基于暂态零序电流时频特征量的配网故障选线方法

中性点经消弧线圈接地的配电网系统不同故障条件下发生单相接地故障时,健全馈线和故障馈线的暂态零序电流在短窗时域和频域分布特性不同。利用各馈线故障后1/4工频周期时窗的故障暂态零序电流数据,经小波包分解并将其重构至不同频段,进而求得的时频特征量能在一时频窗内充分反映信号的时频特性,利用相关系数表征暂态零序电流的时频分布特性及其变化规律,并结合综合相关系数形成选线判据,实现配电网单相接地故障选线。大量电磁暂态仿真表明,该方法准确、可靠。

基于自然频率的辐射状配电网分层分布式ANN故障定位方法

当辐射状配电网不同分支发生故障时,其故障电压行波经由不同分支组合的传播路径到达母线侧量测端,由量测端获得的故障暂态电压的自然频率及其幅值分布亦不相同。不同分支组合的行波传播路径与自然频率及其幅值分布之间存在着映射关系。可利用人工神经网络(ANN)强大的非线性拟合能力来反映此种映射关系,实现辐射状配电网的故障定位及分支识别。利用故障后四分之一工频周期时窗的零序电压自然频率作为分层分布式ANN模型的输入样本,先进行故障定位;再以自然频率对应的幅值作为输入样本,进行故障分支识别,故障距离和故障点所在分支编号作为其输出。大量电磁暂态仿真表明,该方法有效。

利用零序电流全量Hough变换的配电网故障选线方法

对配电网单相接地故障电磁暂态仿真分析表明,故障馈线和健全馈线的零序电流全量起始阶段的整体变化趋势相反。基于此,提出应用Hough变换对零序电流起始阶段整体变化趋势进行变化方向检测的故障选线新方法。利用配电网故障后短时窗各馈线零序电流数据进行Hough变换,构造出零序电流全量起始阶段整体变化趋势的"整体"突变方向夹角。故障馈线零序电流全量起始阶段整体变化趋势突变方向与"整体"突变方向相反,健全馈线零序电流全量起始阶段整体变化趋势突变方向与"整体"突变方向相同。该方法原理简单,降低了对硬件采样速率的要求。大量仿真结果表明该方法准确、可靠。

基于零序电流小波变换系数均方根值的故障选线ANN方法

配电网单相接地故障产生的高频信号可以用于接地故障选线.利用馈线零序电流特征频带(SFB),提出一种连续小波变换(CWT)系数的均方根(Root Mean Square,RMS)值与人工神经网络(ANN)相结合的故障选线方法.通过对各条馈线故障后5ms时零序电流进行CWT变换,剔除工频信号,并根据能量和最大原则选出故障特征频带.将各条馈线特征频带上CWT系数的均方根值作为ANN选线的输入样本属性,故障馈线编号作为输出样本属性,构造智能选线网络.该方法不需要提出明确的故障选线判据,利用ANN非线性拟合和记忆功能进行故障选线.大量的实验仿真数据表明,该方法选线结果准确可靠.

直流电子式电压互感器延时特性分析与现场测试

直流电子式电压互感器因受到分压器、远端模块参数改变及合并单元等数字链路因素影响会出现延时,现场准确测试标定该延时特性不易实现。首先,建立了直流电压互感器等效电路模型,分析了直流分压器、低通滤波器等被动元件对直流电子式电压互感器延时时间的影响。在此基础上,提出一种基于暂稳态信号的延时等效测试方法,并研制出直流电压互感器延时特性现场试验系统。通过标准暂稳态信号与被测直流电压互感器的反馈时差精确测量延时时间。最后,采用所提出的试验方案在某直流工程现场进行直流电压互感器延时测试,验证了该方法有效性。

HVDC换流器交流等值谐波阻抗研究

高压直流(HVDC)输电换流器交流等值谐波阻抗的计算对交直流系统谐波不稳定的研究和HVDC系统交流滤波器的设计具有重要意义。基于开关函数法,计及换流器直流侧谐波电流调制到交流侧产生的两种主导谐波电流的影响,同时考虑这些谐波经换流器的反复多次调制,提出了新的换流器交流等值谐波阻抗模型。通过分析换流器谐波对其交流等值谐波阻抗的影响,提出了基于时域仿真计算换流器交流等值谐波阻抗的方法并给出了具体的计算步骤,该方法消除了换流器自身是一个谐波源对仿真结果的影响。最后,以宜华直流工程为算例,将换流器交流等值谐波阻抗数学模型计算结果与时域仿真结果进行对比,表明新的换流器交流等值谐波阻抗模型较当前主流数学模型的准确性有较大改善并且在低频范围内有较高的准确度。

含混合直流异步联网的云南电网谐振特性研究

随着世界首个背靠背混合直流异步联网工程的建成,云南电网将形成更为复杂的多直流馈出系统。针对鲁西混合直流异步联网工程的接入,采用PSASP程序对云南电网所有500 kV变电站进行谐振扫描,扫描类型包括正常运行及鲁西整流站交流滤波器不同组合投入方式。谐振扫描结果表明:正常运行时,5个换流站及其他变电站共计22个站存在3次、5次和7次背景谐波分量的谐振;而在鲁西整流站交流滤波器不同组合投入方式下,某些变电站存在11、13、23、25次特征谐波的谐波放大甚至谐振,从而产生谐振过电压及过电流。

混合直流异步联网系统建模与仿真分析

2016年南方电网建成投运了世界首个并联混合直流输电工程——鲁西背靠背直流工程,为了分析其稳态运行及故障恢复特性,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,搭建了包含常规直流单元和柔性直流单元的混合直流异步联网系统仿真模型。依托鲁西背靠背工程,分别建立常规直流单元和柔性直流单元的主回路和控制系统模型,并联形成混合直流异步联网系统并对所搭建模型系统的稳态运行特性进行了仿真分析,研究了暂态情况下柔性直流单元对常规直流单元故障恢复的影响。研究结果表明:混合直流异步联网系统额定工况下运行波形稳定,参数符合工程实际,稳态性能符合要求;当逆变侧发生交流系统故障时将引起常规直流单元逆变器出现换相失败现象;柔性直流单元能够起到动态无功补偿的作用,有助于常规直流单元的故障恢复。

不同负载下变压器超高次谐波传递特性研究

随着电力系统电力电子化程度的提高,系统中超高次谐波(2~150kHz)问题日益严重。为研究超高频谐波流经变压器的传递特性,在变压器高频谐波电路模型的基础上,基于电路分析原理,推导了变压器谐波传递特性函数,分析了不同负载情况下,变压器谐波电压传递特性;考虑实际工程应用中负载的复杂性,进一步探究了不同功率因数负载下电压传递特性的变化情况;揭示了寄生参数、负载性质和谐振频率与传递特性之间的关系,由于寄生电容的影响,变压器电压传输比不再恒定不变,而是随着频率的增加,会在极点谐振处出现放大现象,在零点谐振处出现趋于零的现象;通过仿真验证了变压器传递特性的准确性;对分析和解决电力系统中超高次谐波问题具有参考价值。

高渗透率分布式光伏下的配电网问题及解决方式

分布式光伏发电在配电网中渗透率的增加,既加剧原有配电网电压闪变、电压波动、谐波污染为主的电能质量问题,也带来网络损耗不确定性增加、配电网规划困难等新问题。为此,首先分析了问题产生的本质,然后提出分区域建设统一储能设备、虚拟电厂等配电网规划,建设运行调度更加灵活的主动配电网,最后展望了分布式光伏发电在实现“双碳”目标中的重要作用。

CVT谐波测量修正方法研究

针对110 kV及以上电网广泛应用的电容式电压互感器(capacitor voltage transformer,CVT)谐波测量失真问题,首先根据CVT的谐波传递模型分析,明确了CVT关键分布参数对其谐波传递特性影响规律,然后利用密勒定理简化模型,从串并联谐振角度深入分析了造成CVT谐波传递特性非线性的根本原因;最后针对试验条件的约束,提出基于粒子群算法的三核心分布参数辨识方法,并给出了CVT谐波测量修正的建议。

一种基于综合DFT和Prony算法的谐波与间谐波分析方法

针对传统频域谐波测量方法存在的时域分析局限性,提出了一种综合频域(FFT)和时域(Prony)的谐波与间谐波分析方法。首先对谐波与间谐波信号进行离散傅里叶变换(DFT),获取信号的频谱范围,据此选择Prony算法的采样率,并依据信噪比选取Prony算法的模型阶数。然后基于Prony算法得到信号中各谐波与间谐波分量的频率、幅值、相位和衰减因子。最后基于能量系数筛选得到主导次谐波与间谐波分量,通过基于Prony的数据重构得到主导次分量的时域变化趋势。实测数据分析表明,所提分析方法可以准确得到主导次谐波与间谐波分量的时域指标和变化趋势,实用性较强,为事故准确溯源分析提供了有效手段。

基于频域复插值的谐波和间谐波测量方法

针对谐波和间谐波测量的栅栏效应问题,提出一种频域和窗函数的离散时间傅里叶变换(Discrete Time Fourier Transform,DTFT)做复插值的方法,该计算在时域相当于信号乘以窗函数的平方,克服栅栏效应的同时也提高了加窗FFT方法的测量精度。该方法在被测信号加窗FFT后,搜寻幅频峰值谱线和相邻较大谱线,并结合梯度上升法找到频域插值的极值对应频率,根据该频率点的插值即可计算出幅值和相位。仿真表明该方法比相同窗函数的加窗FFT插值方法有更高的测量精度,并成功应用于实际故障录波数据的分析。

基于改进PSO-Kmeans算法的实际日负荷曲线聚类分析

有效的实时用户日负荷曲线分类可为电网系统规划、负荷建模、负荷预测及需求侧管理等方面提供依据,同时为电网工作人员实现对负荷模型的判别提供帮助。为此提出一种基于改进PSO进化算法优化K-means的日负荷曲线用户行业分类方法。首先利用牛顿插值法对缺失数据进行填补,然后运用定值线性函数对数据归一化,最后采用权重线性递减及同步学习因子改进PSO解决算法易陷入局部最优解的问题,以优化K-means分类结果准确性。算例分析表明,PSO-Kmeans算法迭代能力强,具有全局寻优能力,且具有一定的鲁棒性,相较于传统K-means分类准确率高。

基于最小二乘回归的配变档位判别方法

提出一种利用最小二乘回归的配变档位识别方法,通过PSCAD/EMTDC搭建IEEE14节点系统进行仿真验证,可准确进行档位归属且具有一定可靠性。

水电站接入对电力电量平衡影响

从柬埔寨王国电网中长期电力电量平衡入手,利用负荷逐次切除法,分析桑河二级水电站接入柬埔寨电网后,在平、枯两种来水情况下的电力电量平衡情况,及桑河二级水电站投产后对柬埔寨王国电力的影响。

基于主成分分析与Wasserstein距离的低压用户相别识别

负载不平衡会导致电能质量差、功率损耗增加、变压器使用寿命缩短等问题,而准确识别用户相别可调整部分用户相别,尽可能达到三相负载平衡,因此提出一种基于主成分分析与Wasserstein距离的低压用户相别识别方法。首先利用主成分分析提取低压用户电压主成分进行聚类,然后计算聚类中值与关口各相电压Wasserstein距离进行相别归属。实测数据证明该方法对相别识别准确性较高,且相较于传统相似度算法在判别相别时具有明显区分度。

基于CEEMDAN与BiLSTM算法的短期电力负荷预测

针对单一预测模型在长时间序列存在序列特征信息丢失,数据间结构信息紊乱等问题,提出一种基于CEEMDAN-BiLSTM的组合预测模型解决分解信号时模态混叠问题及LSTM计算量过大造成序列特征信息丢失问题。

一种适用于MTDC输电的直流系统阻抗扫描方法

直流系统阻抗扫描是多端直流(multi-terminal direct current,MTDC)输电谐振抑制、直流滤波器设计等研究的重要手段。该文提出了一种适用于MTDC的直流系统阻抗扫描方法,并通过对谐波阻抗计算方法的改进,消除了扫描过程中换流器自身谐波造成的误差。以四端直流系统为例,详细研究了直流系统阻抗扫描过程中注入谐波源的幅值、相位、频率分布等各种因素对测量结果准确性的影响。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,所提方法可对MTDC的直流系统进行准确的阻抗扫描,因此对直流工程具有参考价值。

基于融合进化算法的用户日负荷曲线聚类分析

负荷分类对电网调度、负荷预测、用户用电行为分析等具有重要意义.针对传统负荷分类算法易陷入局部最优解而无法确定最优初始聚类中心,导致分类结果不准确问题,提出一种融合进化算法优化模糊C均值(FCM)的负荷聚类算法.首先使用重心Lagrange插值法填充负荷曲线缺失点,其次利用线性函数将不同行业负荷曲线归一化,最后结合遗传算法全局搜索效率高以及模拟退火算法计算时间短的特点优化FCM进行负荷聚类,弥补了传统FCM易陷入局部最优解的问题.算例表明:所提算法聚类中心距离较远,用户日负荷曲线分类结果较准确;相较于传统FCM不易陷入局部最优解,且具有一定的鲁棒性.