基于CNN-BiGRU的高压直流输电线路故障识别

针对高压直流(high voltage direct current,HVDC)输电线路故障暂态行波具有时序性和强非线性的特点,导致高过渡电阻情况下故障识别率低的问题,提出基于卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)和双向循环门单元(bidirectional gate recurrent unit,BiGRU)的HVDC输电线路故障识别方法。首先,采用故障后整流侧的双极暂态电流行波作为特征向量,利用CNN提取全局特征,并从中剔除噪声和不稳定成分,完成对数据的降维处理。然后,采用BiGRU来捕获CNN提取到特征的前后时间信息,进一步提取数据中的时序特征,以实现HVDC输电线路故障识别。仿真结果表明:该方法可在不同故障地点以及不同过渡电阻下对单极接地、双极短路、雷击故障、雷击干扰共四种故障实现准确识别,可靠性高,具有较强的耐受过渡电阻能力,同时具备一定的抗噪性能。

考虑泄漏电流及层间耦合的高压电缆金属护套环流计算与分析

高压电缆线芯与金属护套间存在泄漏电流,当前护套环流的分析与计算中未准确计及其影响,为此提出了考虑泄漏电流及层间耦合的高压电缆金属护套环流计算方法。首先,建立了基于电缆双π集中参数模型的护套环流等值计算模型,在分析泄漏电流影响时,考虑线芯与护套、护套与护套之间的电磁感应作用;然后,运用叠加原理,推导了考虑泄漏电流及层间耦合的监测点与任意位置护套环流计算过程;最后,基于PSCAD/EMTDC仿真软件,搭建了不同排列方式及段长组合下的仿真模型,并结合工程案例进行结果验证,在此基础上,分析了负荷电流、段长组合以及排列方式对护套环流的影响。结果表明:采用该方法所得环流与仿真值的误差大都在1%以内,实例分析亦验证了其准确性;此外,工程中需注意轻载环流超标现象以及段长组合对护套环流的重要影响。以上方法及分析结果对电缆设计、运行监测、故障诊断与定位有一定的借鉴意义。

土壤微观结构参数对埋地电缆温度与载流量的影响分析

土壤内部结构影响埋地电缆传热过程和电缆载流能力。该文考虑埋地电缆实际敷设工况,建立了土壤微观结构参数下的电–热–流多物理场耦合仿真模型。首先基于多孔介质传热理论构建了土壤导热系数评估模型。然后以典型±500 kV高压直流电缆为对象,依次研究埋地电缆在不同土壤孔隙率、水气比、渗透率下温度场与载流量的变化情况。最后将结果与IEC标准进行比较,分析了IEC标准的使用局限性。结果表明:土壤孔隙率的增大和水气比的减小使得孔隙内气–液占比增大,导致土壤导热系数减小和电缆温度上升。在极端干燥土壤中,电缆稳态温度随孔隙率变化最大可相差25℃左右。土壤渗透率的增大则使得传热方式由单一热传导变为热传导与热对流共同传热,由此引起的电缆稳态温度变化最大可相差约20℃。因此IEC标准计算载流量仅适用于土壤渗透率低且孔隙率低、水气比高的土壤环境。研究结论可为复杂环境下电缆敷设选址提供理论依据,最大限度利用直埋型电缆的载流能力,提高运行可靠性。

基于小波熵特征融合和ISSA-BiTCN的直流输电故障定位

特高压三端混合直流输电系统作为直流输电的一种重要形式,存在传输距离较长而导致的线路故障率较高的问题,对其进行准确的故障定位是系统稳定运行的基础。针对现有故障定位方法应用于输电线路单极接地故障时存在的高阻接地故障下定位模糊、精度较低的问题,提出了一种基于小波包熵特征融合提取故障特征,再由改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm,ISSA)优化的双向时域卷积网络(bidirectional time-domain convolution network,BiTCN)模型的故障定位方法。首先,利用小波包变换提取线模电压行波信号,利用信息熵刻画电压波形中的深层故障特征,形成熵特征融合特征向量构成的特征矩阵作为BiTCN模型的输入;其次,搭建并训练BiTCN模型,并利用ISSA的迭代寻优对其进行优化,最终实现三端混合直流输电线路故障的精确定位;最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台中搭建系统模型,验证所提方法的可实施性。结果表明该方法定位精度较高,具有较好的泛化能力和鲁棒性,对高阻故障耐受能力较好。

基于智能理论的高压输电线路故障分析

随着电力系统规模的不断扩大,输电线路的安全问题也需要引起广泛重视,若输电线路出现故障,既会影响到电力系统的安全运行,又会引起一定的安全隐患,尤其是涉及的线路越长,引起的经济损失也就越大。因此通过对高压输电线路的故障进行分析,通过研究如何能够快速高效的发现输电线路出现的故障点,以及针对不同的故障采取不同的解决措施,对维护输电线路安全,提高电力传输的安全性和高效性,保障电网的安全顺利运行有着重要意义。

基于LoRa技术的高压输电设备在线监测系统设计

偏远地区高压输电设备由于没有网络,在线监测数据的实时传输是实际应用中的一个难点问题。为此,文章设计了一种基于泛在物联网和LoRa技术的高压输电设备在线监测系统,其通过构建低功耗、远距离传输的LoRa无线通信自组织网络,将前端传感器采集的输电设备状态信息及其他数据传输到LoRaWAN网关,再通过5G无线网络将数据上传至后端服务器,实现在线监测系统的整体通信链路。模拟实验结果显示,与现有技术方案ZigBee、LoRa和NB-IOT相比,采用文中所设计的方案,系统传输速度(20~100 kbit/s)最快,且丢包率、传输时延和平均耗时(分别为1.6%、0.27 s和60 s)最低,表明该系统在具有较快传输速度的同时兼顾了低功耗远距离的特点,实现了数据的稳定传输,适用于偏远地区高压输电设备的在线监测。

站域防误装置的研制与工程实践

针对变电站间联络线操作闭锁的安全性需求,论述了站域防误装置的需求背景与技术开发方案,阐述了开发应用原则。站域防误装置已在江苏宿迁多个站点部署应用,运行效果良好。

基于北斗授时数字技术的配电网行波故障隐患识别研究

为了提升行波故障识别效果,降低误报率与虚警率,提出一种基于北斗授时数字技术的配电网行波故障隐患识别方法。采集行波故障信号,采用北斗授时数字技术将采集到的信号按照时间顺序进行记录和分析。通过带通滤波器消除其他频率干扰,突出故障信号的特征。针对行波故障信号数字滤波结果,使用递归神经网络构建故障隐患识别模型,运用该模型实现行波故障隐患识别。实验结果表明,所提方法的误报率与虚警率较低,且能够在噪声状态下获取信号时频特征,实现对多通道信号的准确识别,有利于提高配电系统的可靠性和稳定性。

电力巡检无人机失控保护及定位装置设计

随着我国电力系统的发展,无人机巡检作业逐渐普及,但与此同时,其飞行安全变得格外重要。电力巡检无人机一旦失控,对地面工作人员和电力设备将会造成不可估量的损害。由于这种无人机的工作环境和对安全的特殊要求,文章提出一种对电力巡检无人机的失控保护装置,并对其安装方式,响应算法,材料选择以及坠机搜救等进行研究,确保其在失控状态下对电力系统设备影响最小。实验结果表明该装置对电力巡检无人机可以起到有效的保护作用,其响应速度和动作高度可以很好的适配电力巡检无人机。

新型变电站高压供电监控系统设计

变电站作为电力系统的运输中枢,决定了电力供给效率和服务质量水平。高压供电监控系统作为保障电力系统平稳运行的重要一环,确保其设计合理性至关重要。良好的高压供电监控系统可实现实时监控、智能化管理功能,及时发现电力系统故障,从而保障供电质量。基于此,本文提出一种DCS型(集散分布型)监控系统,分析该系统的整体架构,并从系统架构、功能模块、软件、硬件等方面提出相应的设计要点。

智能链式网供电技术在高速公路机电系统中的应用

研究智能链式网供电技术在高速公路机电系统中的应用,提高高速公路机电设备的稳定性。以龙陵至瑞丽高速公路作为研究对象,采用交流变压器、高压电源点以及能源智控站构成链式与网状结构形成智能链式网供电系统为高速公路提供电能,分析该供电系统的布设要点。实验表明,该方法能够提高电能质量,降低建设成本。

基于风速的不同架构下混压双回直流线路合成电场研究

直流输电线路的合成电场在自然环境中易受自然风干扰,因此在多风区域建设直流输电线路需选择合适的杆塔型式以及导线布置方式以减少自然风对合成电场的干扰。鉴于此,基于动态风速,采用Kapt zov假设的有限元解法对不同架构下合成电场的变化趋势和峰值变化进行了研究,选择具有优异抗风性和稳定性的架构方式,减弱直流输电线路的电磁环境影响。

基于数字孪生技术的高压电缆检修应用现状与展望

随着数字孪生技术在各行业的广泛应用,其在高压电缆检修领域也越来越受到关注。数字孪生在高压电缆检修中能够实现设备状态的实时监测与预测,从而提高检修效率,减少故障发生。然而,数字孪生在高压电缆检修中的应用还处于初级阶段,仍存在许多需要突破与改进的地方。本文探讨了数字孪生技术在高压电缆检修中的应用现状,并对其未来的发展趋势进行了展望。

赣州地区输电线路雷击跳闸率偏高原因分析及对策

根据赣州地区输电线路近5年雷击跳闸数据,从反击跳闸比例、档距、地形、投运时间等方面研究了赣州地区输电线路雷击跳闸特征,在此基础上开展了雷击跳闸偏多原因分析,对历年来差异化防雷改造效果进行评估,并针对暴露出的问题提出了相应的改进措施和建议,为赣州地区输电线路防雷工作提供技术支撑和参考。

基于ATP-EMTP的高海拔地区某110 kV线路雷击故障分析

某高海拔山区110 kV线路在经受大幅值雷电流侵入时发生三相短路故障,经现场勘查确认故障杆塔及环境状况,结合雷电监测系统中记录的雷电流幅值等故障监测数据以及历史运行数据,对雷击故障原因及线路防雷水平进行综合分析和评估。运用ATP—EMTP仿真软件构建故障杆塔模型,逐步调整雷电流幅值计算反击耐雷水平,结果表明此次故障为大幅值雷电流反击导致。最后分别对改善接地电阻、提高绝缘水平、增设避雷器等防雷措施效果进行仿真分析。并结合线路运行实况,选择合理的防治措施,从而提高线路的防雷水平。

高压断路器故障检修及状态监测分析思路构架实践

本文对高压断路器故障类型与检修要点进行分析,并对高压断路器状态检修技术加以阐述,从监测断路器触头使用寿命、监测断路器微水含量以及监测气体密度等方面提出有效的状态监测方法和分析思路,实现精准定位高压断路器故障位置,提升故障检修效率,减少故障发生对高压断路器正常稳定运行的负面影响,保障高压断路器基本功能正常发挥。

高低湿环境下酥朽复合绝缘子短样温升与热源仿真分析

复合绝缘子由于其优异的抗污闪性能而被广泛应用于输电线路。基于酥朽复合绝缘子的温升情况通过红外成像技术及时筛查酥朽缺陷是保障电网安全运行的有效手段。但复杂运行工况下影响复合绝缘子温升的因素较多,如环境湿度,护套老化等。针对500 kV酥朽复合绝缘子上截取的两段典型短试样,建立护套老化及酥朽劣化短试样模型,通过有限元方法计算了高低湿环境下两试样温度及电流密度的分布情况,并分析了不同条件下引起试样温升的热源,最后通过试验验证了仿真模型的合理性和计算结果的正确性。仿真结果表明:低湿环境下,护套老化试样温升热源为护套老化层,酥朽试样温升热源为芯棒酥朽部分;高湿环境下,护套老化试样温升热源不变,而酥朽试样温升热源为芯棒-护套界面处的水分以及芯棒酥朽部分。结论对揭示不同劣化状态或缺陷类型下复合绝缘子温升特性及机理具有指导意义和重要参考价值。

山区输电线路雷击跳闸预警的融合算法研究

如何准确预警雷击引起的线路跳闸事故是长期困扰电力运行部门的重要难题,而现有的线路雷击跳闸预警技术未能充分考虑区域雷电活动特征与雷击线路的物理过程,存在预警准确率低、虚报率高的问题。该文在已广泛应用的雷电活动短时预警技术基础上,提出一种融合蒙特卡罗法与雷电先导分形模型的输电线路雷击跳闸预警算法。该算法充分考虑了雷电活动特征、雷击线路物理过程与线路走廊微地形条件,一方面依据区域雷电活动监测数据,拟合得到了地闪频次随海拔高度的变化规律与雷电流幅值累积概率分布函数,并以此构建了蒙特卡罗法所需的目标分布样本,从而模拟了雷电流幅值与落雷位置在一定区域内的分布情况;另一方面采用雷电先导分形模型,实现了对雷电先导发展路径随机性与确定性相统一的物理过程的模拟,从而充分考虑了微地形条件对雷击线路物理过程的影响。同时,在该算法的基础上构建了输电线路雷击跳闸概率数据库,形成了雷击跳闸预警系统。该系统在云南电网的运行经验表明,2021年雷雨季节的雷击跳闸预警中,预警准确率为87%,有助于电网相关部门提前采取有针对性的预防措施。

实现电网高质量发展的路径探究

在电力系统中,电网是整个电力系统的枢纽,为中国工业的发展、人民生活水平的提高、科学技术的创新提供重要保障。电网的安全稳定运行是保证电力系统正常运行的基础。但是,由于中国能源结构的不断调整,传统电网已经不能满足当前经济社会发展对电力的需求,因此在新时期背景下,电网行业需要进一步深化改革,实现高质量发展。从电网发展现状入手,提出实现电网高质量发展的有关对策,以促进中国电网行业的健康可持续发展。

水电站220 kV输电线路故障行波定位

针对水电站输电线路发生故障后无法准确实施定位的问题,从行波的实际传播理论出发,推导出一种与波速无关的改进双端定位算法。利用变分模态分解(VMD)能自适应地分解故障电流行波信号,Teager能量算子(TEO)可快速追踪信号的能量变化、运算量小的独特优势,建立了基于VMD-TEO的220 kV输电线路行波定位模型,该模型无需考虑波速修正和双端时间同步。PSCAD仿真结果表明,改进的双端故障定位模型误差百分比最大为0.239%,优于其他定位算法,验证了所提方法的可靠性和优越性。