基于新型正序故障分量综合阻抗的有源配电网纵联保护

分布式电源接入配电网改变了传统配电网的拓扑结构,使故障特性发生了改变,常规的配电网电流保护将失去选择性。针对该问题,提出一种基于新型正序故障分量综合阻抗的有源配电网纵联保护方法。对不同类型分布式电源接入的线路发生区/内外故障时的正序故障电压、电流故障特征进行分析。利用区段两端电压、电流正序故障分量,构造两侧的线路推算阻抗,将它们相减后得到新型的综合阻抗。将综合阻抗与线路阻抗之比作为阻抗系数,进而构造区、内外短路故障的保护判据。通过大量仿真验证了所提保护算法的有效性,其能够准确地检测出短路故障,不受故障类型、故障位置、分布式电源类型、渗透率、分布式电源退出的影响,具有较强的抗过渡电阻能力,且灵敏度较高。

基于IEC 61850的地铁直流馈线保护信息建模研究

依据IEC 61850标准建立地铁直流馈线保护功能模型,包括实例化定时限过电流保护PTOC、低电压保护PTUV和接触网热过负荷保护PTTR逻辑节点,构建电流上升率和电流增量保护PDDL(DDL保护)及框架泄漏保护PFLC逻辑节点类。采用虚端子构建保护智能电子设备(IED)与其他设备之间的信息交互模型(虚拟输入/输出信息模型)。利用标准中Inputs刻画保护IED内逻辑节点信息交互模型。3个相邻地铁变电所IED信息交互案例表明,双边联跳保护动作信息流可通过地铁直流馈线保护信息模型清晰展现,验证了方案的合理性和可能性。

基于IEC 61850-9-2的变电站通信网络仿真

以太网的通信能力是支撑基于IEC 61850标准的数字化变电站正常运行的重要因素。文中围绕全站统一环形网和星形网,采用仿真软件OPNET对变电站的各种典型数据流建模,采样值采用IEC 61850-9-2协议,考虑星形和环形2种网络结构、网络带宽、过程层网络传输采样值、环网断线故障、文件传输对采样值与跳闸报文的影响等因素,制定了多套仿真实验方案,针对一个实际的中型变电站进行了对比仿真实验与分析,为数字化变电站系统的构建提供一定的参考。

采用IEC 61850的变电站间隔层IED软件设计方案

IEC 61850的特点是建立分层的体系结构、统一对象模型和抽象通信服务接口(ACSI)等,实现智能电子设备(IED)之间的互操作性,降低整个系统设计、集成、运行、维护等费用。以研究IEC 61850下间隔层IED的软件设计方案为目标,分析IED的功能模型,设计其软件内部模块的组成, 阐述了软件设计所涉及的统一建模语言(UML)设计、可扩展标记语言(XML)、通用的面向对象的变电站事件(GOOSE)、采样值传输(SAV)、通用变电站状态事件(GSSE)等报文的通信模式和多任务运行等关键技术的工作原理及设计方法,为遵循IEC 61850的变电站间隔层IED产品研发提供了一定的借鉴和参考。

基于IEC 61850标准的变电站二次系统精细化管理探讨

为了提高变电站二次系统的设计与管理水平,研究了基于IEC 61850标准的数字化变电站二次系统精细化管理模型。信息流与镜像逻辑节点、合理通信网络、保护实现方式等影响着系统的运行,成为精细化管理的对象。文中设计了相关数据库,对信息流、虚拟输入/输出量、网络拓扑连接、虚拟局域网(VLAN)与多播组、镜像节点等进行信息管理。以某实际变电站为例进行了系统与网络的规划设计,对多种功能应用进行分析,提出了实现精细化管理的建议,是对变电站二次系统设计的有益补充与完善。

基于CAN总线的分布式绝缘在线监测系统的设计与实现

现有的变电所电力设备绝缘在线监测系统大多采用传统的上下位机结构 ,造成系统集成性差 ,不便于软件升级和扩充。文中提出一种基于 CAN总线的变电所高压电力设备多 DSP、多微机分布式绝缘在线监测系统 ,它是由多个面向设备的以 DSP为核心的智能处理单元、多个并行运行具有不同的监测和故障诊断功能的微机构成的分布式系统。该系统采取“分治”的设计思想 ,将数据采集、部分数据处理任务交给设备层的智能处理单元完成 ,监测诊断层主要负责监视和故障诊断 ,并利用 CAN总线实现设备层的检测处理单元间的通信及与上层监测主机的通信。文中给出了系统实现框架 ,并提出了一种简捷、可靠的分布式对象调度机制。

计及时序信息检查的分层模糊Petri网电网故障诊断模型

研究一种计及时序信息检查的电网故障诊断分层模糊Petri网模型。为了简化诊断模型,构造线路与母线的分层模糊Petri网。深入分析了电网故障诊断中故障、各保护与断路器之间的一元与二元时序约束关系,提出了一种对线路两端保护与断路器动作的时序约束交叉检查方法,对不满足时序约束的保护与断路器动作的概率进行修正。对该分层模糊Petri网进行逆向推理找到故障元件,通过正向时序推理发现误动与拒动的保护与断路器。典型电网的多组案例测试结果验证了该分层模糊Petri网诊断模型的有效性。

基于IEC 61850的保护功能交互模型

为了更好地实现基于IEC61850的分布式功能的标准化设计、促进系统的工程实施,需要对保护功能在智能电子设备(IED)之间、IED内部逻辑节点(LN)之间的交互关系进行严谨的描述。文中为IED的交互过程构建了一个较统一的功能模型,阐述IED之间、IED内部LN之间的交互类型,采用扩展协作图和时序图分别刻画分布式保护功能下各LN之间的协作和时序关系,设计了IED的软件结构,为互操作测试实验提供了一定的参考。

乌克兰停电事件引起的网络攻击与电网信息安全防范思考

1乌克兰停电事件网络攻击过程及电网薄弱环节分析近两年来,中国提出了能源互联网的发展战略,已开展了许多相关基础性研究。能源互联网可认为是由传统电力系统（一次系统与二次系统）、分布式能源、通信网络等混合组成的具有互动性的电网物理信息系统,其中信息安全是保证能源互联网健康发展的重要基石。

变电站级广域保护系统建模方法及其原型设计

在阐述变电站级广域保护系统建模需求的基础上,较系统地研究了新型广域保护系统的信息建模方法,分析了系统体系结构、功能设计、Agent技术的适当运用、通信报文的规范化与扩展等要素。以一种区域对等协商变电站级广域后备保护系统为例,对体系结构、各Agent技术、交互情景进行了原型设计与分析。通过多组仿真实验验证了其合理性。

基于有限PMU的电网故障在线识别算法研究

为了实现有限PMU布局方式下的快速有效电网故障检测,研究了电网故障线路在线识别算法。根据PMU布局将电网划分为多个区域。分析了故障发生时流入故障区域的正序、负序和零序电流明显增大的特性,研究了基于边界PMU的故障区域搜索方法。基于虚拟节点构建了纯故障等值模型及其故障分量电压方程。利用一个区域的各边界节点电气量,构造故障分量电压的超定方程组,采用最小二乘法求解故障线路的故障点位置,准确检测故障区域内的故障线路。IEEE14节点系统上大量仿真实验验证了该算法的有效性,它不受故障位置、故障类型、过渡电阻的影响。仿真实验也表明了采用最小二乘法求解的故障点精度能够满足要求。

电网广域后备保护代理的结构和工作机制研究

基于代理的广域后备保护系统通过多个自治代理,利用广域信息并行工作与协调,能够缩短后备保护动作时间、减少故障隔离范围和防止后备保护在电网异常事件中误动。该文研究了广域后备保护代理的结构和工作机制,建立了保护代理多部件的分层模型,分析其工作流程,构造协作关联域。基于代理之间交换数据型和请求型消息,提出了对等的混合协调模式。针对多代理系统的多种故障进行容错性处理,多个保护代理以协作策略和联合规则运行,使保护的整体性能得以加强,提高系统的可靠性和容错性。利用电网和通信系统同步仿真平台EPOCHS在一个简单电力系统上对所研究的代理进行仿真实验,验证了所提出代理工作机制的有效性和合理性。

采用IEC 61850构造变电站广域保护代理的信息模型

基于代理(Agent)技术的广域后备保护有助于提高电网安全,因此得到人们的关注和研究。文中提出采用IEC 61850构造变电站广域后备保护代理的信息模型。阐述广域后备保护系统分布式对等协商的一般性体系结构,研究保护智能电子设备(IED)中包括广域后备保护代理在内的逻辑节点组成。将保护代理设计成扩展型逻辑节点,具有接口层、高级处理层、基本服务层嵌套对象结构。根据一种广域保护算法,阐述基于多任务的保护代理与其他逻辑节点的协作流程和设计。研究位于不同变电站的保护代理之间点对点远程通信原理,分两阶段提交。协商消息以面向通用对象的变电站事件(GOOSE)等报文为基本内容,采用用户数据报协议(UDP)或传输控制协议(TCP)区分传输。广域后备保护代理模型在EPOCHS平台得到仿真实现和验证。

变压器绝缘远程在线监测的Web实现

在已有变压器绝缘在线监测系统的基础上 ,结合Web技术 ,建立能够与变电所的在线监测保持同步的远程在线监测系统。给出了系统的工作原理及其实现 ,并设计了聚合 Active X控件来实现网页上多种信息的实时显示。

基于IEC61850的变电站智能电子设备的统一建模语言设计及改进

从对变电站核心的智能电子设备(Intelligent Electronic Device,IED)设计的角度出发,运用IEC61850的思想和信息模型,采用面向对象的统一建模语言(Unified Modeling Language,UML)为IED建立了功能、静态对象、动态交互行为等模型,以变压器差动保护为例说明了整个设计过程。针对IEC61850主要采用通信信息片(Piece of Information for Communication,PICOM)描述逻辑节点间的交互,未给出交互时序的不足,采用UML的时序图技术描述保护的交互过程,对IEC61 850的动态建模加以补充和改进,以指导IED运行程序的设计与实现。

广域后备保护多代理系统的仿真建模与实现

针对广域后备保护多代理系统分布式协作的特点,为广域后备保护代理构造了环境感知、情景感知、综合决策等智能模块和接口,设计了多代理系统的容错性处理措施。EPOCHS是将电力系统电磁暂态仿真软件EMTDC/PSCAD、机电动态仿真软件PSLF、网络通信仿真软件NS2、Agent集成的电力和通信同步仿真环境,将保护代理映射到EPOCHS予以仿真设计和实现,构造了电网的EMDTC/PSCAD模型和SDH通信网络的NS2仿真模型。通过仿真系统可观察保护代理的内部活动和多代理间的交互过程,从而评价广域保护算法及策略。通过3个仿真实例证明广域后备保护多代理仿真系统的代理设计是正确的。仿真试验能够有效地检验在电力系统故障、保护代理失效、断路器失灵等多种情景下多代理推演带来的整体性能。

基于保护元件与PMU数据多源的广域后备保护算法

为了提高广域后备保护的准确性与容错性,提出了一种同时利用传统保护元件和相量测量单元(PMU)数据的广域后备保护算法。将实时获得的广域保护动作加权,得到综合判断值,然后采用高斯函数获得对应的故障概率。同时,根据统计数据,由正序电压幅值、线路两侧正序电流相角差,计算得到PMU数据对应的故障概率,再将两种故障概率加权综合。在理论上定量地分析了广域保护容错的极限位数。在IEEE 14节点系统上的多组案例实验结果表明,该算法对多个保护误动与拒动有较高的容错性,并且能够检测多重故障。

数据挖掘在电力系统暂态稳定评估中的应用综述

人工智能和数据挖掘在发现潜在问题和提高计算效率等方面有较大的优越性。综述了几年来人工智能与数据挖掘等技术应用于电力系统暂态稳定评估所取得的研究成果。对所涉及的主成分分析、遗传算法、粗糙集、信息熵等数据预处理方法,神经网络与支持向量机等分类器,可视化显示等方面的研究成果进行了深入的分析和比较,指出了存在的问题,并对以后的发展方向进行了一定的展望。

基于相对保护熵与名义过渡电阻的电网故障在线检测方法

为了实现故障元件的在线检测,提高其准确性与容错性,提出了利用7类广域保护动作信息定义保护熵与相对保护熵概念。给出了相对保护熵阈值的确定方法、检测故障的两个判据,分析了其对某些保护信息出错情景的敏感性,尤其是故障线路上保护拒动、相邻非故障线路上保护误动位数较多情景。在有保护拒动与误动的大多数情况下,采用相对保护熵能够准确判断出故障线路。研究了基于有限同步相量测量单元的线路名义过渡电阻的求解方法,将它作为相对保护熵接近于阈值的疑似线路的补充判断。IEEE 14节点系统的多组算例结果表明,采用保护熵能够使3位保护误动与拒动的故障检测正确率达到100%,将相对保护熵与名义过渡电阻两者结合,能够对较多位保护误动与拒动情景进行有效检测,有着较高的准确性与容错性。

发布/订阅通信模型改进及在变电站自动化中的应用

为解决变电站间隔层数据快速与可靠传输的问题,分析了变电站自动化系统中数据的多种传输类型和传输模式,提出了对工业实时控制系统所采用的发布/订阅通信模型加以改进,融合了请求/应答的事务型服务、发布/订阅的数据型服务两种需求。研究了改进型发布/订阅的流控制模型和实现机制,将变电站数据分成一次性和周期性两类发布数据,阐述了数据发送与接收的有序化控制、有选择重发等方法和策略的实现,给出的仿真实验证明了该模型的可行性。