基于特性参数自适应修正的花瓣式配电网反时限过电流保护方法

闭环运行的花瓣式配电网具有更为复杂的故障特性,导致传统保护方法难以满足选择性和速动性要求。针对这一难题,分析了花瓣式配电网的短路故障电流特性,揭示了故障点上、下游故障电流随故障位置移动的变化规律,并指出定时限过电流保护与标准反时限过电流保护应用于花瓣式配电网时存在的问题;结合花瓣式配电网的故障电流特性,提出一种基于特性参数自适应修正的反时限过电流保护方法,仅利用本地电流信息对反时限特性参数进行自适应修正,能够在保障保护选择性的同时显著提升保护速动性;基于PSCAD/EMTDC仿真软件搭建10 kV花瓣式配电网模型对所提保护方法进行验证,仿真结果表明该保护方法能在提升保护选择性和速动性的同时,克服传统保护方法应用于花瓣式配电网时的局限性。

巷道网络全局定位系统关键技术分析与实验

提出并实现了一种新型带盲区的煤矿巷道人员全局定位系统,介绍了国内外煤矿人员定位系统的研究现状,分析了发展带盲区巷道网络全局定位系统的必要性。从系统应完成的目标角度考虑,较全面地分析了全局定位系统中的基本问题、数据模型、拓扑优化及全局定位等关键问题;构建了全局定位原型系统,并对定位系统在地下巷道环境进行了较全面的实验测试。将全局定位系统和现有的煤矿人员定位系统进行了对比分析,结果表明:全局定位系统在功能、定位性能、成本、可靠性和可维护性等方面具有较大优势。

带盲区巷道网络人员全局定位系统

针对现有煤矿人员定位系统成本高、精度低、不能进行全局位置预测等问题,提出一套基于无线传感器网络的巷道网络人员全局定位系统。该系统将井下巷道网络分割成多个以网关为中心的分布式定位单元,当人员经过定位单元时,首先由其随身携带的移动节点通过定位引擎实时计算其在局部定位单元内的位置坐标,并将该位置信息通过网关传送到井上计算机;再通过坐标变换计算出人员在井下巷道网络的三维位置坐标;进而得到人员在监控单元内的速度、方向等信息,并通过位置估计算法预测出人员在盲区的位置。实验结果表明,该系统在地下防空洞环境静态定位误差为2.87m,在室内楼道环境运动估计误差约为4.5m,且长期连续运行无故障,具有很好的可靠性、可扩展性和定位性能。

煤矿机电设备监测系统的设计

为了实时了解煤矿主要机电设备的运行情况,提出了一种煤矿机电设备监测系统的设计方案。该系统采用温度传感器、压力传感器、电量采集盒采集井下通风机、提升机等主要机电设备的运行状态数据,将数据统一传送到监测分站,监测分站通过RS485总线与地面监测中心的上位机通信,从而实现对煤矿井下机电设备的远程监测功能。长时间的性能测试结果表明,该系统运行状况良好。

乾陵文化礼品创意设计探析

乾陵文化是盛唐文化的精品荟萃。本文通过对乾陵现有特色文化进行收集与整理,提取并筛选出具有代表性的文化元素,并以创意礼品为设计载体,将乾陵文化深入大众文化艺术生活中,进一步传承与弘扬乾陵文化。

一起同杆并架双回辐射线路跨线故障保护动作分析

介绍一起罕见的同杆并架双回辐射线异名相不接地跨线故障,结合故障录波图及保护动作原理,分析线路保护的动作行为,提出线路保护配置的优化措施及建议。

含逆变型分布式电源花瓣式配电网单相接地故障特性分析

花瓣式配电网具有高供电可靠性,但闭环运行模式和逆变型分布式电源接入使其故障特性变得更加复杂。针对含逆变型分布式电源花瓣式配电网的单相接地故障,利用对称分量法推导了故障点接地电流、故障相电流及线路各序电流的公式,并揭示了各电流的变化规律,然后通过仿真对分析结果的正确性进行了验证。结果表明,随故障点按顺时针方向沿花瓣式环网移动,故障点上游侧线路的各序电流及故障相电流幅值呈减小趋势,故障点下游侧线路的各序电流及故障相电流幅值呈增大趋势;逆变型分布式电源并网点与变电站母线之间非故障线路上的负序电流幅值单调递增、相位基本不变,而该线路上的正序电流、零序电流及故障点所在相的相电流则由于相位发生约180°的改变导致其幅值呈现先减小后增大的趋势。在此基础上,对基于幅值或相位的电流差动保护和零序方向过电流保护在花瓣式配电网中的适用性进行探讨,并给出了相应改进建议。

交直流混合配电网分布式无功电压互动控制策略

交直流混合配电网的无功电压控制是保证其高效可靠运行的关键。为此,提出一种基于有限时间控制的分布式无功电压互动控制策略,在无集中控制器的架构下实现交流子网与直流子网间的无功电压互动支撑。该方法构建了分布式去中心化协同控制架构,利用有限时间控制实现多逆变器间的分布式一致性协同,同时保障无功功率增量的精确均分,避免多个下垂控制逆变器间的无功环流问题,进一步提高电压质量。相对于传统的一致性策略,所提出的策略收敛速度更快,且可适应系统各种扰动。为了验证该控制策略的控制效果,在PSCAD/EMTDC中建立了交直流混合配电网仿真模型,在多种工况下验证了系统分布式互动支撑及无功均分策略的有效性和适应性。

基于形式化描述机制的检修安措策略研究与应用

由于智能变电站二次系统的信号关联采用网络通信模式,使得二次系统安措具有安措对象复杂,隐含不直观的缺点。为有效降低智能变电站的二次检修工作风险,提出了基于形式化描述机制的检修安措生成策略。首先对SCD文件进行正确性检查,然后构成检修安措模型。最后结合模型和推演规则,在给定检修任务时自动生成形式化描述的检修安措。在此基础上,提出了在操作之前进行可视化校验的安措检查机制。通过某220 kV智能变电站的应用实例,证明了所提出的技术方案的可行性。

促进主动配电网高效运维的虚拟微网分区划分方法研究

随着分布式能源的大量接入,还有储能、电动汽车、柔性负荷等新技术的进步,主动配电网的运行控制越来越困难。针对这一问题,基于虚拟微电网的概念,提出了一种主动配电网微网化的分区优化划分方法,以虚拟微网分区的形式简化主动配电网的运行控制。该方法以通信成本最低、分区功率不平衡最小及分区供电独立性最高为目标,建立主动配电网微网虚拟分区优化模型。基于广度优先搜索算法获取各分区信息,提出主动配电网微网化虚拟分区方法,将主动配电网划分为多个虚拟微网分区。以改进IEEE-33节点系统为例进行验证。研究结果表明,所提方法可以提供面向主动配电网的虚拟微网分区建议,为主动配电网的高效运维提供支撑。

计及储能全寿命周期运维的综合能源系统优化配置

传统的能源系统难以满足不断变化的发电结构及用户用能需求,包含冷、热、电等多能流的综合能源系统(integrated energy system, IES)可以充分发挥多种能量耦合互补优势,促进系统资源的高效利用。为此提出综合考虑经济性和环保性,以系统全寿命周期成本最低及一次能源消耗最少为目标,构造IES优化配置模型。首先计及储能的全寿命周期运维,综合考虑储能系统的充放电损耗、容量衰减、荷电状态、能量存储时间、削峰填谷效率等因素,建立计及储能的全寿命周期运维的IES优化配置模型;继而通过算例对比分析所提优化方案与传统方案的优劣性及多目标函数权重的影响。结果表明,所提方法具有削峰填谷、促进分布式能源消纳、改善电能质量、提升供电可靠性的功能和加强IES资源高效利用的优势。

计及出力波动的光伏电站无功支撑能力评估

在满足配电网稳定运行的前提下,充分利用光伏电站并网逆变器的额定容量,挖掘光伏的无功支撑能力,能够促使配电网经济运行,因此开展光伏电站无功支撑能力评估具有重要的现实意义。首先,提出了基于动态时间弯曲算法的无功支撑能力评估方法和评估指标体系,实现实时态的无功支撑能力评估;然后,提出了基于深度置信网络模型的光伏出力预测方法和预测指标体系,结合预测数据实现未来态的无功支撑能力预测。算例分析表明,预测的光伏电站未来态无功支撑能力与实际未来态评估结果相吻合,验证了所提评估、预测方法的有效性。

基于大数据技术的电力数据质量评估数据框架研究

在大数据时代,大多数应用都是由数据驱动的。如果能提高数据质量,大数据应用的有效性和可靠性也能得到提高。在电力行业中,不断积累的电力数据越来越多,并在此基础上开发了许多电力应用。在我国,电力大数据在规模、结构、格式、评估要求等方面都具有一定的特殊性,传统的大数据评估框架无法直接应用。因此,提出了一个电力数据质量评估的大数据框架。该框架增加了基于灰色理论的量化评价模块,并给出一般性的数据指标质量计算公式。本框架可以同时积累实时数据和历史数据,为电力大数据评估提供集成计算环境,支持不同类型数据的存储。本文研究结果为其他具有相似特征的大数据应用亦提供了一个有价值的框架。

智能变电站二次电缆回路建模方法研究与应用

当前智能变电站信息化模型中缺少二次电缆回路模型,此缺失不利于智能变电站全面的在线监视和运维诊断,同时也阻碍了智能变电站信息数字化发展。在此背景下,提出一种智能变电站二次电缆回路建模方法。首先,建立二次电缆回路模型;然后,基于该模型,设计二次电缆回路配置流程。通过二次电缆回路模型文件可视化工具实现智能变电站二次电缆回路多维度可视化展示;最后,将SCD文件中的信息模型映射到二次电缆回路模型中,完成二次电缆回路信息模型与物理模型关联,实现智能变电站二次电缆回路的在线监视与故障定位。

智能变电站二次设备安全措施在线预演及防误预警的研究与实现

针对智能变电站在扩建、改建以及检修时,如何高效可靠地隔离相关二次设备的问题,提出一种智能变电站二次设备安全措施在线预演及防误预警方法。通过SCD模型文件,建立可视化展示的图形文件,将数据采集单元采集的信息与变电站图形文件进行关联,获取变电站安全措施预演初始状态,并在图形文件上实现二次设备安全措施预演,动态展示安全措施预演过程。经实例验证,该方法自动对安全隔离不完全进行预警,为智能变电站运维检修人员提供了有效的安全隔离技术手段。

基于源端数据维护机制的保护智能运维技术探讨

随着变电站无人值守模式的推进,远程准确判断变电站运行状况成为智能运维技术的关键。智能变电站基于IEC61850标准,IED装置输出的信息量相比于常规综自站具有大幅度提升。提出了一种基于源端数据维护机制的保护智能运维方案,分析了不同数据传输机制的特点,通过工程试点实施验证了技术方案的可行性,为智能变电站保护系统远程运维提供可借鉴的技术路径。

基于深度学习的智能录波器配置数据自动化映射方法

智能变电站配置描述文件中包含大量智能二次设备数据输出接口地址的配置数据集,将这些数据集映射至智能录波器各信息组是保证录波器精准采集设备运行数据的基础性步骤,当前主流映射方法是依照输出接口描述文本人工映射对应的配置数据,二次设备数目繁多时映射工作量大,而描述文本一定程度的不规范性给数据集自动化映射提出了难题。针对这一问题,文章提出了基于深度学习框架—动态卷积神经网络构造的智能录波器配置数据的自动化映射方法;利用文本表征模型word 2vec对数据集描述文本的稀疏文本向量进行词组语义及关联关系的表征;构造动态卷积神经网络并输入文本向量,基于其多层次抽象化学习典型样本特征的特点进行语义规律挖掘与文本分类映射,据此结果实现接口地址配置数据的自动化映射。实际算例表明,基于动态卷积神经网络模型的文本分类方法语义分析能力强,分类精度高,有效提升了智能录波器配置数据自动化映射的准确率。

面向智能化变电站的光网络信令安全优化

智能化变电站建设的稳步推进对变电站内光通信网络的安全性要求日益提高。为了解决该问题,首先对智能变电站环境下光网络所面临的通信安全挑战进行了分析,提出了一种面向智能化变电站业务的光网络的信令安全优化技术。该技术充分利用电力光网络现有的信令协议进行扩展加强,设计了一种轻量级的安全信令机制以建立面向电力业务的端到端可信连接。以智能化变电站通信业务作为典型应用场景,对站内光网络的安全信令交互进行仿真验证。仿真结果表明,本文所提出的机制有效提高了变电站通信业务与电力光网络交互的安全性,并有力保证了电力通信业务的连接成功率。

基于装置仿真的远动信息自动对点系统的设计与实现

针对智能变电站远动信息调试中的不足,文章通过研究报文解析方法,设计远动装置校核系统、调度主站快速对点系统实现智能变电站的远动信息自动对点。系统采用联合体思想实现IEC 104 报文解析,定义多个解码函数实现MMS 报文解析。远动装置校核系统根据SOE 时标、104 地址等要素的唯一性,设计MMS 通信中断信号点、遥测数据关联算法,形成完整的实际映射表。调度主站快速对点系统利用实际映射表,根据仿真信息记录表和调度主站记录数据表,通过SOE 时标的唯一性比对发送信息和接收信息是否一致,从而实现调度主站的快速对点。

具有限流能力的交流微网并网控制策略

英国8·9大停电事故的发生让我们思考高比例分布式发电系统存在一定的技术瓶颈。基于此,本文提出了一种适应于交流微网接地故障的限流控制策略,该方法可以将故障电流限制在两倍额定电流以内,进而使得分布式电源在电网故障情况下不会瞬时脱网运行。同时,该方法不需要在电网正常和故障运行状态时切换参考电流,且在两种状态下可实现较小的电流谐波和较低的电流幅值不对称度。首先,通过含有washout滤波器的改进下垂控制策略获得电压参考值和锁相环,并通过准PR控制器实现对外环参考电压的无静差跟踪;其次,将外环控制器的输出的滤波电感参考电流与实际电感电流的差值通过具有抗参数扰动能力的改进无源控制控制器以实现对参考电流的跟踪;最后,仿真搭建的含有4台分布式电源的交流微网模型验证了本文提出方法的有效性。