考虑配电线路参数误差的相间故障测距方法

针对配电线路参数误差对相间故障测距结果的影响,提出了一种基于随机森林算法的相间故障测距方法。首先,选取并介绍了4种典型的双端测距基础算法,通过分析建立了参数误差、测量误差与测距结果的关联关系,结果发现该关联关系具有非线性且难于显性解析表达的特点。然后,通过建立随机森林模型,构建了以基础算法测距结果为输入,以精确故障位置为输出的非线性模型,表征参数误差、测量误差与测距结果的非线性关系,实现相间故障测距。最后,数字仿真验证了所建模型测距精度高,不受线路参数误差、故障位置、故障起始角等因素的影响,且适用于含高渗透分布式电源的配电网,具有泛化能力和实用价值。

谐波情况下感应式电能表计量误差的校正模型

通过深入分析感应式电能表在谐波情况下的计量特性,并进行大量不同谐波畸变情况下的计量实验,推算出一组谐波情况下电能表的计量特性系数。利用加权平均法、功能驱动法和差异驱动法等综合评价方法对每个特性系数进行综合评价,提出了由评价后的特性系数组合成的谐波情况下计量误差校正模型。运用此模型重新校正计量电能并与原始实验结果对比,结果表明按此模型校正后的计量电能与实际电能基本相符,较好地解决了感应式电能表在谐波情况下的计量误差。

基于改进遗传算法的变电站巡检机器人路径规划

变电站巡检机器人的路径规划是一个复杂的组合优化问题。与经典的TSP问题不同,变电站巡检线路中各坐标之间并不具备完全的连通性,传统的优化方法难以解决此类问题。为此,文中提出一种改进遗传算法用于巡检路径规划,采用拓扑图对机器人工作环境进行建模,然后采用特殊的交叉算子、自适应变异算子和淘汰算子,对每一代被淘汰的个体进行逆转变异并将产生的新个体重新加入种群,随迭代次数调整变异概率,从而对连续的规划空间直接进行寻优。仿真结果表明,该算法在巡检机器人路径规划中与模拟退火算法、传统遗传算法和基于个体相似度改进的自适应遗传算法(ISAGA)相比,得到的路径平均长度分别缩短了4.9%、8.3%和3.1%,并且具有更好的收敛性和稳定性,在实际的巡检任务中能够起到更好的效果。

基于NDN架构的智能配电网感知数据收集协议

传统无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)基于IP网络,难以发挥出智能配电网中多种接入网络的性能;同时,在气象灾害或巡检无人机等动态场景下难以获取节点IP地址,无法及时有效完成数据收集任务。命名数据网络(named data networking,NDN)的出现,为解决上述问题提供了可能。NDN以数据需求为驱动,符合WSN只关注数据收集任务本身的初衷。结合NDN新型网络架构对于底层网络协议透明的优势,提出了一种智能配电网中感知数据收集协议——T-ND-WSN。仿真实验表明,该协议结合网内缓存机制,在满足智能配电网数据通信时延上确界前提下,在数据传输服务质量上具有明显优势。

应用于有载分接开关的晶闸管特性及实验研究

目前大规模应用的混合型有载分接开关利用电力电子器件晶闸管电流过零关断的特性,来抑制开关动作时所产生的电弧,进而提高变压器的使用寿命。通过对晶闸管在开断时门极触头的悬浮电位以及导通和关断时电流和电压的暂态过程进行仿真和实验分析,得到了晶闸管导通电流和关断电压的暂态特性规律。该研究可为混合式有载分接开关的晶闸管选型提供参考,以提高有载分接开关的性能和可靠性。

基于离线优化和在线决策的光伏智能楼宇能量管理算法

作为综合能源的重要发展形态,光伏智能楼宇的用电需求及光功率具有极大的不确定性,现有的能量管理方法很难完全适用,因此提出了基于离线优化和在线决策的光伏智能楼宇能量管理算法。首先,结合光伏智能楼宇的历史运行数据,建立了以运营收益最大化为目标的离线优化模型,通过离线优化为在线学习提供知识库;其次,为了实现分时电价条件下光伏智能楼宇的实时调度,建立了在线学习与认知规则相结合的在线决策算法,实时决策电动汽车充电功率以及可平移负荷的工作状况;最后,以某商业楼宇为例进行了仿真测试,结果表明所提算法在未来光功率、充电需求及可平移负荷未知的情况下具有良好的运行效果。

考虑光伏和负荷随机性的含柔性开关配电网故障重构

柔性开关(soft open point,SOP)是提升配电网灵活性的重要设备,传统的含SOP配电网故障重构方法假设故障后的负荷和分布式电源出力均为定值,容易导致重构方案无法满足配电网运行约束条件。本文考虑光伏和负荷的不确定性,提出了含柔性开关(SOP)的配电网故障重构方法。首先,提出了基于电压灵敏度的含SOP配电网的概率潮流快速计算方法;其次,以失电负荷最少和网损最小为目标,建立了考虑分布式电源和负荷随机性的含SOP配电网故障重构模型,采用遗传算法进行求解;最后,通过33和69节点配电系统验证了所提方法的有效性。

谐波对感应式无功电能表的电能计量影响

为了公正合理地评估用户的无功电能消费状况,该文深入分析了感应式无功电能表在谐波情况下的计量特性。通过大量的感应式无功电能表无谐波、不同次谐波和不同畸变程度谐波实验分析,表明感应式无功电能表与有功电能表具有相似的谐波计量特性,即在谐波情况下都会产生负的计量误差。同时,也出现了感应式无功电能表对奇次谐波的敏感程度要小于偶次谐波新的特殊性质。最后,总结了感应式无功电能表在谐波情况下的一般计量规律,对实际无功电能计量具有指导意义。

基于图像处理技术的复合绝缘子表面污秽识别

针对人工染污的悬式复合绝缘子,获取不同污秽度下的复合绝缘子表面污秽图像,提出识别表面污秽度的图像处理技术流程。首先将图像灰度化,再进行滤波处理,采用最大类间方差法(Otsu)进行分割得到伞裙间积污区域。接着提取积污区域的RGB、HSV颜色空间的36种特征量,筛选得到与绝缘子盘面污秽程度相关性较高的特征量S均值和S中值。最后利用这两种特征量作为联合判据建立复合绝缘子污秽度识别模型。对40张不同污秽度下的图像样品进行识别,结果表明所提方法的正确识别率高达97.5%,可有效识别复合绝缘子的表面污秽度。

湿热环境下配电自动化终端的腐蚀失效分析

目的解决配电自动化终端在湿热环境下的腐蚀失效问题,保障配网自动化系统的安全运行,延长配电自动化终端的使用寿命。方法分别选用三台架空终端FTU作为研究对象,研究配电自动化终端在湿热环境下的腐蚀失效特点,并提出针对性防护措施。采用SEM和EDS表征方法展开配电自动化终端的腐蚀失效分析。结果由EDS数据结果发现,相比较于轻微腐蚀区域,腐蚀区域的氧含量均大幅增加,且出现硫元素和氯元素,表明腐蚀环境主要是含硫和氯的潮湿环境。航空插头表面覆盖镍和铜两层镀层,腐蚀后的试样表面不仅检测到铜,有的甚至检测到基材铁,说明腐蚀后镀层已逐步失效,部分基材裸露,且已开始腐蚀。结合SEM发现,样品表面有大量颗粒粗大的腐蚀产物,且明显看出镀层已被破坏。结论材料腐蚀失效主要是由于高温度、湿度、含氯及硫等大气环境加速终端设备腐蚀,以及镀层被破坏或漏镀等问题造成基材裸露,腐蚀进一步深入发展。因此,根据湿热环境下配电自动化终端的腐蚀特点,提出针对性的防护措施。保障配网自动化系统的安全运行的同时,延长配电自动化终端的使用寿命,为今后的实证测试提供可靠依据。

配网自动化设备腐蚀加速试验研究

随着数字南网建设推进及供电可靠性要求提升,对配网自动化要求越来越高,具体表现为配网自动化的设备的自动化水平、可靠性、环境适应性要求越来越高,但实际在"三高"环境下配网自动化设备故障率一直居高不下,这说明了当前耐候性试验不满足南方沿海实际工况需求,因此本文对电气设备腐蚀加速试验进行研究,依据实验结果分析当前试验方式不足,并提出改进方向。

基于加权灰靶理论的湿热环境下配电网测控保护装置可靠性评估

本文针对湿热环境下配电网测控保护装置缺少可靠性评估方法,采用灰靶理论方法,结合层次分析法确定各指标的权重,以实现对湿热环境下配网测控保护装置定量采集的数据进行可靠性和状态评估,为配网测控保护装置运行维护和检修提供指导性数据。

基于隧道磁电阻的微型电流测量技术

智能电网与透明电网要求研究和研制更加智能化、体积更小、更便于安装、价格更便宜的电力系统传感器。磁电阻效应的发现及其器件的发展为电力系统电流测量提供了一种新的技术手段,并能够大幅减小电流传感器的体积。在梳理和对比目前主流的几种电力系统电流测量技术的基础上,提出了3种基于隧道磁电阻的电流传感器设计技术路线,重点提出并推导了两种粘贴型微型电流传感器的技术原理,分析了该测量原理的优缺点和适用范围。针对电力系统不同电流测量场景,指出了基于隧道磁电阻的微型电流测量技术的发展和研究方向。

大气层结和海气交换作用影响的海面风剖面研究

风速剖面是各类工程结构抗风设计的关键参数。为了准确估算近海各类工程建筑结构承受的风荷载作用,通过在对数风剖面中引入大气稳定度函数和拖曳系数来刻画大气层结和海气交换作用对近海风速剖面的影响并建立相应的模型,最后利用强台风"黑格比"(0814号)的实测数据对模型进行了验证。研究结果表明:大气层结和海气交换作用对台风"黑格比"风速剖面有一定的影响,考虑大气层结和海气交换作用的风速剖面较对数剖面更能准确描述台风过程的风速剖面特征。

考虑台风影响的含源配电网可靠性研究

近年来,我国沿海地区频繁出现台风灾害,而台风灾害的发生会给电力系统造成巨大损失。为了提高含源配电网的可靠性,就必须要充分考虑台风的影响。为此,文章便对考虑台风影响下的含源配电网可靠性进行深入的研究,以此提出一种科学的含源配电网可靠性评估方法,以期能够全面提高含源配电网的安全运行水平,最大限度的降低台风给含源配电网运行带来的不利影响。

基于四端E-SOP的有源配电网运行效率优化

柔性软开关SOPs(soft open points)通过准确控制换流器有功功率交换,提供了现有配电自动化体系所不具备的实时精细潮流调节优化能力。为了解决SOP对有源配电网运行效率的优化成效问题,本文首先建立了带有储能装置的四端SOP即E-SOP(SOP with energy storage)的接入拓扑和数学模型,考虑了四端E-SOP换流器和直流侧储能装置的运行约束。其次,建立了基于四端E-SOP的有源配电网运行效率优化模型。然后,利用半定规划方法对模型进行了线性化求解。最后,通过算例验证了所提方法的有效性和实用性。

基于多端SOP的交直流混联配电网多目标运行优化方法

分布式电源与新型电力电子设备在配电层面的普及将使得未来系统中直流环节大幅增加,改变有源配电系统的网络结构与运行方式,交直流混联系统的安全与经济运行成为新的问题。本文提出了一种基于智能软开关的交直流混联配电网多目标运行优化方法,利用智能软开关实现交直流系统的柔性互联,由于多优化目标存在互相制约可能,采用NSGA-Ⅱ算法求解帕累托前沿并通过评价分析确定最优运行策略,以提高交直流混联系统运行经济性并改善电压运行水平。最后,在改进的台湾配电网算例上,对本文方法的正确性与有效性进行验证,通过调节智能软开关的运行策略,交直流混联配电网运行经济性显著提高,缓解了电压越限情况。

用户侧微电网能量优化策略与工程实践

用户侧微电网是在用户侧实现多能互补、源荷协调的一种综合能源系统。针对光储型用户侧微电网能量管理轻量化、实用化的需求,提出了用户侧微电网能量管理策略结构和促进光伏就地消纳、促进光伏就地消纳+削峰填谷、联络线功率平滑等3种能量优化策略,并在嵌入式的微电网中央控制器中进行了实现,不同策略可根据需要在控制器上灵活配置。在示范工程中进行了不同能量管理策略的示范和应用,示范效果达到了设计的优化目标,验证了能量优化策略的有效性和可行性,为用户侧微电网的能量管理策略提供了多种选择参考和工程实践经验。

逐层序关系组合赋权法在电能质量综合评估的应用

为了对电能质量各项评估指标进行合理的赋权,提出了一种基于逐层序关系的组合赋权法。该方法采用交互式确定电能质量各项指标的主观性权重,利用改进的变异系数法确定客观性权重,然后综合考虑被评估对象的主观及客观特性差异来确定权重组合,进一步确定分层序关系中的递阶层权重,最终得到电能质量综合评估权重向量。算例结果分析表明,该组合赋权法评估过程具有低维性,评估结果具有高的分辨率和精确性。

多SECC协同的配电网运行效率优化分析

现阶段光伏电池等新式能源接入配网比例日益增高,单独优化分析独立变电站-能源中心系统(Substation-Energy Center System,SECC)不利于配网运行效率的提高以及光伏能源的消纳。论文建立了包含变电站、光伏电池和燃气轮机等能源供应的多能源中心协同配网运行优化模型。采用模糊C均值聚类处理光伏数据,得到聚合后光伏优化出力,提高了运行效率。文章重点讨论了变电站内温度控制和电动车管理模式对多SECC协同运行效率影响。增加了SECC单独运行模式的仿真,对比多SECC协同运行模式下配网经济运行效率。通过算例验证了所提模型的合理性,并提出了合理的建议。