基于余弦相似度算法的混合级联直流输电线路保护新方案

为提高混合级联直流输电系统直流输电线路保护的速动性和可靠性,提出一种基于余弦相似度算法的混合级联直流输电线路保护原理。当混合级联直流输电系统线路故障时,电流和电压会发生变化,因此利用输电线路首末单端的电压和电流暂态分量,经过数据标准化处理,通过余弦相似度算法比较电流和电压故障分量差异,完成区内外故障准确识别。采用PSCAD/EMTDC软件搭建特高压混合级联直流输电系统仿真模型,利用Matlab验证保护策略可行性。仿真结果表明:当发生区内外故障时,保护原理均可在3 ms内完成故障识别,保护方案可靠且速动。在区内分别设置不同过渡电阻情况下,仍可准确识别故障,该保护方案具有较强的耐受过渡电阻能力。

海上风电柔性直流输电换流变差动保护的适应性分析

海上风电柔性直流输电系统的故障特性有别于常规电力系统,因此常规继电保护方案应用于海上风电柔性直流输电系统时可能存在适应性不足的风险。分析了海上风电柔性直流输电系统故障情形下,不对称的电气量引发的谐波分量以及故障穿越过程中的负序抑制、限流措施对差动保护的影响。推导了计及序分量的差动保护灵敏度计算式并进行适应性分析,指出故障情形下的奇次谐波容易对差动保护产生影响,负序抑制及限流措施也将导致差动保护灵敏度下降。结合实际示范工程的仿真系统进行了大量仿真计算,结果表明,常规差动保护方案的灵敏性、可靠性均存在下降的问题。

基于可编程逻辑门阵列软硬件协同设计的心律失常分类系统

近年来,心律失常分类成为生理信号分析中的研究热点。心律失常现象在临床上十分常见,其出现时伴随心电信号中的心拍呈现具有反常形态和节律的波形。正确及时地检测、发现心律失常,并准确地进行心血管疾病的预警,在临床诊断初期具有重要意义。但人工判断异常心电图的远程系统实时性较低,可能延误病人的最佳治疗时机。将心律失常分类算法应用在可穿戴设备等边缘侧智能终端,一方面能够对心电信号进行实时分析处理,另一方面也提高了设备的灵活性及安全性。可编程逻辑门阵列器件作为边缘计算的一种实现形式,在生理信号处理中已经得到了广泛的应用,虽然可编程逻辑门阵列可进行实时流水线操作,但其基于Verilog或VHDL硬件描述语言,具有开发周期长、成本高、难度大及调试困难等缺点。针对这一问题,该文采用Xilinx公司新推出的高层次综合工具Vivado HLS,以实现基于MIT-BIH数据集的心律失常五分类算法,并使用Xilinx Zynq FPGA作为硬件平台,在心电信号测试集上进行测试。测试结果显示,该系统的平均分类准确率可达99.12%,单个心拍分类平均耗时3.185 ms,与纯PS端的单ARM核相比,该系统实现了5.64倍以上的加速性能。

变电站二次电缆瞬态电磁骚扰的特征统计方法与不确定度分析

针对瞬态电磁骚扰数据样本量小和分散性强的特点,结合自助统计法,提出了偏差矫正的自助置信区间估计法和多次测量不确定度的B类评估方法。首先在变电站测量了开关操作时二次电缆端口的瞬态电磁骚扰,其次应用基于自助法的随机加权原理和偏差矫正的自助置信区间估计法,得到特征参数的统计均值和置信区间。然后应用瞬态电磁骚扰多次测量不确定度的B类评估方法,得到了特征参数的不确定度。最后评估标准波形特征参数与实测波形的符合性。分析结果表明:多次测量骚扰电压峰峰值的分散性是产生不确定度的主要因素;100~300 kHz区间实测骚扰电压的上升时间显著长于100 kHz慢速阻尼振荡波;6.5~10 MHz区间实测骚扰电压的上升时间显著长于快速阻尼振荡波;实测骚扰电压波形随区间频率的增加,持续时间缩短。

低通道依赖的变电站动力电缆漏电流监测方法

为缓解变电站动力电缆漏电状态判断算法对理想通信条件的高度依赖,提出了一种低通道依赖的变电站动力电缆漏电流监测方法。首先,在监测信号同步计算中对传统的参考相量法进行改进,以电源侧为相位差计算的参考基准,消除了负荷波动对信号同步计算的影响。然后,提出基于电流差动原理的复合漏电流判据,以解决系统在未采集到对比基准时的电缆漏电状态判断问题。同时,针对变电站实际运行中漏电流监测系统可能出现的非理想通信情况,建立了与之相匹配的不同漏电判断模式及相应的判断方法,实现了在信息不全的情况下动力电缆漏电状态的正常监测。最后,通过仿真及江苏某500 kV变电站实际数据对所提方法的有效性与优越性进行验证。结果表明,该方法能够在不同通信条件下灵活切换漏电判断模式,显著提高了对漏电状态判断的准确性与可靠性。

基于改进储备池计算模型的人体行为识别

人体行为识别(human activity recognition, HAR)是元宇宙场景人机交互应用中的关键任务。在基于传感器的HAR任务中,提取有用特征是提高模型性能的关键。为此,本文提出了一种改进的储备池计算网络框架(enhanced reservoir computing network framework, ERCNF)。本文首先使用圆形储备池模块提取信号的特征,然后使用降维模块对提取的特征进行降维,最后使用岭回归器进行线性读出。我们在UCI-HAR和mHealth两个公开数据集上评估ERCNF模型。在UCI-HAR和mHealth数据集上ERCNF模型的准确率分别为98.1%和95.6%。该模型具有训练速度快,准确率高等特点,能有效地从数据中提取深度特征,在可穿戴应用中具有良好的应用前景。

光纤电流互感器渐变性故障时频特征辨识

通过时频变换方法分解光纤电流互感器(FOCT)输出信号,获取渐变故障信号特征,是故障分析的关键步骤。针对FOCT渐变性故障信号时域跨度大且劣化过程呈随机性的特点,对输出信号进行跨间隔采样,利用小波包分解算法,根据故障信号频段实现故障信号特征提取,利用相关评价指标对时域特征参数进行筛选,得到表征FOCT劣化趋势的最优特征参数。针对信号特征维度高的特点,提出主元分析法对高维特征降维处理,满足故障特征辨识快速性的需求。实验结果表明:使用6层小波包分解算法,得到64个包含不同频段信号的子序列,对比各个频带能量占比来确定互感器运行状态,能够实现有效辨识渐变性故障特征。

电压稳定研究中的戴维南等值参数求解方法分析

基于戴维南等值的电压稳定分析是电压稳定研究领域的一种重要方法,其中戴维南参数的求解方法对电压稳定分析结果有较大的影响。通过分析国内外求解戴维南参数的研究现状,将其求解方法分为基于全网信息和基于本地量测两大类。讨论了各方法的准确性、快速性和适用性等特性,分析认为基于偏差校正的方法求解戴维南参数的精度高、速度快、适用范围广,有较好的发展前景。进一步对此类方法中基于向量空间分析的偏差校正方法与可自适应调整遗忘因子的递归最小二乘法进行了算例分析和对比,结果表明,前者有更强的准确性和有效性,适用于电压稳定的实时、在线分析。同时对求解戴维南参数时测量噪声处理、相量同步、滑动数据窗大小选择等关键问题进行了讨论,总结了各问题的解决方案。

SVC预防电压失稳的快速控制方法

在电压濒临失稳时,静止无功补偿器(SVC)可能因为输出无功功率不够快而无法阻止电压失稳,针对这种情况,提出了一种SVC预防电压失稳的快速控制方法。该方法以电压失稳预测(VIP)指标数值越限为启动条件,通过调整SVC电压参考值提升其无功输出速度,从而预防电压失稳。使用PSCAD/EMTDC和MATLAB的联合仿真进行算例分析,验证了此控制方法提升电压稳定性的有效性。该方法简单可靠,且仅调节SVC控制系统外部数据,不改变SVC原有的系统结构和参数,适用于实际系统,有很好的发展前景。

试论不同耦合方式和耦合强度对电力通信网络的影响

随着信息时代的完善,电力通信网络的发展地位日益提升,因此探讨不同耦合方式和耦合强度对电力通信网络的影响,对于了解电力网络现实特性具有重要的实际价值。

基于序阻抗模型的直驱风机并网系统RLC稳定判据研究

近年来,直驱风机接入交流电网的稳定性问题受到越来越多的关注。阻抗分析法是研究直驱风机并网系统稳定性的一种有效方法,以单台风机接入电网的简单系统为例,分别建立了风机和电网在三相静止坐标系下的序阻抗模型,而后基于该模型提出了RLC并网稳定性判据,采用时域仿真验证了所提判据的正确性和有效性,最后基于该判据分析了不同工况下并网系统的振荡特性,并通过PSCAD仿真结果验证了结论的正确性。

500kV变电站串内合环电流分析

针对500kV变电站某种故障下的运行方式进行事故预想,通过PSCAD仿真平台对故障下的运行方式建模分析,研究此种运行方式下利用中开关进行串内合环对电网的冲击情况。结果表明,母线电压、幅值和出线负荷这些因素均处于不利条件时合环冲击电流较大,可能会对电力设备和电网运行产生不利影响,为运维人员面对突发情况的处理和操作提供了参考。