基于物联感知的检修作业全过程安全管控技术研究

现有变电站防误系统可有效预防运行检修操作人员的误操作,但实际检修作业过程中依然存在误入带电区域、设备离线导致误操作、检修隔离缺乏技术关联、带临时接地线合开关的风险。针对这些问题,研究了基于超宽带高精度定位、远距离无线通信等物联感知技术的检修作业全过程安全管控方案。首先,依据变电站一次主接线图及变电站空间位置建模数据,构建异构拓扑网络,根据检修需要自动形成虚拟电子围栏,指定作业范围,闭锁作业范围内所有设备远方操作权限;作业过程中,通过高精度定位网络,实现对操作人员及临时接地线的实时定位管控;通过无线网络实现电脑钥匙及智能地线实时在线,保障操作过程实时管控,地线状态实时感知,最终实现对检修作业的全过程安全管控。

智能变电站集中式GOOSE联锁装置的研发

针对分布式联锁系统中间隔测控检修、新间隔扩建时,跨间隔联锁需要相关间隔配合停电的问题,提出了一种集中式的GOOSE联锁装置方案。该方案配置两台软硬件完全相同的集中式联锁装置,通过过程层网络跟智能终端交互信息。两台集中式装置以主备方式运行,实现集中采集、独立运算,其中只有主机下发联锁信息给智能终端,从机不发GOOSE,且主备机状态支持手动和自动切换,本方案的集中式GOOSE联锁装置,既可以用于数字化变电站也适用于常规变电站,可以最大限度地减少因检修和间隔扩建带来的停电问题,更好地支撑变电站的长时间稳定运行。

基于奇异值分解法的电能质量暂态扰动在线监测装置研究

为了满足电网系统对暂态扰动在线监视的需求,提出了一种基于奇异值分解法的电能质量暂态扰动在线监测方法,采用半波差值信号函数构建4阶Hankel矩阵,对矩阵进行奇异值分解并分析奇异值的变化特征,从而对暂态扰动起止时刻进行准确定位,并通过建模仿真验证了该方法的准确性。在此基础上研制出样机,采用电能质量标准测试源进行测试,进一步验证了提出的暂态扰动在线监测方法具有较小的计算量和较高的准确性。

基于IEC61850的智能化电能质量监测装置的研制

现有的电能质量监测装置普遍存在着通用性差、兼容性差以及升级困难等问题。本文介绍了一种基于IEC61850的智能化电能质量监测装置。装置兼容数字采样和模拟采样,将功能进行分布式实现,通过高速数据总线进行插件间数据的实时交换,应用功能模块化、标准化以及可重用化设计,并采用管理程序保证多块板卡高效、有序地工作。旋转向量法提高了频率计算的精度,基于硬件加速器的优化FFT算法保证了大规模数据处理的实时性,改进小波去噪算法有效地消除了噪声干扰。实践证明,装置满足了数字化、智能化电网背景下对电能质量监测装置的新需求。

智能变电站同步系统对测量设备的影响及其处理策略

智能变电站内测量设备普遍采用组网采样模式,该方式接线简单,能实现全站数据共享。但是组网采样高度依赖于站内时钟同步系统信号,安全可靠性不及点对点采样模式。通过研究基于电气参考矢量的网络采样数据同步技术,分析了组网采样方式下时钟同步系统异常对测量设备的影响。针对不同情况下的影响,提出统一同步调整、丢帧自动补偿、品质辅助决策、异常插值报警等主动与被动处理策略。工程实践证明,这些处理策略可以及时发现并有效减小同步系统异常对测量设备的影响,提高组网采样方式下测量设备各项功能的安全可靠性。

高次谐波对测控装置测量影响解决方案设计与实现

为解决高次谐波引起的频谱混叠,测控装置一般会在采样前端增加低通滤波器,本文针对测控装置采用低通滤波器引起的2~15次谐波衰减问题,以及传统的固定补偿方式在频率偏差情况下的局限性,设计了频率自相关补偿算法,根据实际计算频率进行幅值和相位的实时补偿,从而保证了电压电流功率有效值以及15次及以下谐波计算的精度。同时,针对高次谐波对频率计算的影响,设计了旋转向量频率测量方法,有效解决了谐波存在导致频率计算误差较大的问题。经过测试以及现场实际应用,证明了改进方案的有效性。

闪变测量时域算法改进与实现方法

本文介绍了基于IEC推荐的电压闪变时域算法以及基于FFT的电压闪变频域算法,介绍了两种算法的原理及不同实现方式;分析了FFT频域算法在实际闪变测量应用中存在的主要问题;运用双线性变换,借助Matlab仿真工具,并通过滤波器参数修正及增益系数设计,将电压闪变时域算法进行了数字化仿真实现,提高了时域算法的精度。最后,将电压闪变时域算法应用于电能质量监测装置,实际测试结果表明:算法的计算精度完全满足IEC标准要求。

电能质量终端信息安全设计及应用

随着现代计算机技术和互联网的发展,信息安全问题越来越突出。由于早期网络环境单一,传统的电能质量终端没有考虑信息安全问题,在抵御非法访问、网络攻击等方面能力偏弱。针对传统电能质量终端的设计缺陷,文中提出基于信息安全的终端设计及实现方案。方案在访问授权、审计记录、数据完整及防篡改性、网络攻击、备份与恢复以及源码安全等方面给出了切实的解决措施,有效提升了终端本体的信息安全强度。安全测试结果表明,该方案有效增强了终端信息安全能力,可有效抵御网络攻击等风险。文中提出的实现方案也可应用于保护、测控、PMU、录波器等间隔层终端设备。

基于深度森林模型的GIS局部放电模式识别

气体绝缘组合开关电器(GIS)不同类型的局部放电(PD)对GIS绝缘造成的破坏程度不同,正确识别局部放电类型对于评价GIS绝缘状况非常重要。为简化特征提取过程、提高局部放电类型识别率,将深度森林算法引入GIS局部放电模式识别,提出一种应用于局放模式识别的深度森林模型。搭建252 kVGIS局部放电检测实验平台并设计典型缺陷模型,利用特高频法检测GIS中4种典型绝缘缺陷的局部放电;将采集到的放电波形图作灰度化和双线性差值归一化处理,作为深度森林模型的输入;采用多粒度扫描结构对局部放电灰度图进行自适应特征提取,避免特征量选取的主观影响;利用级联森林结构作为分类器,实现对局部放电的分类。识别结果表明,该方法的综合识别率高达99%,能有效识别GIS放电类型。

智能变电站远方就地操作方案优化设计

为了更安全、方便的进行手动操作,根据"操作侧近端就地"原则对智能变电站的手动操作回路进行了优化。测控装置增加过程层手合同期、远方就地、解除闭锁等把手的接收虚端子,间隔层和过程层都可以进行手动操作。同时利用测控装置对各种把手位置进行逻辑判断,以防止误操作。操作回路优化之后,即可以在间隔层完成手动操作,也可以在过程层完成手动操作。而且无论是在间隔层还是过程层,都可以实现手合同期操作。与现有方案相比操作位置选择更灵活、操作也更安全。

智能变电站双测控方案优化设计

智能化变电站测控装置双重化配置以后,监控信息冗余的同时带来了异源数据的辨识选择和遥控对象惟一性的问题,本文分析了现有双测控配置方案的优缺点,提出了一种由监控系统自主选择主机并根据双机实时运行状况自动切换主备机的策略,本文对双测控的实施方案进行了阐述,提出了一种间隔层测控装置不停电检修的运维方式,适合智能变电站无人值守的趋势。

电能质量监测终端IEC61850建模方案设计

基于IEC61850模型架构设计开发电能质量监测终端,并无缝融入智能变电站二次一体化系统,是新一代智能变电站对电能质量监测提出的新需求,也是电力系统电能质量监测的发展趋势。本文在遵循IEC61850标准的基础上,根据工程实际应用,对IEC61850中电能质量监测相关的模型进行了相应的扩充,设计了符合IEC61850标准的电能质量监测终端的统一建模规范方案,规定了功能、语法、语义的统一性以及选用参数的规范性。

一种母联分相断路器操作拒分自动重合的测控装置

针对母联分相断路器遥控分闸后可能出现某一相或者某两相拒分的情况,从而导致三相不一致发生。母联长期处于三相不一致状态时,可能导致母线上其他分支产生零序电流,进一步引起保护装置不正确动作。为解决由于操作母联断路器拒分而导致保护装置不正确动作的问题,提出了一种操作拒分后可以自动重合的测控装置。通过判三相不一致状态而实现重合闸的功能,使母联断路器恢复三相合位运行状态。方案在开入、开出回路上跟保护装置互相独立,同时对已有的遥控回路也互不影响。在变电站改造、间隔扩建等方面具有投资小、方案简单、适用性强等特点,具有很好的推广效应。

基于双平面的测控装置集成与研制

随着智能化变电站对变电站设备集约化水平的要求提高,测控装置作为变电站自动化系统的量测与控制部分的载体,其功能和集成方式正逐渐发生变化。本文从变电站二次设备体系框架出发,从纵横两个方向对智能站测控装置的集成进行了划分,并对具体实现的关键技术和运维方式进行了研究,最后对未来发展方向进行了展望。

一起直流换流站测控装置测量电压跳变实例分析

测控装置在变电站综合自动化系统中发挥着不可替代的作用。测控装置采集并上送的测量数据是状态估计、潮流分析等应用的数据来源。因此保证测量数据的稳定可靠具有重要意义。结合一起直流换流站测控装置测量电压跳变的实例,分析了测量数据跳变的原因。并通过理论分析和实测数据给出产生遥测跳变是因为频率混叠的结论。最后给出相应的处理措施,具有较高的现场指导意义。

一种电能质量数据交换文件生成方案

随着我国经济的发展,用户对电网的电能质量的要求趋高,正确监测记录电能质量数据显得尤为重要。本文以IEC 61000-4-30标准为依据,提出了一种PQDIF文件生成方案。该方案以10周波数据为统计基础,严格遵守IEC61000-4-30A级标准,正确完整地实现了PQDIF的文件格式。在该方案的基础上,本文研发出支撑标准体系的电能质量监测终端。该终端在CPU和DSP间以HTM总线为传输通道,将统计数据传送到操作系统侧。操作系统采用MySQL数据库为存储引擎,为上层IEC 61850、LCD等应用提供服务接口,实现了PQDIF文件的存储、查询及删除等功能。搭建试验平台。测试结果表明,该方案准确地实现了IEC61000-4-30标准要求。研发的电能质量监测终端已经被成功应用在安徽、四川及重庆等地,运行稳定可靠,为用户电能质量治理提供了坚实的数据基础。

基于LoRa的风电场在线式五防系统设计

分析了现有五防系统存在的离线、走空程、操作往返问题,基于Lo Ra无线通信技术设计了风电场在线式五防系统,针对无线组网架构、通信交互方式、通信规约、电脑钥匙就地操作实时防误方案等内容进行了详细的阐述。对在线式五防系统进行测试,并与离线式五防系统进行了对比,结果表明,该风电场在线式五防系统方案可有效解决离线式五防系统存在的相关问题,满足升压站和风机操作实时防误的要求,可提升风电场检修操作效率和安全性。

边缘智能技术在智能配电网中的应用探讨

智能电网技术的快速发展,引入了大量的智能化设备,致使传统的云端集中式管理遇到了挑战。主动配电网用电侧具备更灵活的调节能力和负荷特性动态变化。为了更好地适应和满足多样的负荷侧主动响应,智能配电网必须提供一种可快速迭代的在线自动调度系统架构。提出一种将边缘计算技术结合人工智能的应用思路,以配电网需求响应协调控制架构为例,讨论了具体实现方式,提出“云边端”协同控制模式,在边缘节点进行负荷聚类、负荷预测以及负荷控制。最后,结合开发的试验样机做了典型应用说明。结果表明,提出的在线协调控制系统能够满足负荷侧主动调节的优化调度。

25.6k采样率的分布式电能质量监测装置研究

针对CVT增加C3需要就地采集以及目前数字化变电站采样率不足导致电能质量监测存在准确度不够的问题,提出了一种25.6k采样率的分布式电能质量监测装置。该装置主要通过采集单元实现就地采样,采集单元通过多ASDU的IEC61850-9-2数据帧格式将采集数据送给电能质量监测终端完成电能质量各项指标计算分析。该分布式电能质量监测装置样机各项性能指标通过第三方型式试验得到验证,作为一种稳定可靠的变电站电能质量监测解决方案,具有很好的推广价值。