基于纳什谈判和主从博弈的多园区综合能源系统优化调度

为充分考虑多园区综合能源系统(MCIES)中多利益主体间交易合作与多种能量间的耦合关系,提出了1种基于纳什谈判-主从博弈的点对点分布式交易策略。首先,建立考虑综合需求响应的MCIES主从博弈动态定价模型,以园区综合能源系统(CIES)运营商作为领导者,给下层用户制定动态电价与热价,用户响应电价与热价进行综合需求响应,CIES运营商根据用户的需求响应计划调整机组出力;其次,基于纳什谈判理论,建立包含主从博弈动态定价机制与CIES间合作博弈的MCIES双层优化模型;然后,将原问题等效为MCIES收益最大化子问题和合作收益分配最大化子问题,采用交替方向乘子法(ADMM)对模型进行求解。最后,仿真结果表明所提策略可实现CIES联盟利润的最大化,并合理分配收益,同时最小化用户用能成本。

高原地区隧道净空绝缘间隙修正

高原地区雷害频繁,电气外绝缘性能降低。修建高原铁路隧道需要对隧道净空绝缘间隙进行修正,其中隧道-架空接触网气隙间距是确定隧道净空间隙的重要依据,雷电冲击放电电压是确定该气隙最小间距的控制因素。国内外现有高海拔修正系列标准均不适用于3000 m以上地区,考虑放电基本特性和原理,在人工气候实验室搭建铁路隧道的典型结构,并模拟高原地区气候特点,研究300~700 mm 5个短间隙在243~4000 m 5个海拔条件下的正、负极性雷电冲击放电特性。基于大气实际参数提出了3种隧道净空绝缘间隙修正方法,建议在2、3、4 km海拔处分别按照340、390、440 mm进行隧道-架空接触网绝缘间隙修正,从而确定最小隧道净空高度。该方法可为高海拔地区铁路的电气化设计和改造提供指导,具有工程应用意义。

10kV配电线路单相树线故障选相研究

针对配电网三相电压不平衡发生树-线故障难以准确判别故障相而引发山火的问题,提出了一种基于电压信号突变值和变化趋势相结合的选相方法。在传统三相电压平衡配电网单相接地故障选相理论基础上,搭建了10 kV单相树-线故障试验平台。首先,在中性点不接地、消弧线圈接地欠补偿和过补偿3种情况下进行了多种树木、不同残余电流单相树-线故障试验研究。然后,根据树-线故障时零序电压和各相电压幅值变化特征,定义了故障时刻及故障相识别码,建立了某一相电压有效值的幅值增加最大则其滞后相为故障相的判据。通过故障时刻前后0.1 s内的各相电压平均有效值改变大小对比及相应判据,将生成对应的识别码进行匹配,实现精确快速判别故障相。最后,通过试验验证该方法能够有效解决单相树-线故障相识别问题且不受电压不平衡影响,具有较好的工程应用价值。

站用10 kV系统中性点接地方式对避雷器地电位升安全限值的影响

随着电网容量变大和新型电力系统的发展,站用10 kV系统中性点接地方式发生改变,仍沿用系统中性点不接地方式下避雷器耐受接地网地电位(U_(GPR))升高的安全限值可能会导致避雷器在其他接地方式下出现安全事故。采用电磁暂态程序ATP-draw可以搭建不同中性点接地方式下U_(GPR)反击避雷器的模型,通过校核避雷器在U_(GPR)作用下动作过程中的吸收能量,得到了中性点接地方式对避雷器耐受U_(GPR)安全限值的影响规律:中性点不接地时,避雷器耐受U_(GPR)安全限值为10~23 kV,随线路对地电容变大而减小;中性点经消弧线圈接地时,U_(GPR)在消弧线圈和线路对地电容的串联回路中产生振荡,导致避雷器耐受U_(GPR)安全限值更低,安全限值主要由脱谐度与阻尼率决定,典型值为8~9.5 kV;中性点经电阻接地时,U_(GPR)大部分耦合至高压母线,使避雷器耐受U_(GPR)安全限值更高,并随线路对地电容和中性点电阻的增大而减小,大电阻接地工况下的典型值大于15 kV,小电阻接地工况下的典型值大于25 kV。

基于低频暂态零序电流畸变率的灵活接地系统高阻接地保护

灵活接地系统中,基于稳态故障特征构成的单相接地保护普遍存在耐过渡电阻能力低的问题,并联小电阻投入后该问题进一步突出。文中研究了并联小电阻投入后故障线路与非故障线路低频暂态零序电流中暂态直流分量比值关系,发现暂态直流分量比值仅与对地电容有关。分析了故障线路与非故障线路低频暂态零序电流畸变率之间比值关系,进一步提出了一种基于低频暂态零序电流畸变率的灵活接地系统单相高阻接地故障选线方法。通过比较特定时间窗口内各馈线低频暂态零序电流畸变率的大小实现故障选线,并可准确区分母线故障与出线故障。该方法能够避免零序电压互感器断线与零序电流互感器极性反接的影响,且受故障距离影响小。同时,该方法采用暂态故障特征构成选线判据,有利于克服并联小电阻投入后稳态故障分量微弱的问题,对互感器精度要求不高。最后,通过实时数字仿真和实验平台分别验证了所述方法的准确性和有效性。

故障相桥臂转移接地消弧装置直流侧电压控制方法

为解决传统三相直挂式柔性消弧装置非故障相桥臂承担线电压的问题,提出一种故障相桥臂转移接地的消弧方法。该方法通过开关控制故障相桥臂转移接地,母线电压由故障相桥臂与非故障相桥臂共同承担,三相桥臂共同输出电流,以实现消弧。针对级联H桥直流侧需独立供电的问题,提出分布式电压平衡换流调制方法。该调制方法根据H桥输出状态和电流方向对直流侧电容充放电的影响,有选择地改变H桥的输出状态,进而实现直流侧电压的稳定。使用该调制方法的消弧装置无须在直流侧配备独立供电电源,在消弧过程中能保持H桥直流侧电压稳定。最后,采用Matlab/Simulink仿真软件对所提方法进行验证,仿真结果证明了所提方法的有效性。

基于IHHT‑RF的配电网单相接地故障选线方法

小电流系统发生单相接地故障时故障特征易受高接地过渡电阻、小初相角等弱故障条件影响而导致选线准确率低。为此,提出一种基于改进希尔伯特黄变换—随机森林(improved Hilbert⁃Huang transform⁃random forest,IHHT⁃RF)的配电网单相接地故障选线方法。首先,提取每条线路在故障发生时的电流暂态信号,通过IHHT提取纯净的暂态电气量,构造标准差、能量熵和幅值畸变度3类特征向量;然后,将特征向量输入RF分类器建立故障选线模型,把故障选线问题转化为二分类问题;最后,将测量数据输入RF分类器中得出分类结果,实现故障线路的自动识别。仿真结果表明,该选线方法综合利用暂态信号的幅值、频率和能量等特征信息,不受弱故障条件、馈线结构等因素的影响,能有效提高故障选线的准确率,具有较强的适应性和可靠性。

室外道路照明接地型式的选择分析

通过分析道路照明10kV电源端的接地系统,本文对TN-S系统和TT系统两种接地型式进行了比较和分析,认为类似室外道路照明这些无等电位联结作用的户外场所,低压配电应优先采用TT系统接地型式,可供类似工程参考和借鉴。

现代稳定型氧化锌压敏陶瓷的直流老化研究进展

现代稳定型氧化锌压敏陶瓷的直流老化功耗随时间持续降低,完全不同于功耗不断上升的传统老化现象,给基础老化理论和工程应用均带来了巨大挑战。这种反常的老化现象已经超出了经典离子迁移老化理论的范畴,其非阿雷尼乌斯特征也使实际状态评估和寿命预测难以开展。文中详述了现代稳定型氧化锌压敏陶瓷的直流老化及恢复特征:正向伏安特性在直流老化后存在“交叉”现象;老化过程可逆,试样充分恢复后能达到其未老化状态。离子重排(donorionredistribution,DIR)老化模型可合理解释氧化锌压敏陶瓷的直流老化现象。氧化锌压敏陶瓷的老化功耗取决于界面态消耗与耗尽层离子“U”型分布之间的竞争,前者导致功耗上升而后者有利于功耗降低。稳定型氧化锌压敏陶瓷的势垒界面态在高温、缺氧气氛等条件下不能保持稳定,其原本下降的功耗也能转变为不断上升。此外,广为应用的功耗(泄漏电流)具有显著的电压依赖特性,并不能反映氧化锌压敏陶瓷真实的老化状态,反向老化系数则有望成为一种有效的老化状态表征参数。通过深化现代稳定型氧化锌压敏陶瓷的老化现象、老化机制及状态评估的认识,本文旨在推进我国高性能氧化锌压敏陶瓷生产制造和高端避雷器发展。

新能源风力发电项目66 kV系统应用前景研究

随着“3060”碳达峰、碳中和目标的实施,大容量风电基地将不断出现,未来风电机组单机容量越来越大,集电线路采用66 kV电压等级,由于其在投资和电能损耗方面的优势,将是风电场发展的必然趋势。文章对35 kV与66 kV集电线路的经济性进行分析,以期为相关人员提供参考。

基于XGBoost的配电网高阻接地故障检测方法

配电网高阻接地故障具有电气量微弱、与正常运行工况相似等特点,因此难以检测。针对传统指标阈值法常由经验整定,在复杂环境下适应性较差、灵敏性不足等问题,提出一种基于极端梯度提升(extremegradient boosting, XGBoost)的配电网高阻接地故障检测方法,以避免复杂的阈值整定。首先,通过建立10 kV中压配电系统高阻接地故障的等效模型,获取高阻接地故障和正常运行工况的零序电流数据。然后,在对数据进行归一化处理的基础上,利用XGBoost直接从原始量测信息中学习其与高阻接地故障的映射关系,构建高阻接地故障检测模型,以降低因特征提取产生的误差。最后,大量仿真结果表明,所提方法对高阻接地故障检测具有较好的灵敏性和速动性,并且在噪声和数据缺失等情况下表现出较强的泛化能力。

重复接地技术在临时配电系统中的安全性能与实践应用研究

临时用电作为施工现场的主要危险源之一,对施工过程的安全有着至关重要的作用。重复接地技术在临时配电系统中的安全性能与实践应用研究的目标是提高临时配电系统的安全性能、优化接地设计、提升系统稳定性,并推广重复接地技术的应用,通过近年全国建筑施工安全生产事故数据统计分析,对施工临时配电系统的接地形式进行了深入分析。然后,参照现行相关临时用电安全技术规范,详细阐述了重复接地技术在施工临时配电系统安全性能方面的应用,并提出了重复接地技术施工的具体实践应用方法。

并阻尼谐振接地系统对地参数测量与高阻故障选线新方法

针对谐振接地系统对地参数测量不准确以及高阻接地故障选线困难的问题,提出了并阻尼谐振接地系统对地参数测量与高阻故障选线新方法。基于消弧线圈并联阻尼电阻的投切特性,利用投切阻尼电阻前后零序电压幅值与相位的变化关系,测量系统对地电导与电容参数。在系统正常运行时,通过调整并联阻尼电阻值大小,测量各馈线零序导纳值。在发生接地故障后退出阻尼电阻,测量故障后各馈线零序导纳值,可消除系统参数不对称、互感器采样不同步的影响,主动构造故障前后各馈线的零序导纳相角差,实现故障线路的准确判别。在PSCAD仿真环境下对所提方法进行验证,结果表明:所提方法能够精确测量对地电导与电容参数,测量相对误差不高于0.6%;在不同馈线、不同过渡电阻下发生接地故障时,能准确判别故障线路,耐过渡电阻能力达10 kΩ。

基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法

分布式电源(distributed generation,DG)大量接入使配电网继电保护面临严峻挑战。单相接地故障发生概率大,但故障信息十分微弱,特别是在DG多样化故障输出特性的影响下,有源配电网单相故障定位的准确性常难以保证。为此,提出了一种基于模型识别的有源配电网单相接地故障定位方法。分析了配电网单相接地故障下DG的输出特性,建立了在不同故障位置下有源配电网的正序增广网络,构建了故障位置关于馈线出口以及DG输出电流的函数,建立了配电网单相接地故障位置模型,利用不同故障位置下短路电流矢量占比系数的差异性构建了新的故障定位判据。通过将单相接地故障定位问题转化为故障位置模型系数的求解问题,提高了故障定位的准确性和实用性。理论和仿真分析表明,在不同故障位置、不同过渡电阻下均能准确定位单相接地故障,具有原理清晰、故障特征量采集便捷、灵敏性和可靠性高的优点。

防雷插座电气性能试验方法研究

本文主要对防雷插座电气性能试验方法进行了研究。首先,比较欧洲与北美防雷插座电气性能试验方法标准。其次,分析两个标准在技术内容和试验方法上的差异,提出了防雷插座电气性能试验方法的检测要点和建议。最后,总结了两种测试方法的优缺点,并指出在实际应用中应根据具体需求选择适合的测试方法,以确保防雷插座的性能和质量。

基于频域介电谱曲线分解的氧化锌避雷器老化状态评估

氧化锌避雷器是电力系统的重要组成设备,其老化状态直接关系到对过电压的防护效果,开展氧化锌避雷器的老化状态评估具有重要意义。该文针对氧化锌避雷器内部不均匀老化分布,提出一种基于频域介电谱曲线分解的氧化锌避雷器老化状态评估方法。首先,通过构建氧化锌避雷器介电响应等效电路,研究了氧化锌避雷器频域介电谱分解方法,根据整支避雷器频域介电谱分解可以得到避雷器内部各区域氧化锌阀片的频域介电曲线;其次,利用Havriliak-Negami方程对氧化锌阀片频域介电谱特征参数进行了提取,基于极限学习机建立了氧化锌阀片老化状态评估模型,提出氧化锌避雷器老化评估方法流程;最后,通过多重雷击模拟实验,制备了不同老化状态的氧化锌阀片与避雷器实物样本,对所提老化评估方法进行了分析与验证。结果表明,整支避雷器频域介电谱分解与测试结果的平均误差小于3%,所提方法能够有效地对避雷器频域介电谱进行分解并获取各区域的频域介电谱;针对整支避雷器,该文所提方法对各区域老化状态的评估准确率为93.3%,能够有效地对避雷器进行老化评估。

球形分层大地格林函数的理论推导和数值计算

目前球形分层大地格林函数在理论推导和数值计算方面还存在着较大的困难。首先,通过球形分层电磁理论推导无穷勒让德级数形式的格林函数,并提出勒让德级数权重函数的递推算法。在此基础上,提出求解球形分层格林函数的复镜像方法,将格林函数的无穷级数求和转化为复镜像位函数的叠加,并推导算法的误差上限计算公式,通过算例验证方法的准确性。针对地球尺度级别球形分层格林函数的数值奇异问题和极缓慢收敛特性,提出基于多精度算法的解决方案,进一步证明复镜像法在计算速度和精度上的优势。所提方法能够解决球形分层格林函数的理论和计算难题,为求解地球尺度级别球形分层格林函数提供有效解决方案。

面向环保接地施工的杆塔分支式外延接地网接地特性研究

低碳环保已成为国家的战略和政策导向,输电杆塔在降阻施工时,常采用敷设长距离外延接地极方式接地,造成资源浪费、环境破坏等问题。针对杆塔接地施工环境的复杂性与施工面积的有限性,文中提出输电线路杆塔分支式外延接地网散流降阻结构,实现了接地降阻施工的低碳环保。首先,仿真计算单根外延接地极的有效降阻长度;然后,研究了土壤电阻率、入地电流频率对单分支式和多分支式外延接地网降阻特性的影响规律;最后,分析了不平衡分支式外延接地网的散流特性。结果表明:相比于传统方框带射线型接地网,分支接地极结构比例为1/3的单分支式外延接地网具备更好的降阻特性,并且三分支式外延接地网的接地施工面积更小,不平衡分支式外延接地网有助于进一步降低主接地网的散流密度。

基于综合序分量的柔性直流交流送出线路单相接地距离保护

在柔性直流换流器故障电流相位受控特性的影响下,传统距离保护在柔性直流交流送出线路发生单相经过渡电阻接地故障后易出现不正确动作行为。文中分析了柔性直流交流送出线路单相接地故障时的电气量分布规律,利用柔性直流交流送出线路单相接地故障期间换流站侧负序电流受抑制的新特征,提出一种基于综合序分量的新型单相接地距离保护。所提保护方案从理论上消除了过渡电阻的影响,可基于单端量准确计算故障位置。此外,该保护也适用于柔性直流并网于弱系统场景。最后,通过仿真验证了所提保护方案的有效性。

基于凝聚层次聚类的接地网定向支路减维腐蚀诊断优化方法

为了更有效地对接地网水平支路导体的腐蚀故障情况进行诊断,采用模型仿真方法对基于电网络理论的接地网腐蚀诊断方法进行分析,针对现有接地网腐蚀诊断模型存在的缺陷,提出了一种基于凝聚层次聚类的接地网定向支路减维腐蚀诊断优化方法。该方法通过分析恒定直流激励下接地网各支路电阻变化对于端口的灵敏度规律,利用支路端口灵敏度对接地网可及端口进行凝聚层次聚类,以选出最优端口测量组合;然后采用定向支路减维方法对各端口电阻方程进行支路筛选,将灵敏度低于判定阈值的导体支路划为未知支路,高于判定阈值的导体支路划为健康支路,以降低腐蚀诊断模型的病态程度和计算维度。在某模拟变电站接地网上对该方法进行了仿真验证,结果显示优化后的整体诊断相对误差仅为3.07%,远小于普通接地网腐蚀诊断的6.74%,证明该方法能显著提高接地网腐蚀诊断精度,可为接地网腐蚀诊断提供理论指导。