一种用于继电保护状态评价的大数据精简方法

在线评价继电保护系统状态是保障继电保护在故障来临时正确动作的重要手段。继电保护信息系统具有大数据特征,但受制于数据传输堵塞、数据源不同步、缺乏智能分析工具等问题,难以用于进行继电保护状态在线自动评价。基于减少继电保护信息系统数据上传和处理规模的需求,提出基于保护内部加工信息进行保护状态评价数据精简的思路,构建反映继电保护系统状态特征的精简数据指标集,并提出利用该精简指标数据对继电保护进行在线状态评价的方法。利用所提方法可使继电保护子站仅实现少量信息传输即可为主站实现继电保护系统运行状态分析获取足够信息。在保障评价效果的同时,大大减少数据上传量和评价时间,为进一步在输变电环节合理利用电力大数据提供参考。以某典型220 k V变电站为例,验证了所提方法在减少数据上传量、快速完成设备状态评价的优势。

一种基于SCD文件的合并单元高速数据压缩方法

在现代智能电网中,智能变电站安装了大量合并单元来同步发布电流互感器和电压互感器的暂态量,这些暂态数据有必要保存长达数年,从而覆盖设备生命周期,为设备状态维修、可靠性等研究提供原始信息支撑,但是如此长时与高频的海量数据给存储设备带来了巨大压力。文中首先将高频暂态数据分为固定不变的、状态变化的和周期变化的3种形式来进行预处理,将固定不变部分用SCD文件中的唯一标识代替,状态变化部分用事件记录文件代替,周期变化部分用SCD文件中双通道差量和周期差量来表示。然后使用16位哈夫曼完成最终压缩编码,并对比测试了各种预处理前后的压缩结果和不同编码的压缩结果。最终的测试结果表明该压缩方法比普通硬件压缩卡压缩比更大,压缩速率比普通压缩卡更快。

基于小波变换的数字化变电站电子式互感器突变性故障诊断方法

目前对电子式互感器运行状态识别的研究开展较少,缺乏有效手段对其进行在线监测和故障诊断。通过分析电力一次系统电气量变化特点,提出了基于小波理论的电子式互感器诊断方法。通过多尺度模极大值综合处理方法定位信号的突变时刻,将处理后的各互感器信号的突变时刻进行比较,根据所提判据来区分异常信号是来自互感器自身故障,还是来自一次系统的信号突变。Matlab仿真验证了该方法能准确定位信号突变时刻,有效识别互感器的异常状态。

基于广义变比辨识的继电保护电流测量回路故障诊断方法

基于电流原理的继电保护是电力系统应用最广泛的保护设备。对于母线保护、站域保护以及广域电流保护而言,当电流测量回路异常时容易引发保护误动或拒动,其后果将造成区域性大面积停电,是电力系统应极力预防的高风险事件。有必要采取在线监测措施对电流测量回路本身的完好性进行检测以确保此类保护的正确动作。为此定义了广义变比,提出通过广义变比在线辨识监测保护电流测量回路的异常或故障的新方法。该法根据基尔霍夫电流定律建立广义变比的辨识矩阵,并采用奇异值分解法进行求解,将计算结果与该回路标准变比进行比较,即可及时发现电流测量回路是否出现异常。仿真分析验证了所提方法的有效性。

面向智能电网的继电保护系统重构

现代智能电网的发展要求继电保护系统具有更大的灵活性和可靠性。结合智能电网的特点分析了现有继电保护系统结构存在的问题,提出了在未来智能电网中使继电保护具有可重构功能的建议。分析了继电保护系统在线重构的需求,提出了继电保护重构的含义、准则以及继电保护实施重构的通用模型,给出了重构示例并指出了尚需继续研究的问题。

满足广域保护通信可靠性和延时要求的路由选择方法

与一般通信网络不同,电力系统广域保护通信网络既要求具有很高的可靠性,又要求具有严格的延时特性。因此,广域保护通信网络的路径选择具有特殊性。针对这一问题,建立了满足电力系统广域保护通信可靠性和延时要求的路由选择模型,并给出了模型求解方法。该模型适用于正常状态下的广域保护信息传输路径优化选择以及通信网络中元件失效后的路径重构。算例分析表明:该模型及算法原理简单、计算方便、判断结果准确,能较好地平衡可靠性与延时对广域保护信息传输的影响,最大限度地提高广域保护信息传输可靠性。

一种基于小波的继电保护启动元件性能监测方法

启动元件的选择以及起动门槛值的大小直接影响到整套继电保护装置的性能,而目前尚未对继电保护装置的启动元件性能进行自动在线分析评价。提出了一种基于故障录波数据和小波变换的继电保护装置起动性能监测方法,通过利用故障录波数据和继电保护信息实现对继电保护装置启动元件性能的监测。应用该方法能够对继电保护装置启动元件性能是否满足预定指标进行监测,对于完整评价继电保护性能、发现隐藏故障、积累整定数据具有参考价值。仿真分析验证了此方法的合理性。

一种基于电流比变化量的变压器匝间短路保护方法

变压器匝间短路特别是少匝数短路时,现有保护很难检测并发现故障。基于变压器绕组两侧电流比值与两侧绕组匝数比值之间的对应关系,提出了一种电流比变化量匝间保护方法,构建了保护动作判据。该方法不仅能躲过变压器内部相间故障及变压器外部短路的影响,还能区分匝间短路故障相,具有很高的保护灵敏度。通过对试验变压器进行的内部匝间短路试验,验证了所提方法的有效性。

支撑大数据分析的发电厂变电站全息录波方法

发电厂、变电站故障录波及基于此信息的电力二次设备动态行为分析技术是电力系统故障原因确认、保护及自动装置动作原理与整定值正确性检验的重要依据,故障录波器已成为厂站必配的二次装备。随着智能变电站技术的发展以及一次系统因大量新能源机组的接入、大量电力电子设备的应用而导致了故障特性的改变,现有的故障录波器已不能满足电力系统暂态记录与智能分析的要求,亟待发展新的故障录波与分析技术。在此背景下,回顾了现有故障录波器的主要技术特征,提出了面向未来发电厂、变电站的具有全景全时记录功能的全息录波新架构,可支撑基于大数据的故障分析需求。指出了全息录波的关键技术与解决思路。

继电保护系统状态评价研究综述

为了适应智能电网建设安全、高效的核心要求,对继电保护系统状态评价研究进行了综述。重点关注继电保护系统的状态划分、隐藏故障的诊断方法、风险分析三方面的研究进展,分别从诊断方法、评估模型、风险评价指标与基础数据来源等方面比较了研究成果的优缺点,指出进一步研究应围绕构建继电保护状态指标、研究在线诊断技术、提出信息接口标准等方面展开。

计及交通拥堵的电动汽车充电站规划方法

电动汽车充电站规划,既要考虑充电站接入配电网的成本、电动汽车用户的便捷性,还要考虑交通拥堵对用户出行的影响。根据电动汽车分布特点建立电动汽车时空分布模型,充分考虑城市路网交通拥堵指数对电动汽车用户出行特性及充电站选取的影响,推算出不同时刻电动汽车用户出行时间,从而得出电动汽车入网的容量,以总投资成本、总运行成本和总用户出行成本最小为目标,建立考虑交通拥堵的电动汽车充电站的混合整数二阶锥规划模型。以假定规划区域验证计及交通拥堵的电动汽车充电站规划方法的有效性和可行性。

金属壳雷管侧向破片速度计算

金属壳雷管的侧向破片速度对雷管的侧向起爆和雷管殉爆安全有着重要作用。该文结合8#工业电雷管的结构,对雷管侧向破片速度进行了理论推算,这为研究雷管侧向起爆机理和作用规律提供了量化的理论依据。

模糊学在点火元件优选中的应用

文章评价了点火元件的综合性能，所进行的点火元件优选工作是模糊概念应用在工程中的一次尝试。综合评价结果与实验吻合。

主动配电网储能动态配置规划方法

主动配电网中的负荷和分布式发电出力具有明显的周期变化特性,已有的配电网储能规划方法,其规划结果均是接入点和容量固定不变的储能配置,储能的灵活性和价值尚存在较大的发挥空间。提出了一种主动配电网储能动态配置规划方法,即伴随负荷需求和分布式发电出力场景变化,在配电网中动态配置储能装置。以储能在不同场景下的接入点、容量、运行方式为决策变量,以储能带来的综合经济效益最大为目标,构建了主动配电网储能动态配置的混合整数二阶锥规划模型。以IEEE 33节点系统为例,验证了所提方法的可行性和有效性。该方法是对储能装置灵活性运行方式的有益拓展,使其能够服务于主动配电网多变的运行场景,从而使储能价值得到充分发挥。

基于数据类型扩充的智能变电站通信建模

现有智能变电站通信模型主要依据国际电工委员会发布的MMS通信基本数据模型和国网发布的“SGCC MODEL:2012”基本数据模型来创建,其数据模型主要面向继电保护设计,并不完全适用于测控等其他装置,若均使用上述基本模型来建立特殊变量的通信模型,会导致通信报文大幅增长,加重服务器负荷,并且对图像等可变数据长度建模完全无法实行。文中创新性地引入BitString可变长度数据类型作为基本数据模型,并使用这种基本数据类型对特殊类型的通信数据进行建模设计,然后对扩展后通信模型进行了测试。结果表明,BitString可以建立一种可变长度模型数据元,从而有效缩减了报文结构大小,增加了面对复杂通信数据结构尤其是可变长度通信数据结构体建模的灵活性。

基于漏电流与湿度关系辨识的供电线路绝缘状态评估

目前农村电网多采用三级漏电保护模式,分别安装在公用变压器、电表箱和客户端,或跳过电表箱的二级漏电保护模式。由于线路环境复杂和施工不规范,且山区农村电网易受到泥石流,树木折断倾轧等自然灾害影响,输电线路时常发生漏电、短路等故障情况。因此,有必要考虑环境因素对农村电网供电线路绝缘状态的影响。本文基于环境湿度对漏电流的影响,提出了一种供电线路绝缘状态评估方法,并通过算例分析对方法的有效性进行了验证,为漏电保护的发展提供了参考价值。

计及多小水电接入配电线路的线损计算方法及降损措施研究

线损是评价配电网规划和运行合理性的一项重要指标,对于供电部门开展日常管理工作至关重要。随着众多小水电机组陆续接入配电网,配电网潮流的双向流动特征逐渐突出,增加了线损计算的难度。本文建立了计及小水电多点接入的配电线路线损计算模型,应用均方根电流法推导了各段线路的线损解析公式,并据此提出了相关降损措施。结合具体算例,对比了不同场景下配电网的线损值,验证了所提降损措施的有效性。

多因素驱动的配电变压器时变故障失效模型及应用

现有配电系统可靠性评估大多基于设备长期历史数据的平均故障率,无法响应配电网运行状态以及运行环境的动态变化。文章综合考虑变压器因热老化、放电、受潮等因素引起的故障失效,建立环境温度与负荷特性相依的故障率模型和以“健康状态”为条件的故障率模型,进而获得多因素驱动的变压器短期可靠性模型。通过构建相关配电网的可靠性评估指标,基于变压器的短期可靠性模型,利用前推故障扩散法实现配电网的短期可靠性评估。最后通过算例验证了变压器短期可靠性模型的有效性,所得结果可实现配电网的故障预警,为配网的故障快速排除提供基础。