基于误差分析的变电站高精度时钟产生新方法

针对全球定位系统(GPS)接收机输出时钟和晶振时钟在实际应用中存在的问题,建立了相应的误差模型,在误差估计的基础上,提出了一种全新的高精度同步时钟产生方法。基于该方案的同步时钟装置可以根据GPS时钟和晶振时钟的运行误差状况,选择适当的工作方式,保证在各种工况下均能输出高精度同步时钟,显著提高了同步时钟的可靠性。该同步时钟装置具有高精度秒脉冲及实时的时间报文输出,能够很好地用于实现变电站的统一对时。

电子式互感器数据传输方法的分析与改进

分析了当前电子式电压/电流互感器的数据传输方案中存在的问题,在此基础上提出了改进的数据传输方案。方案包括数据传输的硬件结构设计以及串行通信协议。该方案采用CPLD作为通信控制器件,DSP作为接收数据的处理器件,简化了数据采集系统的硬件结构。通过全数字锁相环逻辑从曼彻斯特编码的基带信号中提取位同步信号,位同步精度显著提高,实现了可靠的串行通信。通信提供了可靠的误码检测手段,并对接收错误的数据采用Lagrange线性插值算法进行修复。分析与仿真表明该数据传输方案具有良好的性能。文中最后提供了一套设计实例作为电子式电压/电流互感器数据采集系统的设计参考。

数字化变电站对时方法的研究

针对数字化变电站的结构特点,分析了其同步对时的要求以及存在的问题,提出了一种适用于数字化变电站的同步对时方案。该方案依据过程层设备、间隔层设备、变电站层设备的对时特点,分别采用了不同的具体对时方式,以满足各层设备的不同对时要求。在此基础上,提出了间隔层与过程层实现数据同步的方法。对时方案结构清晰,逻辑简单,便于在各智能电子设备中实现,可以有效实现数字化变电站的全站信息同步。

基于无线传感器网络的电力设施冰灾实时监测与预警系统

一套完整可靠的电力设施冰灾监测预警系统可以为各项防灾、减灾、救灾措施提供可靠数据。在极端冰冻气候下,通信网络中断会使现有电力设施冰灾监测预警系统不能发挥预定作用。为此,文章提出了将无线传感器网络应用于电力设施冰灾监测预警系统,结合监测系统的目标与输电走廊的特点,在满足系统覆盖性的前提下,优化了各类传感器节点的部署,设计了一种塔内为底层且塔间为顶层的二层架构网络拓扑结构,同时将小CT取能装置与蓄电池结合,解决了传感器网络节点的能量供给,采用基于查询的路由协议以及相应的数据融合技术提高了数据传输的效率。文中还指出今后可将保证监测系统的可靠性、安全性,解决其与现有电力通信网络的互联问题作为研究重点。

高速铁路牵引负荷对电力系统的影响研究

电气化铁路会给电力系统带来电能质量问题,武广高速铁路投运后,将对广州电力系统产生影响。结合广州段某单相接线牵引供电系统运行情况,分析牵引负荷功率的冲击性和牵引供电电流的不平衡特性,并简要分析供电系统对牵引负荷的承受能力。通过对牵引供电系统实际运行数据的分析,从电能质量相关数据指标上评价了牵引负荷对电力系统的影响,得出目前最大的电能质量问题是电流的三相不平衡问题。指出需要铁路和电力部门在规划建设及运行方面密切配合,共同确保电网安全可靠和供电质量。

远方修改继电保护定值的控制模型及其应用

对IEC 61850和IEC 60870-5-103中的定值控制模型进行了分析,在此基础上,按照IEC 61850的定值组控制块模型对IEC 60870-5-103的定值控制模型进行了扩展定义,在基于IEC 60870-5-103的继电保护装置上实现了任意定值区定值的读写功能。同时,从定值视图的角度对远方修改定值的服务模型进行了详细分析,提出了一种避免编辑定值区数据异常改变的远方读写定值控制流程,显著提高了远方读写定值的可靠性。所提出的远方修改定值控制模型已经成功试点应用,其可靠性获得了有效验证。

多层次的广域保护控制体系架构研究与实践

从功能配置、系统结构、内部数据的交互方式、与外部系统的协同模式、通信组网方案等多个角度进行研究,提出了包含站域层、区域电网层、广域电网层的多层次广域保护控制体系架构。针对不同层级电网关注的问题,提出了不同层级电网的保护控制功能配置方案。按照数据分类、分层处理的原则,给出了广域保护控制系统内各设备之间的数据交互方式,提出了广域保护控制系统与调度监控系统之间的交互模式。结合广域保护控制系统结构,给出了包括区域保护控制通信网络、广域保护控制通信网络的两层组网方案。所述广域保护控制体系架构中的区域保护控制系统已经在实际电网中实现了工程应用,相关技术的可行性与合理性得到了实践验证,为后续的广域保护控制技术研究与应用提供借鉴。

基于联锁的110kV区域电网线路保护原理及其应用

针对110kV电网的特点,分析了阶段式距离保护在多级线路结构的电网中逐级配合困难的问题,提出了基于联锁的区域电网线路保护原理。该保护原理结合了本线路距离保护和线路对侧变电站的母线电流差动保护、线路距离保护的故障判别结果,从而实现全线范围的快速动作后备保护功能。该保护原理集成于区域保护与控制系统中,通过站域保护设备之间的动作信息发布/订阅,实现了基于联锁的区域电网线路保护功能。基于该原理的区域保护与控制系统已通过仿真测试并投入试运行,其原理的正确性得到了验证。

基于等效电路的变压器保护原理性能分析与判据改进

以单相双绕组变压器匝间故障为例,对基于变压器等效电路平衡方程的保护原理的故障识别、励磁涌流鉴别能力进行了分析。在此基础上,考虑到在保护实用化中必须考虑电流互感器测量精度对保护计算的影响问题,结合变压器各种运行状态下保护特征量反映故障的灵敏度差异,对保护判据的选择进行研究。分析表明,外部电流将降低保护特征量反映故障的灵敏度,并可能导致较大的计算误差。在上述分析的基础上,提出了带有比例制动逻辑的保护判据,并给出了其整定方法,以提高保护的可靠性。试验数据验证表明,改进后的判据具有较好的灵敏性和可靠性。

基于通用保护模型的保护操作校核系统的研究

电网运行方式变化时,需要同步调整继电保护的运行方式,否则保护存在误动或者拒动的可能性。提出了基于通用保护模型的保护操作规则库的设计,分析了保护操作校核系统的体系结构和功能模块,重点阐述了一次设备运行态判别、保护操作校核服务进程等关键模块的实现,并介绍了系统的测试情况。该系统利用电网的实时运行状态和继电保护的运行信息,校核继电保护的操作结果,判断调整后的保护运行方式是否满足电网运行的要求。

基于配电管理系统的“花瓣”型配电网供电恢复控制策略

针对中新广州知识城20kV"花瓣"型配电网内部多电源合环运行、外部电源不满足"N-1"的问题,提出了基于配电管理系统的"花瓣"型配电网供电恢复控制策略。该供电恢复控制策略基于配电管理系统直观便捷的图形化建模工具、丰富冗余的电网运行信息以及成熟通用的状态估计算法,通过数据有效性检查、电网故障判断、供电恢复策略计算、控制策略执行,可以有效消除不良数据的影响、可靠识别故障原因、合理选择备用电源、优化切除过载负荷,实现"花瓣"型电网的供电恢复自动闭环控制。此外,还提供了相关异常处理及防误措施,以提高供电恢复控制策略工程应用的可靠性。供电恢复控制策略的功能正确性通过了实验室模拟测试验证,可靠性经过了典型自动化信息样本的分析评估。

考虑综合能效水平的能源系统多目标优化运行

作为典型的智慧能源系统,综合能源系统可促进源、网、荷深入融合,提升可再生能源的利用率。因此,智慧能源系统的评价指标应能同时体现低碳、高效的核心特征。基于多能互补的概念,提出了新的评价指标—综合能效水平,用于描述多能系统能源利用效果。考虑到用能经济性是用户自发调整用能策略的核心驱动力,本文以最大化综合能效水平和提高用能经济性为优化目标,提出了综合能源系统多目标优化模型,并在设备物理约束和冷热电平衡的约束下,获取用能优化策略,实现系统出力的优化调度。算例分析表明,本文所提优化调度策略能够全面提升系统用能的清洁性与高效性。

基于电子式电流互感器的变压器差动保护数据采集系统

介绍了电子式电流互感器、同步采样控制以及合并单元的实现方法,给出了相应的硬件结构。根据变压器差动保护的要求,构建了基于电子式电流互感器的数据采集系统,在此基础上对采样值信息进行了建模,并通过以太网实现数据传输。系统成功地实现了保护功能,推进了数字化变电站研究的实用化进程。

考虑多能协同的工厂综合需求侧响应模型

在能源互联网背景下,分散化的能源市场和能源网络结构使得传统的电力需求侧响应(DR)将逐步向综合需求侧响应(IDR)的方向发展。IDR是能源互联网中实现用户深度参与系统调控、传递能源市场价格信号、参与能源市场的重要切入点,是电力DR理论在能源互联网中的扩展。针对工业园区提出了一种工厂IDR模型,同时将光伏、电储能、冰蓄冷和水蓄冷等分布式资源考虑在内。建立园区内能源系统IDR的物理和数学模型,并将其转换为混合整数线性规划用分支定界法进行求解。仿真结果表明,通过IDR模型的优化,多种能源协同互补,并引导用户制定合理的综合能源利用方案,提高了用户侧的用能效率,减少了用户的用能成本;所提模型在工厂的经济性、灵活性以及系统运行方面均带来了一定的效益。

一种基于IEC 61850标准的继电保护装置远方控制技术方案

分析了IEC 61850标准中的SGCB、Control模型,结合继电保护远方控制所要求的远方修改定值、远方切换定值区、远方投退软压板、远方复归信号等功能,提出了一种继电保护装置远方控制技术解决方案。该方案将SGCB、Control模型的服务映射到南方电网103规约、101/104规约的相应服务中,在典型的继电保护及故障信息系统、调度自动化系统上实现了各项继电保护远方控制功能。所述的继电保护远方控制模型已经成功试点应用,其兼容性与可靠性得到了验证。

数字化变电站时间同步系统的探讨

IEC 61850中描述了过程层、间隔层、变电站层的数字化变电站结构,采用面向对象的思想对站内的数据采集、保护、控制、计量等功能进行划分,导致站内设备的时间同步要求发生改变。文章结合功能要求对数字化变电站设备的对时要求进行分析,根据设备的对时需求,提出基于SNTP的网络对时与基于秒脉冲的硬对时结合的对时系统结构。介绍SNTP网络对时在数字化变电站的数据交换以太网上实现的配置方法,对合并单元在秒脉冲校时条件下的采样控制方法进行分析,给出了数字化变电站全站同步系统实现的参考方案。

面向主动配电网的统一电能质量控制器补偿策略研究

主动配电网在充分发挥多种清洁能源优势的同时,不得不面对电能质量问题日益突出的困境。统一电能质量控制器(UPQC)可综合治理主动配电网中的电压质量和电流质量问题,是解决该问题的重要突破口。首先对UPQC系统进行解耦控制,将dq坐标下的数学模型转换到αβ坐标系下实现全解耦,得到串联侧和并联侧变流器的传递函数,然后分别设计了串联侧和并联侧的控制器,最后建立了UPQC系统整体的仿真模型。通过仿真验证了在电压跌落/暂升、负载电流畸变和无功电流、及综合电能质量存在的情况下,文中所设计的控制器具有较好的补偿效果。

储能提升风电容量置信度的策略研究

为避免间歇式能源的波动性和随机性带来的资料浪费,利用储能来配合间歇式能源,提升间歇式能源的置信度,充分利用其容量价值。首先选择有效载负荷容量作为置信度的评价标准,运用可靠性理论,基于序贯蒙特卡洛方法建模,利用弦截法计算出间歇式能源置信度。然后以提高间歇式能源置信度为优化目标,研究储能的捆绑策略,采用优化粒子群算法计算出储能的配置容量。最后,从可靠性以及经济性角度出发,计算出储能的最优容量配置值。结果显示储能可以有效提高风电的容量置信度。

单相断线故障对城市输配电网的影响分析

在介绍目前城市中压输配电网结构以及运行方式的基础上,对并列运行双回线以及线路-变压器组接线的输电线路发生单相断线故障时的系统电压、电流故障特征进行了分析,为快速准确判断故障提供理论依据。最后结合实际事故案例对断线故障的处理方法提出相关建议。

20kV环网继电保护整定与运行分析

中新广州知识城20 k V配电网采用合环运行的方式,而目前行业标准和企业标准均未对合环运行的配电网继电保护整定与运行作明确规定。为此,在分析环网运行对继电保护影响的基础上,提出在环网内设置1条解环线路的思路,给出20 k V环网继电保护整定原则,并结合运行过程中常见设备的检修情况,提供了继电保护检修策略。该整定与运行原则解决了20 k V环网继电保护时间级差不够和相继动作等问题,满足后备保护选择性要求。