基于相量测量单元优化配置的配电网谐波状态估计研究

随着大量电力电子设备的接入,配电网谐波问题愈发严重。谐波状态估计的准确性直接影响到后续的谐波治理效果。相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)可以实时测量节点电压与支路电流,可借助其实现谐波状态估计。然而目前PMU价格较高,如何进行合理的优化配置保证全网谐波状态可观,同时提高谐波状态估计的准确性,是亟待解决的问题。首先构建以PMU经济配置和谐波状态估计精度最高为目标的PMU优化配置模型,并提出一种改进二进制粒子群-遗传混合算法用于求解。随后在实时仿真器中搭建IEEE14节点模型,选用均值插补法以及Vondrak滤波法进行数据处理并分析了优化所得多种PMU配置场景对谐波状态估计的影响。结果表明:所提算法从减少投资成本及降低谐波状态估计误差角度考虑,能够给出合理的PMU配置方案,有助于支撑工程决策。

基于多源数据融合的配电网线损研究

多源数据是一种综合多个信息源的复杂数据类型,其主要特点是不同的信息源从不同的角度刻画了样本以及样本之间的关系(具体到配电网领域,不同量测系统针对同一节点所得到的数据是不同的,甚至存在较大差异)。提出了一种适用于配电网线损计算的多源数据综合利用方法,为便于数据融合,对多源量测数据进行转换;为保证量测时间断面一致性,选择同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)某一量测时刻作为基准,对数据采集与监视控制(supervisory control and data acquistion,SCADA)系统数据进行时间配准与数据填充操作,对智能电表数据采用“量测值+预测值”方式进行时标对齐;对时序数据进行滤波,获得较为准确的配电网数据;基于登普斯特-沙夫特(dempster-shafter,D-S)证据理论法实现多源数据融合。以某10 kV配电网为算例分析计算了配电网线损,结果表明,所提方法可较好地完成多源数据的综合利用,提高配电网线损计算的准确性。

基于灰色关联分析的复合电能质量环境变压器损耗测试及分析方法

随着分布式电源以及大量非线性负荷接入电网,电能质量扰动问题愈发突出,严重影响配电网关键设备损耗。目前,难以对多电能质量扰动工况下的变压器损耗进行准确测量,各电能质量指标对变压器损耗的影响程度难以量化。为此,根据电压偏差、三相不平衡和谐波三种典型电能质量扰动机理,设计出一种模拟变压器实际运行条件,可产生多电能质量扰动工况的实验平台。此外,采用灰色关联分析方法对实验数据进行处理,得到各电能质量指标与变压器损耗之间的关联程度。结果表明,三项电能质量指标均会影响变压器损耗,进而影响变压器的能效。三相不平衡扰动与其他扰动之间的耦合对配电网变压器的附加损耗影响最为显著,而电压偏差扰动与其他扰动之间的耦合对附加损耗的影响较小。该结论可为配电网能效分析与电能质量治理提供参考。

基于扫频电阻法的变压器绕组材质辨识方法及实验验证

变压器生产中“以铝代铜”现象危害电力系统运行安全,为了简单有效地辨别变压器绕组材质,提出了一种基于扫频电阻法的辨识方法和实验方案,并根据该方案搭建了一套变压器绕组材质检测系统。首先对基于扫频电阻法的辨识方法进行了相关理论推导和证明,之后对基于该方法的检测系统性能进行了测试,最后对不同类型变压器进行了实验验证。实验结果表明该方法能够快速高效地辨别变压器绕组材质,具有较高的工程实用价值。

双高有源台区电能质量综合治理装置相关研究

此处首先分析了统一电能质量调节器(UPQC)的工作原理和多种类型的拓扑结构,并提出一种左串右并型UPQC可接入三相三线或三相四线系统中并可以实现串并联侧的电能质量调节。随后对UPQC的控制策略进行了分析,选用了无需检测电源电压及负载电流的扰动畸变等信息的间接补偿控制策略,其中串联逆变器被控制为受控电压源,并联逆变器被控制为受控电流源。最后对UPQC进行仿真与实验验证,从结果论证了此装置和控制策略的可行性。

基于谐波效应的变压器绕组材质鉴别方法与实验验证

为实现配电变压器绕组材质的快速准确辨识,在已有研究的基础上提出了一种基于谐波效应的变压器绕组材质无损鉴别方法并进行了实验验证。首先研究了谐波效应下的理论机理,根据变压器绕组谐波电阻的计算公式分析了基于谐波效应法进行变压器绕组材质辨识的可行性。之后针对配电变压器常用联结组别的特征给出了对应的测试模型和等效电路,并对实验设备的误差影响进行了分析,最后利用不同绕组材质的配电变压器进行了实验验证并对该方法的工程实用性进行了说明。实验结果表明所述方法测试速度快、辨识准确度高,能够快速有效地进行配电变压器的绕组材质鉴别,具有广阔的工程应用前景。

基于Kmeans聚类的配网变压器绕组材质辨识算法

近年来由于日益白热化的配电变压器市场竞争,不少中小型企业“以铝代铜”生产变压器,对电力系统的稳定性留下隐患。当前变压器材质无损辨识方法和技术欠缺,而谐波电阻法所需设备简便、成本低,有很高的工程实用价值,但缺乏科学严谨的算法支撑。为了准确高效地对变压器绕组材质进行辨识,在已有研究的基础上提出了一种基于Kmeans聚类的辨识算法,并对算法进行了优化。该方法对统计得到的变压器绕组谐波电阻进行聚类分析,再通过方差选择法、主成分分析(PCA)降维对算法进行优化,验证了优化算法的可行性,并利用优化算法展开现场应用。分析结果表明该算法能准确地鉴别变压器绕组材质,有广阔的工程应用前景。

典型株型沙生灌丛对风沙流场影响的数值模拟

研究典型株型沙生灌丛周围的流场分布,旨在为干旱、半干旱地区合理选择不同株型的防风沙植被提供理论依据。本文利用FLUENT软件对3类典型株型(坛形、梭形、帚形)灌丛周围的流场进行数值模拟,分析不同植株形态对风沙流的影响,并加以风洞试验验证,结果表明:(1)3类株型周围流场可分为5个区,且株后均存在3个涡流。受涡流强度的影响,在积沙初始阶段,梭形、帚形植株主要在株后6~7 H处积沙,而坛形植株在3 H附近积沙。(2)受植株最大侧影面积高度层的影响,3类株型灌丛株后1 H处的风速极小值依次出现在0.3 m、0.4 m、0.8 m高度处,最优防护高度依次为0.2~0.4 m、0.3~0.6 m、0.8~1 m。3类株型株后的空气动力学粗糙度逐渐减小,且坛形的粗糙度明显高于其他株型。(3)3类株型在-2~10 H范围内均可有效降低风速,株后近地表区防风效益表现为坛形>梭形>帚形,而中高空区防风效益均随株距增加而减小。(4)在T=10 s时,3类植株周围总积沙长度分别为8.5 H、6H、4.5 H,梭梭、沙拐枣分别在距入口5~5.5 m、4.5~6 m处存在不同程度的风蚀现象。对比其他植株,白刺(Nitraria sphaerocarpa)具有较好的阻沙效果,在防风固沙工程建设中建议将其与梭梭(Haloxylon ammodendron)、沙拐枣(Calligonum mongolicum)结合,既能发挥白刺的阻沙作用,又可利用梭梭、沙拐枣较好的中高空防风效果。

基于随机森林算法的V2G充电桩故障诊断研究

针对V2G直流充电桩开关模块的故障诊断问题,提出一种基于随机森林算法的诊断方法。该方法使用小波包分析提取故障电流信号中的特征信息,使用核主成分分析降维以降低样本数据的复杂程度,使用随机森林算法训练出适用于直流充电桩开关模块的故障诊断器。实验验证表明,采用随机森林故障诊断器可以有效诊断开关模块故障。该方案在直流充电桩开关模块故障诊断方面具有现实意义。

基于孤岛划分约束的有源配电网故障恢复策略

为提高供电恢复效果,更好地应对当前有源配电网信息-物理耦合程度不断加深的形势,提出了一种考虑信息流、能量流、业务流多流融合以及智能软开关(soft open point,SOP)作用的孤岛划分算法,基于该算法实现供电恢复策略。首先,为保证负荷的可靠恢复,该策略深入研究信息-物理耦合并建模,对节点信息重要度排序,讨论其对负荷恢复的影响;其次,构建了SOP的稳态模型,分析了SOP的工作原理及控制模式;接着,为了更大程度、更加灵活地恢复负荷,考虑SOP的作用,建立考虑光伏时变性及负荷运行特性的有源配电网孤岛划分模型;最后,算例仿真验证所提策略的有效性。

适应多流融合仿真的交互同步接口算法

为研究分析当前新形态复杂配电网系统可靠性、电压稳定和高效运行的有效手段,综合考虑能量流、信息流、控制流及业务流的多流融合仿真的同步接口算法研究,通过对比研究了4种典型接口算法,研究了基于反馈电流滤波的理想变压器模型(ideal transformer model,ITM)改进接口算法。结果表明该方法通过将物理侧测到的电流经过滤波器反馈给数字侧,优化了ITM算法的稳定条件,减小了数模两侧的延迟,提高了多流融合仿真系统的稳定性和精确性,可见基于反馈电流滤波的ITM改进接口算法有效平衡了配网多流融合实时仿真中同步接口的稳定性和精度的要求。

针对光储并网的中低压配电网分层优化控制策略

为解决大规模分布式能源并网导致配电网运行产生波动,以及传统配电网中低压层的控制策略相互独立,仅依靠配电网功率信息实现单层控制,其电压控制效果已经逐渐不能满足负荷侧需求的问题,通过分别建立配电网中压层集中式控制模型,低压层分布式控制模型,提出中压层集中式-低压层分布式的分层协调控制的方法,研究如何提升含大比例光伏及储能系统接入的配电网的稳定性,优化控制策略。结果表明:通过二阶锥优化算法与CPLEX求解器运算,得出调控指令并传递至相应节点,通过能量流、信息流、控制流的多流联合作用实现优化控制,实现减少线路损耗,提升配电网稳定性的优化目标。可见中压层集中式-低压层分布式的分层协调控制策略的有效性。

论道路建设的生态环境影响与生态道路建设

近20年来,我国道路建设取得了辉煌的成就,但在其建设水平和规模巨大提高的同时,道路建设对生态环境的不利甚至负面影响也在不断加深和扩大。从生态学的角度,综合分析了道路建设对生态环境的影响,即:(1)对土、水、气、声、热等无机环境的影响;(2)对植物、动物等生命系统的影响;(3)对景观格局、过程等的影响。在此基础上运用“生命周期”概念分析并提出建设生态道路应在规划设计、建设施工、道路运营等阶段分别采取相应措施,从而达到建设和谐生态道路的目的。

影响水土流失的主要因素研究概述

对 1 0 1篇中外文文献分析表明 :因子对径流侵蚀的影响作用非常复杂 ,不同地区、土壤、地形、植被条件下研究结果可能差别很大。我国侵蚀性降雨标准多在 8～ 1 4mm之间。许多因子与侵蚀、径流的关系存在临界值 ,大于此值后 ,关系发生变化。侵蚀临界坡度多在 2 1 .4～ 45°之间 ,植被临界覆盖率在 40 %～ 60 %之间。在一定条件下 ,径流、侵蚀量与雨量、坡度、坡长呈正相关关系 ,与植被盖度呈负相关关系。死地被物可减少径流量、泥沙量。

2MVA无串联变压器级联多电平动态电压调节器的设计与仿真

研究了基于级联多电平结构的无串联注入变压器的2MVA动态电压调节器(Dynamicvoltagerestorer,DVR)的系统设计方案,针对DVR的主电路拓扑、电压暂降检测算法、底层载波移相控制策略、储能计算、滤波器设计及逆变器部分的损耗进行了分析研究,并对某生产基地6kV系统的电压暂降问题完成了DVR装置主电路参数和控制电路的功能设计,采用仿真软件EMTDC/PSCAD进行了仿真研究,验证了文中所提设计方案的正确性及有效性。

基于暂态稳定控制的TCSC装置特性研究

应用数字仿真（EMTDC／PSCAD）和动态模拟实验（15kvar物理模型）对比研究了超高压可控串联补偿（TCSC）与电力系统暂态稳定控制有关的一些重要的动态特性。通过数字和物理仿真分析了不同同步信号（电容电压同步和线路电流同步）、不同控制模式（阻抗开环和阻抗闭环控制）对TCSC装置动态品质的影响；提出并实现了TCSC装置硬件阻断（block）与旁路（bypass）工作模式。提出了TCSC在容性与感性区间内实用的平稳转换两步骤方法，以及避免故障下TCSC失控和减小电容器直流分量的控制策略。

特高压同杆双回功率传输对潜供电流的影响

为了分析输电线路传输功率对潜供电流的影响,采用二次模变换的方法去掉相间耦合,实现多相系统的参数解耦,建立计算同杆双回输电线路潜供电流的数学模型后,针对线路传输功率的变化分别计算了不同故障点处潜供电流的大小。结果表明,线路传输功率对潜供电流的影响较大,且不同故障点处,潜供电流的变化趋势也不一样,故障点靠近线路首端或末端时,潜供电流会随传输功率的增大而变大,必须采取有效的抑制措施。

江西红壤缓坡地壤中流影响因素分析

针对地表植被覆盖、死地被物敷盖、裸地3种类型的坡面,采用径流小区试验方法,研究江西红壤表层(距地表30 cm)、底层(距地表60 cm)壤中流及地下径流(距地表105 cm)特征,运用数理统计方法分析壤中流流量、流速、历时与降雨、径流因子的相关关系。结果表明:1.与裸地相比,百喜草覆盖、死地被物敷盖显著增加壤中流量,2种措施都延长壤中流历时;2.壤中流量与雨量、雨强、降雨历时、初渗雨量呈正相关关系,覆盖、敷盖小区壤中流量受雨量影响较大,而裸地小区壤中流量受雨强影响较大;3.表层壤中流历时与降雨因子有较好相关性,而底层壤中流历时与降雨因子相关性很差;降雨历时对壤中流历时影响最大,降雨量影响最小;4.壤中流流速与因子的关系受措施及土层深影响,在植被覆盖、死地被物敷盖小区表层与雨量相关性最好,在裸地表层与雨强相关性最好。在各小区底层流速均与降雨历时相关性最好;5.裸地地表径流量与壤中流量相关关系不显著,在采取2种措施后,地表径流量与壤中流量呈线性正相关关系。随地表径流量的增大,覆盖措施壤中流量增大幅度大于敷盖措施。

动态电压恢复器注入变压器过饱和抑制

串联补偿设备往往通过注入变压器补偿电源侧电压质量问题,保证重要负荷的电压质量。然而,注入变压器铁心磁通会因为补偿注入电压初始相角的不同,在很大范围内变化,可能造成注入变压器的过度饱和,不但产生极大的激磁涌流、引起注入补偿电压的畸变,对变压器、逆变器的安全运行造成威胁,还会大大增加继电保护误动作的可能性,降低供电可靠性。分析了注入变压器发生过饱和的机理,提出了抑制注入变压器发生过饱和的高次谐波注入控制策略及算法,并通过计算和仿真验证了算法的正确性。

川中紫色土区小流域土地利用与土壤流失关系

根据长江上游水土流失重点防治工程总结报告,建立小流域土壤流失量、轻度以上侵蚀土地面积与农地、林地、荒地、其他用地面积无截距多元回归模型,以及小流域土壤流失量与不同侵蚀强度土地面积无截距多元回归模型,分析不同类型土地的侵蚀模数、土壤流失率、土壤流失比、土壤流失面积比,不同侵蚀强度土地侵蚀模数、土壤流失比。结果表明:(1)农地、林地、荒地、其他用地的土壤侵蚀模数分别为2353、2319、12162、-2750t/km2·a;前三者的土壤流失比分别为56%、25%、19%,水土流失的首要用地类型是农地,但在个别小流域,林地或荒地也会是产生土壤流失的首要用地类型,其他用地对土壤流失起到抑制作用;(2)农地、林地、荒地的土壤流失率分别为52%、34%、100%,土壤流失面积比分别为72%、16%、12%,农地流失面积比远高于其他用地类型,但在个别小流域,林地流失面积比大于农地;(3)无明显侵蚀、轻度侵蚀、中度侵蚀、强度以上侵蚀土地土壤侵蚀模数分别为-481、2500、484、8068t/km2·a;轻度侵蚀、中度侵蚀、强度以上侵蚀土地土壤流失比分别为8%、33%、59%,强度侵蚀土地是水土流失的主要来源。