系统架构。综合配电系统源-荷之间的功率关系与电能质量综合治理,构建格状化配电系统协调控制策略。最后,在MATLAB/Simulink中建立双节点系统模型进行仿真验证。仿真结果表明,所提格状化配电系统架构相较于其他传统架构降低了系统功率损耗、实现了电能质量治理功能。

10 kV电力电缆故障查找及定位技术探究

电缆查找定位技术是一种用于准确定位和找到电缆故障点的技术手段,它利用各种电力测试仪器和方法,结合电缆特性和故障类型的分析,通过测量电缆参数、分析电缆波形和信号传输特征等手段,以实现对电缆故障位置的精确定位。常用的电缆查找定位技术包括电位测量法(如声测法、电表检测法等)、高压闪络测量法、电桥法、行波法等。这些技术各具特点,能够应用于不同类型的电缆故障定位。通过采用合适的技术手段,可以快速、准确地找到电缆故障点,为电力系统的维护和故障修复提供技术支持,保障电力供应的连续性和可靠性。

外置式散热模块对配电变压器热点温升的影响

对于电网季节性过载引起的配电变压器温升过高情况,文中提出在油浸式配电变压器的散热片上安装外置式散热模块强化变压器散热能力,以降低热点温升。为验证该方法的可行性,以一台S13-M-200/10型配电变压器为研究对象建立三维模型,在变压器模型的散热片上建立外置式散热模块。改变散热模块建立的位置与数量从而形成4个不同计算模型。通过有限体积法计算4个模型在不同负载状态下的热点温升。对部分仿真结果使用短路法温升试验验证,仿真与计算误差小于3 K。试验与仿真结果表明合理的安装外置式散热模块可以使油浸式配电变压器的热点温升降低10 K左右,为配电变压器的温升降低提供一种新的思路。

混合式配电变压器功角优化控制

针对现有同相位控制无法使混合式配电变压器(HDT)损耗达到最小的问题,提出了HDT的最小损耗模式,以实现功角优化控制,从而降低其运行损耗。首先,建立HDT的相量关系,导出可变损耗与负荷、功率因数角、网侧电压波动系数、功角之间的函数关系;然后,导出最优功角的解析公式,据此建立最小损耗模式的计算流程,从而提出HDT功角优化控制策略。该策略的突出特点在于实时检测电网及负荷工况,进而在线算出实现最小损耗的最优功角;理论分析指出,负荷越轻、越接近纯阻性,电压同相位模式更接近最小损耗模式;反之,电流同相位模式更接近最小损耗模式。仿真及实验结果表明:在网侧电压波动及负载电流畸变工况下,所提出的功角优化控制策略能在实现网侧电流正弦单位功率因数控制及负载电压正弦稳定控制的前提下,有效减小HDT的损耗;轻载工况下,相比电流同相位模式,仿真和实验最小损耗模式能减小可变损耗的60%和42%;在额定负载下,相比电压同相位模式,仿真和实验最小损耗模式能减小可变损耗的46%和37%。

基于IAR‑CI模型的配变重过载预测方法

随着电力系统的数字化和智能化发展,配变重过载预测成为了实现智能状态检修的关键技术之一。配变过载时空因子在现实场景中通常呈偏置分布。其中,部分高风险罕见(high risk and rare,HRR)因子一旦出现,将对变压器造成无法逆转的伤害。为此,该文提出一种基于提高关联规则关键重要性(improved association rules‐criticality importance,IAR‐CI)模型的配变过载预测方法。首先,考虑内部与外部因素,收集多个数据源并建立配变运行状态数据库,且通过ICA识别与配变重过载强关联的罕见高危时段与HRR;其次,基于关键性重要度(criticality importance,CI)度量计算,设计一种因子权重计算方法,准确衡量因子的风险权重;最后,应用TBFP‐Growth算法,增强模型的运行效率。采用中国南方某地区电网数据进行算例仿真。研究表明,该方法能够提升配变重过载的预测性能,有助于后续巡检、检测策略的合理统筹和科学规划,可在降低电力设备运维检修成本的同时提高供电的可靠性。

配电变压器油箱不同结构的损耗分析

本文通过电磁场仿真技术,以一台630kVA配电变压器为例,对波纹油箱和平板油箱两种油箱结构中的漏磁场及杂散损耗进行了仿真计算。仿真和实测结果显示,采用波纹油箱结构和平板油箱结构,油箱中的杂散损耗对负载损耗有一定影响,波纹油箱中的损耗小于平板油箱中的损耗。

考虑磁滞效应的非晶合金-取向硅钢组合铁心双非线性励磁特性研究

非晶合金-取向硅钢组合铁心可以综合传统纯非晶合金和纯取向硅钢铁心的优势,在配电变压器领域具有广阔的应用前景。对含有2种非线性软磁材料的组合铁心励磁特性进行分析是实现其结构优化设计的前提。首先,建立组合铁心在开路励磁条件下的等效电路模型,并根据基尔霍夫第二定律列写其回路电压方程;其次,根据组合铁心的结构特点建立其等效双非线性磁路模型,并基于安培环路定律和磁通连续性原理列写其磁路方程;再次,根据导数变换将磁路方程耦合至回路电压方程中的电动势项,并采用Jiles-Atherton磁滞模型表征非晶合金和取向硅钢的非线性磁化特性,从而建立考虑磁滞效应的组合铁心双非线性电路-磁路耦合模型;最后,基于该耦合模型,求解组合铁心的励磁电流、磁通密度分布和空载损耗,通过与实测结果进行对比,验证所提方法的准确性。

一种配电变压器非电量监测装置

该文研制一种集成油温、油位、压力和桩头温度等的配电变压器非电量监测功能的一体化装置。实现对配电变压器各类非电量信号的采集、处理及数据的传输,并且设定相关阈值对可能发生的异常情况进行预警。最后通过装置的实际运行情况,验证装置运行的稳定性、可靠性及未来推广应用的前景。

基于聚类分析的英国电动汽车充电对电力配电网的影响研究

随着电动汽车数量的快速增长,电动汽车的充电将对配电网造成巨大影响。为研究这种影响,需要建立配电网模型和电动汽车充电模型。对比表明,电动汽车充电模型在高峰需求时刻与配电网负载重叠,这进一步证明虚拟电厂的发展势在必行。

基于支持向量回归的电力变压器状态评估

为提高电力变压器状态评估的准确性,将变压器健康状态分为5级。鉴于支持向量机对小样本具有良好的拟合能力,而变压器数据具有小样本、贫信息的特点,提出了基于支持向量回归的电力变压器状态评估模型。将变压器的油色谱分析数据和电气实验数据利用半岭模型确定变压器各个参数的分值,评分项目结果作为支持向量机的自变量,通过多层动态自适应优化算法优化了支持向量回归的参数,形成变权重的预测。实例验证了变压器状态评估模型的正确性及可行性,其结果更接近变压器的真实运行状态。

配电变压器过电流保护设置探讨

针对配电变压器的三阶段过电流保护提出设置建议;针对中压保护装置具备最小动作时间设置功能和不具备最小动作时间设置功能两种情况,提出反时限过电流保护设置方案。

计及负荷增长风险的配电变压器选型方法

为解决配电变压器选型问题,提高农村电网配电变压器经济运行水平,提出了配电台区用电结构划分及多重负荷特性指标方法,构建了配电变压器优化配置技术框架。结合多种配电变压器选型方案,采用决策树法量化分析了最大负荷增长率的变化带来的风险成本,建立了计及负荷增长风险的配电变压器全寿命周期成本模型,模型考虑了配电变压器过载运行引起的故障成本和负荷中断成本。基于农村电网负荷特性指标计算分析了多种类型和容量的配电变压器全寿命周期成本,提供了配电变压器优化选型配置方法。研究成果有助于提高农村电网配电变压器运行的经济性和可靠性。

基于多时段信息融合的配电变压器运行状态评估模型

为了更加全面准确地评估配电变压器的运行状态,基于多时段信息融合构建配电变压器运行状态评估模型。建立状态评估函数对定量指标进行评估;综合2类集值统计专家估价法,引入专家评估信任因子对定性指标进行评估;综合相似度聚类分析和模糊层次分析法进行评估指标的最优权重分配;基于多变量灰色预测模型和改进证据理论融合多时段状态信息以评判配变的综合运行状态。基于该评估模型对54台配变进行状态评估,通过比较每台配变的状态评估结果和其实际运行工况,得到该模型的评估准确率约达96.296%,验证了该评估模型的可行性,为配变状态评估提供了一种新的思路。

自适应负荷型配电变压器设计

自适应负荷型配电变压器具有自适应负荷功能和性能特点,可在不切断负荷的情况下,根据系统电压和负荷实际情况,实现变压器电压分接头调整、额定容量运行方式的自动切换、在线负荷换相以及分相无功补偿。阐述了自适应负荷型配电变压器的功能架构设计;解析了其在线负荷换相、有载调容、分相无功补偿和有载调压等功能实现控制原理;给出了动作定值设定方法;建立了功能实现仿真试验模型。经仿真分析,验证了自适应负荷型配电变压器较普通配电变压器具有明显功能优势,适用于负荷季节性强、年平均负载率低、空载损耗占比高、用户端电压合格率和功率因数偏低的农村配电网中,可提升配电台区经济运行水平,保障用户供电质量,降低配电网运行损耗,充分发挥配电层级的节能减排作用。

基于堆栈稀疏自编码器与XGBoost的电力变压器故障诊断

目的 针对变压器油中的H_(2)、CH_(4)、C_(2)H_(6)、C_(2)H_(4)、C_(2)H_(2)气体的浓度存在耦合性问题及电力变压器故障诊断精度较低的问题,提出了利用堆栈稀疏自编码器(Stacked Sparse Autoencoder,SSAE)和XGBoost模型结合的方法来提高电力变压器故障诊断的准确率。方法 首先利用堆栈稀疏自编码器(Stacked Sparse Autoencoder,SSAE)处理DGA数据;其次确定自编码器堆栈个数,确定隐含层数目;然后利用SSAE对原始数据进行数据转换,提取深层次特征信息;接着为了消除数据之间数量级差异较大的问题,对提取后的特征数据归一化进行处理;最后将处理之后得到的数据再输入XGBoost模型之中进行分类验证。结果 本文建立的基于堆栈稀疏自编码器与XGBoost的电力变压器故障诊断方法诊断准确率为91.11%,高于常用的其他机器学习模型。结论 实验结果验证了方法的有效性,表明基于堆栈稀疏自编码器与XGBoost的电力变压器故障诊断方法能够有效提高故障诊断的准确率。