基于模板复用和特征解析的智能变电站虚回路自动配置方法

针对当前虚回路配置存在的复用程度不足、配置正确率不高的问题,提出了一种基于模板复用和特征解析的虚回路自动配置方法。分析了虚回路模型和配置特点;采用模板复用策略构建了虚回路重连数据集;对重连的虚回路路径进行特征提取,并采用降噪自编码网络实现重连的匹配。以实际220kV智能变电站为例进行对比分析,结果表明:与现有的自动配置方法相比,所提方法可更好地利用配置模板提高配置效率,能够有效提高虚回路自动配置的正确性。

工程教育认证背景下海洋生物医学工程课程教学改革

海洋生物医学工程课程是山东大学海洋资源开发技术专业-海洋生物工程模块的专业核心课程。在工程教育认证的背景下,通过对课程特点的综合分析,在“成果导向教育理念”的指导下,对课程的教学目标、授课内容、授课方法及考核方法等方面进行系统性的改革,进而确保海洋生物医学工程课程的教学质量,最终提升海洋资源开发技术专业人才的培养水平。

基于参考电压二次积分值的柔性直流配电网纵联保护方法

柔性直流配电网具有良好的新能源消纳能力,是未来配电网的重要发展方向。电力电子器件的控制响应速度快,使得故障后各阶段切换较快且故障特性都不相同,对保护方法的快速性和适应性提出挑战。在分析柔性直流配电线路故障后各阶段故障特性的基础上,文中提出了一种适用于故障全过程的柔性直流配电网纵联比较保护方法。该方法利用测量点电气量计算相应参考点的电压二次积分值,根据二次积分值的正负极性判断故障点是否位于测量点与参考点之间,以此作为保护单元的故障判断结果。纵联保护通过比较两侧保护单元的故障判断结果对被保护线路发生区内还是区外故障做出判断。利用PSCAD/EMTDC搭建了柔性直流配电网故障仿真模型,通过设置不同位置故障对所提方法的正确性进行验证。仿真结果表明,所提方法可以在故障全过程准确判断出区内还是区外故障,具有较高的可靠性、良好的适用性和较强的抗过渡电阻能力,对分布电容和噪声干扰导致的计算误差也具有良好的应对能力。

满足“三道防线”要求的广域保护系统及其在电力系统中的应用

分析了广域保护的研究背景,总结了目前各种不同类型的广域保护系统,并对其功能重新进行了定位,根据影响电力系统稳定的三类问题,提出了能满足“三道防线”要求,由快速保护、安全自动控制和紧急控制以及系统振荡检测构成的广域保护系统,阐述了该系统应该具备的功能和工作流程,并指出了构建该系统需要开展的几方面研究工作。所提出的广域保护系统可为大型互联电网配置合理的安全防线提供解决方案。

含高渗透率DG的配电系统区域纵联保护方案

近年来分布式发电技术得到了快速发展,配电系统中分布式电源(DG)的渗透率水平不断提高。多个DG的并入将会使配电系统短路电流的大小、流向和分布发生较大变化,将会导致传统的阶段式过电流保护无法正常工作。为了满足含高渗透率DG的配电系统对继电保护的要求,解决现有保护技术存在的问题,提出了一种以纵联比较保护原理为基础、以通信为支撑、以包含DG的配电变电站及其馈线为保护对象的主从式区域纵联保护方案。讨论了保护系统工作的方式,研究了故障检测与定位的基本方法。

包含多微网的配电系统故障检测算法

为解决传统配电网继电保护系统难以应对多微网并网运行的问题,提出一种主从式的区域纵联保护系统。根据网络结构和当前运行方式形成网络拓扑结构矩阵,根据被保护线路上各点的故障方向信息形成故障信息矩阵,通过对2个矩阵进行简单的乘法运算,即可快速、可靠地检测出故障所在位置,其灵敏度和可靠性基本不受微网容量和并网位置的影响。分析了保护单元或通信系统工作异常所导致的故障信息不完备对故障检测算法的影响,并对算法的容错性进行了研究。

基于纵联比较原理的广域继电保护算法研究

提出了基于纵联比较原理的广域继电保护算法。该算法通过广域继电保护系统收集特定保护范围内各智能电子设备(IED)的故障方向信息,结合文中定义的IED动作系数AF和关联系数RF进行简单运算,即可确定出故障的位置。借鉴电力系统分析中的N?1原则,提出广域继电保护系统N个元件中的某一个元件失效时整个系统应仍能正确工作的N?1概念,分析了继电保护系统的N?1运行状况,提出了基于广域信息应对该运行状况的继电保护策略。算例分析表明:文中提出的广域继电保护算法原理简单、运算方便、判断结果准确,能较好地克服N?1运行状况带来的影响,可明显提高继电保护系统的性能。

基于恒频注入信号的消弧线圈自动跟踪补偿技术研究

目前大多数消弧线圈补偿方案都是基于测量故障发生后的分布电容电流大小而展开的,属于故障后补偿,该类方案难以满足分布电容电流较大系统的补偿要求。提出基于恒频注入信号的消弧线圈自动跟踪补偿方案,在系统正常运行时即可准确测得分布电容,并根据设定的脱谐度自动调节消弧线圈,在单相接地故障发生前就可做好补偿准备。对于运行方式灵活、分布电容经常变化的配电网,能够快速、准确跟踪分布电容的变化,达到理想的补偿效果。该方法能够准确计算出系统的分布电容和绝缘电阻,用来监视系统的绝缘情况。实验室模拟实验和现场运行实验结果表明,基于恒频注入信号的消弧线圈自动跟踪补偿方案具有很高的精度和灵敏度,能够较好地满足现场需求。

基于电流差动原理的广域继电保护系统

介绍了基于电流差动原理的广域继电保护系统,描述了该系统的工作方式,讨论了划分广域保护范围的原则和实现广域差动保护算法所必需的保护智能电子装置(Intelligent Electronic Device,IED)搜索方法。以双母线结构的电网为例说明了保护IED关联域的搜索步骤。为配合电流采样值在广域保护系统中快速可靠地传输,介绍了基于IEC61850 的电流采样值传输模型和该模型映射到以太网通信栈的一般原理。

配电线路全线速切继电保护技术

针对配电系统采用的分段式过流保护存在速段保护范围小、整定配合复杂等问题,研究并提出了一种配电线路全线速切保护系统。该系统基于纵联比较的保护原理,结合配电系统的保护配置特点,借助通信手段完成上下游保护之间的信息交换,为配电线路提供全线速动保护功能。依据所获取保护信息类型的不同和对信息利用方式的不同,提出了基于过流元件的闭锁式速切保护系统和基于低电流、低电压元件的允许式速切保护系统,研究了2种速切保护系统的逻辑构成和工作方式,并从快速性、安全可靠性、方案实现的难易程度等方面分析各自的特点。对速切保护所采用的通信方式进行了分析研究,对利用中间继电器、数传电台和光纤3种通信方式进行保护信息交换的延时进行了实验室测试。采用数传电台通信方式的闭锁式速切保护已经投入现场试运行,目前运行效果良好。

智能配电终端及其标准化建模

智能配电终端(SDTU)分散安装于智能配电网的各测点处,完成数据采集、分布式故障检测、自愈控制、通信、与高级配电自动化系统进行信息交互等功能,是智能配电网的重要组成部分。文中描述了SDTU的功能,提出了具有分层特点的通用结构设计,基于IEC 61850标准的要求对SDTU进行了标准化建模,重点介绍了区域纵联保护功能和孤岛检测功能的模型,对新增逻辑节点和数据类进行了详细描述。在此基础上,给出了SDTU完整的功能模型,并用变电站配置描述语言对SDTU的逻辑设备配置情况进行了描述,为设计开发标准化的SDTU奠定基础。

基于恒频注入信号计算配电网分布电容的方案与应用

基于恒频信号注入技术的基本原理并结合实际应用,提出了从消弧线圈副边、从母线电压互感器二次绕组和从并联电容器组中性点注入恒频电流信号的3种实现方案,对3种方案的工作原理进行了详细分析,并推导了基于恒频注入信号计算配电网等效对地分布电容的表达式。从实际应用的角度讨论了注入信号的检测方法,设计了具体的滤波实现方案。实验室仿真与现场测试结果表明所提方法能够较准确地计算出配电网的等效对地分布电容,验证了恒频信号注入方案实现的可行性。

基于电压变化量幅值比较的智能配电网故障方向元件

为解决包含分布式电源智能配电网中故障方向的检测问题,提出一种基于电压变化量幅值比较的故障方向检测元件。该元件根据不同位置故障下电压变化量的分布特点,通过比较保护安装处母线电压变化量与定义的工作电压变化量的幅值大小判断故障方向。考虑到智能配电网系统阻抗、线路阻抗和负荷阻抗角度变化范围较大的特点,研究了工作电压变化量中整定阻抗幅值和角度的取值原则,针对不同的阻抗特征,采用不同类型的判据配合工作,以提高故障方向元件的可靠性。DIgSILENT仿真验证了基于电压变化量幅值比较的故障方向检测原理的可行性和可靠性。

智能配电网拓扑信息的分布式存储和管理方法

提出一种适用于智能配电网分布式保护和控制系统的网络拓扑信息存储和拓扑管理方法。每个智能配电终端仅需配置安装处的基本拓扑信息,通过制定有序的广播通信策略可自动完成相邻配电终端信息的获取和拓扑逻辑层的划分,实现局部拓扑的识别,为快速的保护和控制功能提供所需的拓扑支撑。基于局部拓扑识别结果生成拓扑最小连接树,以拓扑最小连接树为基本单元确定代理终端,提出了基于代理节点的网络拓扑简化方法,为需要大范围拓扑信息支撑的功能提供拓扑信息的获取和管理方法。以智能配电网分布式故障自愈系统功能的实现为例,对智能配电网拓扑信息分布式存储和管理方法的应用进行了分析。

用于智能配电网自动重合闸的断路器分类方法

智能配电网中的断路器类型和数量较多,为了实现合理、有序的自动重合闸,有必要研究断路器的分类方法。文章提出一种基于故障后跳闸断路器信息向量和断路器类型及关联矩阵的断路器分类方法。定义断路器跳闸信息向量描述故障发生后跳闸的断路器,定义断路器类型及关联矩阵描述断路器类型及各断路器之间的连接关系,对上述2个矩阵进行乘法运算,可对因故障隔离而动作的断路器类型进行自动区分,并能指示待重合断路器之间的连接关系,为实现预期的自动重合时序提供依据。在此基础上研究了网络结构改变、断路器拒动导致故障隔离范围扩大、关键位置的断路器状态信息缺失等异常情况对断路器分类方法的影响,提出矩阵修正方案应对各种异常情况。算例分析结果验证了所提算法的正确性和可行性。

基于故障电流幅值与相位差的电流差动保护判据

提出了一种基于故障分量电流幅值与相位差的电流差动保护判据,其中差动电流为本侧电流故障分量幅值加上对侧电流故障分量幅值与二者相位差余弦值之积,制动电流为本侧电流故障分量幅值减去对侧电流故障分量幅值与二者相位差余弦值之积。分析了不同系统阻抗、过渡电阻、分布电容对该差动保护判据性能的影响,并与目前广泛应用的故障分量电流相量差动保护判据和标积制动原理的差动保护判据进行了性能上的对比分析,同时采用EMTDC软件进行了算例仿真。分析计算结果表明,所提的差动保护判据在区内故障时的灵敏度更高,区外故障时的安全性更好,在不同系统阻抗、过渡电阻、分布电容条件下均具有良好的性能。

Weibull分布产品小样本定时截尾试验方案下的可靠性评估

针对Weibull分布产品小样本定时截尾试验方案下的可靠性评估问题,假设样本结构在截尾时间为使该样本结构出现概率最大的截尾时间区间内的任意一点时产生,应用Monte Carlo模拟方法,发现形状参数矩估计量中值与其真值之比值仅取决于样本结构,而不受分布母体影响,据此提出了中值无偏矩估计法,并给出了2～12样本量的中值无偏系数取值。以偏差和均方根误差为评价指标,通过数值模拟方法,对该方法和矩估计法进行比较后发现,在两项指标上,前者较后者均具有明显优势。通过试验验证了所提出方法的实用性、有效性和优越性。

电力系统振荡解列原理的分析与研究

分析了电网振荡时各电气量的变化规律,介绍了基于不同电气量变化规律的电网振荡解列判据,并从间接反映功角、直接测量功角和能量原理的反映三个方面对它们进行了分类,深入分析了各种判据的特点和适用范围。在此基础上对部分判据进行了改进,提出了基于有功功率变化量的新型解列判据。最后针对大型复杂电网提出了设计电网解列新判据应注意的问题和解列发展的方向。

智能配电网分布式区域纵联保护关联域的在线确定方法

针对智能配电网对故障检测的要求,提出了一种分布式区域纵联保护系统,介绍了该系统的结构和工作流程,研究了区域纵联保护范围的划分原则,并在此基础上提出了区域纵联保护关联域的在线确定方法。采用节点—支路关联矩阵描述网络拓扑结构,由当前拓扑生成变换矩阵,通过对2个矩阵进行相乘运算可得到节点邻接矩阵。对邻接矩阵进行分析,可快速、可靠地确定出区域纵联保护范围,以及各保护范围所对应的关联域。此外还讨论了网络拓扑结构变化对区域纵联保护关联域确定方法的影响。算例分析验证了所提方法的有效性。

电压互感器励磁特性曲线拟合的复合解法

电磁式PT铁芯的磁通-电流特性曲线通常基于试验测得的伏安特性数据,对待拟合参数进行最小二乘估计获得。由于试验样本数据较多,采用传统的牛顿法求解存在雅克比矩阵规模较大、受初始值影响较大、迭代计算可能无法收敛等问题。提出一种基于一般多项式和正交函数系的待拟合参数复合求解方法,使雅克比矩阵规模仅与待拟合参数的数量有关,与试验样本数据的数量无关,可有效控制求解迭代过程中雅克比矩阵的规模,从而提高了计算效率,保证了迭代的收敛性,使整个计算过程更加稳定。算例仿真验证了该复合求解方法能够简化计算过程,且具有较高的拟合精度,在试验数据量较多的情况下更能突出其优越性。