基于模型迁移和SVM的煤矿电网单相接地电容电流预测方法

针对智慧化矿山背景下煤矿电网单相接地电容电流预测精度低和智能预测实现困难的问题,提出了一种单相接地电容电流智能预测方法。采用模型迁移思想扩充矿用橡套软电缆的电容电流样本数据,以解决智能预测中电容电流数据不完备的问题;基于Sobol’敏感性方法分析了影响单相接地电容电流的关键因素及其各因素的交互关系,确定智能预测模型输入特征量;在此基础上,通过基于稀疏技术的支持向量机建立煤矿电网单相接地电容电流智能预测模型,并引入鲸鱼算法优化预测模型超参数,克服了电容电流数据样本容量小的不足。采用厂家测试数据及多家煤矿电网现场实测数据进行试验,结果表明:电缆绝缘层外径和绝缘层内径是影响单相接地电容电流的关键因素;所提方法预测煤矿电网单相接地电容电流的平均误差为2.26%,相较于现有预测方法,误差分别下降了34.19%,24.91%和7.40%。该方法实现了煤矿电网单相接地电容电流的准确预测,并为其智能化预测提供了新思路。

基于差动电流与分布电容电流比值的直流线路纵联保护方案

分布电容电流会对直流线路纵联保护性能造成影响。文中以三端混合高压直流输电线路为对象,讨论分析了差动电流与分布电容电流比值的故障特征。由于差动电流和分布电容电流都会随着过渡电阻的增大而减小,采用差动电流与分布电容电流的比值作为判据,可以削弱过渡电阻对判据的影响,提高保护的灵敏性。基于此,提出了一种基于差动电流与分布电容电流比值的纵联保护方法。基于PSCAD/EMTDC的仿真验证表明,所提保护判据整定简单且天然具有故障选极功能,能可靠识别区内外故障,耐过渡电阻能力强且具有较高的灵敏性和可靠性。

改进型LCL并网逆变器电容电流正反馈控制策略

弱电网下LCL滤波并网逆变器采用传统电容电流比例有源阻尼进行入网控制时,阻尼环等效为并联在电容两端的虚拟阻抗Z_(eq)(s),而Z_(eq)(s)的负阻特性易导致控制系统无法适应较宽范围内变化的电网阻抗,鲁棒性较差甚至失稳。鉴于此,提出一种改进型电容电流有源阻尼正反馈控制策略,通过在阻尼环路中引入二阶谐振环节,利用频域分析法给出了相关参数的设计过程,可有效扩大Z_(eq)(s)的正阻特性范围,并网逆变器在弱电网下的鲁棒性得到增强。最后,通过仿真验证了改进型方法的合理性和有效性。

电机控制器直流侧前置Buck/Boost双向变换器的母线电容电流控制策略研究

电机控制器直流侧的前置Buck/Boost双向变换器可以根据驱动系统需要调节母线电压,提高系统的效率和输出功率。分析传统控制策略不能有效抑制电机工作状态快速切换导致的母线电压波动原因,在此基础上对双向Buck/Boost变换器提出一种母线电压、母线电容电流双闭环的控制策略。由于母线电容电流不能直接测量,提出一种母线电容电流间接计算方法。小信号模型的对比分析结果证明,母线电容电流控制策略比传统控制策略有更好的抑制母线电压波动的能力。仿真和实验结果都证实了理论分析的正确性。

配电网电容电流测量的改进信号注入法研究

信号注入法是测量配电网接地电容电流的常用方法,注入信号的频率选择会直接影响到测量精度,因此,提出了适用于测量配电网电容电流的改进信号注入法。首先,通过注入高频信号获得电压互感器的漏感值;其次,通过扫频法确定配电网接地电容的谐振频率,从而计算出配电网的接地电容电流值;最后,通过电网额定电压除以接地容抗,求得接地电容电流值。利用串联电容对实验系统总电容的削减效应,有效提升电容电流的测量精度。仿真和实验室的模拟实验结果证实了所提电容电流测量方法的可行性及有效性。

使用SDJ型配电网电容电流测试仪从变压器中性点测量配网电容电流的方法

介绍使用SDJ型配网电容电流测试仪从变压器中性点测量配网电容电流的工作原理及测试方法。实验室模拟试验及现场实测表明 ,这种测量方法操作简单、实用且测量结果准确。这是对SDJ型配电容电流测试仪使用方法的补充。

基于PI调节器和电容电流反馈有源阻尼的LCL型并网逆变器闭环参数设计

基于电容电流反馈的有源阻尼是实现LCL型并网逆变器谐振峰阻尼的一种有效方法,PI调节器因其简单有效而常用于并网电流的控制。针对基于PI调节器和电容电流反馈有源阻尼的LCL型单相并网逆变器,详细分析PI调节器参数和电容电流反馈系数等闭环参数对系统性能的影响,通过对并网电流稳态误差、系统相位裕度和幅值裕度的分析,得到满足上述要求的PI调节器参数和电容电流反馈系数的取值范围,结合实际应用需要就可从中优化选取出合适的闭环参数。所提出的闭环参数设计方法不需要反复试凑,不仅可以有效阻尼LCL滤波器谐振峰,而且可以使系统具有高鲁棒性、快速动态响应性能和低稳态误差。实验结果证明了所提出的闭环参数设计方法是有效的。

提高LCL型并网逆变器鲁棒性的电容电流即时反馈有源阻尼方法

LCL型并网逆变器对高频谐波的衰减效果显著,但是存在谐振问题。电容电流反馈有源阻尼可有效阻尼LCL滤波器的谐振峰,在模拟控制下,它等效为在滤波电容上并联一个电阻。然而,采用数字控制时,控制延时使其不再等效为一个电阻,而是一个与频率相关的阻抗。并且在高于1/6的采样频率时,该等效阻抗表现出负阻特性,当谐振频率高于1/6的采样频率时,负阻会降低系统对电网阻抗的鲁棒性。特别地,当谐振频率等于1/6的采样频率时,系统无法稳定。为此,该文提出电容电流即时采样方法,以减小电容电流反馈有源阻尼的控制延时,使其更接近于滤波电容并联电阻的特性。这样,不仅提高了系统的鲁棒性,而且,即使谐振频率等于1/6的采样频率,系统也具有很好的稳定性。以单相LCL型并网逆变器为例,进行实验验证,实验结果证明了所提出的电容电流即时采样方法是有效的。

偏置电容法测量中压电网电容电流的误差分析

中压电网的系统电容电流是一个非常重要的参数,消弧线圈的安装、铁磁谐振的研究以及分析电压互感器高压侧保险熔断原因等都需要这个参数。文章介绍了中压电网电容电流间接测量方法(偏置电容法)的原理;详细分析了偏置电容法产生测量误差的原因,并给出了测量结果相对误差值与三相电压不平衡度以及偏置电容取值关系的定量表达式,同时指出了现场应用时为减小误差需注意的方面;误差分析表明,偏置电容法在三相电压不平衡度较小时可以满足测量精度的要求。

Π模型时域电容电流补偿的电流差动保护研究

传统的电容电流相量补偿方法不能补偿暂态电容电流,难以满足超高压长线电流差动保护的要求。该文提出了输电线路Π模型的电容电流的时域补偿方法,利用微分方程模型对瞬时值进行补偿计算,能够有效补偿暂态和稳态电容电流。通过对该时域补偿方法和贝瑞隆线路模型法的具体分析和ATP仿真比较表明,贝瑞隆线模法在理论上能够完全补偿电容电流,但其要求采样频率高,计算量大,现有保护装置的采样速率和通道传输速率尚不能满足其要求;基于Π模型时域补偿法的差动保护适合应用短数据窗的小矢量算法,保护动作速度可提高到5ms,保护的灵敏度和选择性均有明显的提高,而且计算量小,不需要提高采样频率,不增加通信量,适合应用于现有保护装置中。

注入信号精确谐振测量配电网电容电流新技术

提出一种配电网电容电流测量的新方法,在零序电压互感器的开口三角侧串联一个可调电感,通过注入一个变频恒流信号寻找配电网的谐振频率,改变可调电感的数值后寻找另一谐振频率,联立2个谐振方程求解电容电流,该方法消除了电压互感器漏抗对测量的影响。开发了配电网电容电流测量仪,经模拟试验和现场测试表明,该方法具有安全、快捷、准确等特点,适用于中性点不接地或经随调式消弧线圈接地配电网。

超高压长线电容电流对差动保护的影响及补偿对策仿真分析

采用ATP软件建立了超高压长线模型 ,分析了超高压长线各种故障情况下 ,分布电容对分相电流差动的影响 ,并对比了采用电容电流补偿和不采用电容电流补偿的相量差动与故障分量差动原理的动作情况。仿真结果表明 ,分相电流差动在原理上完全适用于超高压长输电线路的保护 ,在各种运行工况下 ,采用电容电流补偿可以有效提高差动保护的可靠性和灵敏度 ,在同一工况下 。

基于扫频法配电网电容电流测量装置研制

准确测量配电网对地电容电流是确定消弧补偿及其容量的重要依据,为此研制了基于扫频法配电网电容电流测量装置,其工作原理是在消弧线圈电压互感器(TV)二次侧注入一方波变频电压,通过检测TV二次侧电流与所注入电压是否同相位来确定配电网对地电容与消弧线圈电感的并联谐振频率,进而求出对地电容电流。该装置由扫频信号发生源和控制器组成,其中扫频信号发生源是基于IGBT、直流侧电压为300 V的单相逆变器,用于向系统注入一方波变频电压;控制器采用混合信号片上系统(SoC)——C8051F 020单片机,用于产生递增变频控制信号,该控制信号经光耦隔离、放大电路驱动,以控制IGBT通断。利用EMTDC/PSCAD仿真和物理试验,对装置有效性进行验证,结果表明装置测量误差小于2%。

配电网电容电流实时测量技术

针对不对称度大的配电网,实现了自动投切可调消弧线圈并联固定电抗器的预随调接地方式,研究了配电网电容电流实时谐振测量技术。为提高电容电流测量精度,采用现场可编程门阵列(FPGA)芯片和高精度晶振精确测量注入信号的电压电流相位差,利用线性插值算法精确计算配电网谐振频率。开发了消弧线圈自动调谐测控装置,实现电容电流的精确测量。模拟实验和现场运行结果表明,该电容电流测量技术具有测量精度高、测量范围广和测量简单等特点,可适用于经消弧线圈预调式和预随调式接地电网。

中性点不接地配电网电容电流实时测量新方法

提出了一种实时测量中性点不接地配电网电容电流的新方法——单频率测量法,即从电压互感器开口三角侧注入一个恒定的电流信号,测量开口三角侧电压和二次星形侧相电压。根据注入的电流信号和测出的电压信号,计算出配电网对地电容值和电容电流值。该方法完全避免了电压互感器短路阻抗和注入信号频率选取组合对测量结果的影响。经理论推导和模拟实验验证,该方法不影响配电网正常运行,具有安全、简捷、准确等优点。

基于时域电容电流补偿的电流差动保护研究

针对超、特高压输电线电流差动保护受暂态电容电流影响,以及基于贝瑞隆线路模型法的差动保护中采样频率和输电线路长度难以配合的问题,提出了基于Π形等值电路的时域电容电流补偿的差动保护.所提出的差动保护是利用微分方程模型对瞬时值进行补偿,能够有效地消除暂态和工频稳态电容电流的影响,解决了常规工频相量补偿法仅能补偿稳态电容电流且计算数据窗较长的缺陷.仿真结果表明,该差动保护适合应用5 ms数据窗的小矢量算法,提高了保护动作速度,而不需要提高采样频率,不增加计算量和通信量,采取低通滤波措施后可以提高时域电容电流补偿的效果.

基于暂态电容电流补偿的线路差动保护

稳态电容电流补偿法不能补偿暂态电容电流,影响了差动保护的性能;时域补偿法和基于贝瑞隆模型的补偿法能对暂态电容电流进行有效补偿。提出一种基于时域补偿的差动保护实用算法,并给出以上3种补偿法在应用于带并联电抗器线路时相应的修正方案。仿真表明,时域补偿差动判据和贝瑞隆差动实用判据能有效补偿暂态电容电流,有利于降低动作门槛,从而大大提高保护的灵敏度和动作速度,其中贝瑞隆差动实用判据效果更佳。

铁路10kV电缆贯通线电容电流补偿度研究

对铁路沿线车站的供电,广泛采用10kV贯通线模式。贯通线是沿铁路架设、以架空线为主、小部分为电缆的辐射式输电线路。为了提高供电可靠性,近年来,贯通线中电缆比例在上升,甚至为全电缆。电缆比例的提高,显著加大了供电系统的对地电容电流,导致系统单相接地电弧不能自熄,影响中性点不接地系统瞬时故障的自动清除能力。解决贯通线的电缆电容电流带来的上述问题,通常采用在电缆部分并联星形中性点接地电抗器来补偿对地电容电流的方法。本文研究表明:现在使用的0.75补偿度方案,不能确保补偿后的单相接地电流满足电弧自熄条件。本文提出了以单相接地电弧可靠自熄为目标的补偿度选择方案,并推导出相应的补偿度选择条件。为贯通线中电缆的电容电流最优补偿,提出了计算方法。实例计算证实了所提方法的正确性。

考虑电容电流的同塔双回线接地距离保护零序电流补偿系数的整定

分析了同塔双回线路在独立运行方式下零序互感和电容电流2种因素对零序电流补偿系数的影响。推导了接地距离保护的数学模型,在传统接地距离保护基础上,提出一种零序电流补偿系数整定新方法,即零序电流补偿系数为原始零序电流补偿系数、附加零序互感补偿系数与附加电容电流补偿系数之和,给出了零序电流补偿系数计算公式。PSCAD仿真结果表明,整定范围为线路80%时,线路末端故障情况下,所提方法比传统方法更能准确地反映故障位置,且能使两侧的距离I段保护范围有交叉,提高了同塔双回线路的距离保护性能。

基于多谐振控制器和电容电流反馈有源阻尼的PWM变换器电流环参数解耦设计

基于电容电流反馈有源阻尼的LCL型脉宽调制(pulse width modulation,PWM)变换器并网电流控制中,通常采用多谐振比例谐振(proportional resonant,PR)控制器来实现静止坐标系下正弦电流给定的无静差跟踪和抑制电网电压特定次谐波影响。针对电流环控制器复杂、参数多、设计难的问题,采用频率域理论分析电容电流反馈系数和准PR控制器各参数对电流环性能的影响。在此基础上,提出一种电流环控制器参数解耦简化解析设计方法,根据稳定性、稳态误差和相位裕度要求,分别设计电容电流反馈系数及PR控制器相对谐振增益系数和比例系数。该设计方法简化了控制器参数之间的耦合关系,且多采用解析计算,不需要反复试凑。实验结果验证了所提出的参数解耦解析设计方法是可行和有效的。