基于广域信息分析的智能配电网故障自愈技术研究

针对传统电网接地故障检测和自愈方法存在识别速度慢且精确度较低的问题,文中结合信号广域信息提出了一种配电网故障自愈方法。该方法构建了单相接地故障模型,并将零序电流作为分析的对象。将零序电流信号分解为时域、频域以及小波域分量来作为广域特征向量,并采用随机森林算法对其权重进行分类,利用LightGBM算法对分类后的广域特征向量加以训练,进而得到故障预测结果。在仿真测试中,所提算法能够抵抗过渡电阻与初始相位角变化对预测结果的影响,且其故障分析准确率的平均值为98.9%,在对比算法中为最优,表明该算法可为配电网故障自愈提供有效的技术支撑。

页岩油电驱设备面临的供电问题及解决策略

国内某页岩油示范区已进入规模开发阶段,对钻机和压裂机组的需求量较大,目前面临用电难、电驱钻井和压裂作业难以开展的问题。通过对电动钻机和电驱压裂机组的用电需求分析,单部电动钻机需要的供电容量达3710 kVA;单套电驱压裂机组需要的供电容量达38061 kVA。结合区域已建电力系统现状,指出现阶段示范区电力系统的供电能力严重不足,供电容量只能以满足机采设备和站场设备用电为主,也可兼顾部分电动钻机用电,但是与电驱压裂用电需求的容量相差甚远。对电网而言,电动钻机和电驱压裂机组均属电能质量干扰源,设备接入系统会明显影响供电质量和电网安全稳定运行。此外,施工供电设备多次接入电网或从电网脱离,也会增加调度管理难度。为了改变这种不利局面,提出两种供电问题解决策略:一是积极促进电网增容和升级,改善供电条件,为现场扩大电气化施工作业规模奠定基础;二是利用页岩油伴生气量较大的优势,建设燃气发电站和配电网,缓解电网供电压力。建议策略一优先采用,策略二可作为策略一的有益补充。

大型城市电网负荷激增区域的源荷平衡方法研究

对于大型城市电网负荷激增区域的源荷平衡处理,往往采用协调调度的方式达到平衡的目的,但负荷变化的不确定性,严重影响了平衡方法的调度效果。针对这一情况,提出大型城市电网负荷激增区域的源荷平衡方法。依据负荷激增区域的负荷特性,以日前时间尺度和日内时间尺度作为分界线,搭建源荷实时调度框架,在此框架下制定源荷平衡的控制策略;并建立源荷平衡调度模型,对模型进行求解,得到的最优解即为最佳平衡方案。算例分析结果表明:提出的源荷平衡方法负荷调度效果好,能保证较高水平的能源利用率,整体适应性良好。

广域分布式光伏接入电网极限承载力估计模型

为避免电力网络运行过程中电信号过量负荷行为的出现,设计广域分布式光伏接入电网极限承载力估计模型。在分布式光伏回路中,根据熔断电流求解结果,统计电量潮流水平,完成广域分布式光伏接入电网的潮流量计算。根据计算结果,获取动态配电参数,依据该参数的取值结果,确定电信号参量的极值负荷区间,联合极限绕组负荷条件,推导预估表达式,实现广域分布式光伏接入电网极限承载力估计模型的设计。实验结果表明,在电信号输出功率不超过额定数值水平的情况下,上述模型对于电网极限承载能力的预估准确率达到了100%,可以有效避免电信号过量负荷行为的出现,符合实际应用需求。

核电厂及周边辐射环境航空监测空地比对方法研究

核电厂辐射环境航空监测中进行空地比对是验证航测数据质量好坏的重要手段和方法,本次采用面积网格法,在研究区内的第四系沉积物区、基岩地层区和偏离测线及海陆交汇区域,选取多个监测点位开展空地比对分析,研究地面测量方法的有效性及位置选择的合理性。结果显示:第四系沉积物区监测比对点相对偏差在-8.8%~9.7%之间,基岩地层区监测比对点相对偏差在-9.1%~15.8%之间,偏离测线和海陆交汇区域比对点相对偏差在3.0%~44.3%之间。研究表明:面积网格法在辐射环境航空监测的空地比对研究工作中具有较好的应用性;在第四系沉积物区、基岩地层区域开展空地比对研究效果较好,可作为辐射环境航空监测空地比对地面选点的依据;受较多因素影响,偏离测线和海陆交汇区域比对效果较差,后续开展相关空地比对工作要重点研究和考虑。本次研究可为核设施辐射环境航空监测技术研究提供参考思路,也可为准确分析核设施及周边辐射环境变化趋势、核素迁移规律、核事故应急响应提供基础数据研究分析方法。

农网台区线路异常的自适应DBSCAN-PNN诊断方法

新型电力系统建设背景下,线路异常诊断对于实现农网台区的线损管理和线路健康状态评价意义更为显著。针对当前农网台区缺少数字化线路异常诊断手段的问题,提出了一种基于自适应DBSCAN-PNN的农网台区线路异常诊断方法。首先,获取异常用户的虚拟回路阻抗计算结果;其次,采用K近邻方法自适应选取DBSCAN参数,并结合各类阻抗异常形成的专家先验知识规律,构建典型农网台区线路异常样本数据集;进一步将样本数据集按照一定的比例拆分为训练集和测试集,送入PNN分类模型中进行训练与测试,输出典型异常分类结果。最后,以某地区4类典型异常案例为基础进行案例分析,结果证明该方法异常诊断准确率能够快速实现典型农网台区线路异常诊断的快速精准识别,辅助支撑农网台区线损的精益化运维管理。

基于台区融合终端的分布式储能型光伏并网电能质量研究

为解决并网光伏发电系统电能质量波动问题,提出了基于台区融合终端的光伏储能并网电能质量系统设计方案。分析了分布式储能型光伏并网的基本框架,说明了电能质量监测的基本参数。设计了台区融合终端电能治理方案,分为融合终端配合储能系统电能治理、融合终端配合储能PCS电能治理和融合终端配合智能光伏隔离开关电能治理3种方案。针对电池储能PCS系统进行设计,说明了智能光伏隔离开关的主要技术原理和微应用总体架构。最后针对某地区电网实际光伏并网进行应用分析。

低压配电台区拓扑自动辨识技术研究

文章围绕配电物联网台区拓扑自动识别技术的有效性进行了深入研究,开发了一款测试平台,通过实验和理论分析,测试了多种拓扑识别算法在不同工况下的表现,并对比了各算法的优势和局限性。测试结果发现,分布式光伏接入、SVG无功补偿、充电桩接入等因素会对拓扑识别准确性产生影响;同时,随着拓扑结构的复杂化,识别所需时间增加,但现有算法仍能满足实际应用需求。此外,还探讨了基于“有功电流注入+频域检测”的技术路线,该技术在测试中表现出较高的准确率和良好的适应性。

基于常规扰动数据的电网分区及惯量在线辨识方法

鉴于电力系统转动惯量在大规模新能源接入后可能随运行场景变化而波动的问题,为满足电网安全稳定运行的要求,定期监测电力系统的等效惯量是必要的。因此提出了一套基于电网常规随机扰动数据的区域惯量辨识方法,首先提出采用总体最小二乘-旋转不变技术的信号参数估计算法对电网不同母线频率振荡成分进行提取,并根据提取结果对电网进行分区,以提升区域边界联络线功率波动监测数据的信噪比;然后提出利用子空间辨识算法对区域惯性中心频率与功率不平衡量之间的动态关系进行辨识,进一步计算区域惯量等参数。最后以IEEE 39节点系统为例,验证了所提基于分区结果进行惯量辨识方法的有效性。

光伏发电系统在石油化工企业的应用与探讨

介绍了某石油化工企业新建变电所工程的应用案例,对项目中光伏组件安装面积、光伏发电量和减碳排放量的计算以及接网设计等关键性问题进行了研究,并对投资成本回收期进行了分析。研究过程:首先,对屋顶光伏组件有效安装面积进行“阴影”分析,确定光伏组件安装可利用面积;其次,考虑前排光伏组件对后排的阴影遮挡情况,进行光伏组件布置,确定光伏组件安装数量;然后,进行光伏发电量的计算、减碳排放量的计算;最后,根据光伏发电站安装总容量确定接网电压等级,进行接网设计。结果表明:光伏发电系统首年发电量约为10857 kW·h,首年减碳排放量(以CO_(2)计)为8.48 kg/(m^(2)·a);按照商业电价0.8元/(kW·h)计算,综合考虑运行、维护、设备衰减等因素,该项目约6.5 a实现成本回收。

黄土干旱区电网工程水土流失机理及其治理方法研究——以宁夏地区为例

选取干旱风沙区与黄土丘陵区为研究区域,基于风力侵蚀和水力侵蚀2种主要侵蚀模式,通过试验分析研究了电网工程水土流失的影响因子及其主要机理;采用土壤肥力提升技术及土壤保墒技术相结合的方式促进植被恢复,系统性提出了适用于宁夏地区的水土流失治理方法,为推进宁夏地区电网生态高质量发展提供了理论支撑。

基于GIS的河南省电网工程地质灾害风险区评价研究

地质灾害危险性评价是电网工程规划选址的重要组成部分,因此针对影响河南省电网工程建设和安全运行的地质环境因素特点,选取了坡高、坡度、坡面斜率、岩土体类型、河网水系、地质构造、地震峰值加速度、植被指数、矿山分布、路网密度、年降雨量、降雨强度及灾点密度13个因素作为评价指标,并利用人工网络分析方法确定了各因素的权重。在此基础上,利用GIS的多因素空间拟合功能,得到河南省电网工程地质灾害风险区评价图。结果表明,河南省大部分地区为无风险和低风险区,地质灾害不发育,适宜电网工程的建设,河南省地质灾害多发区主要分布在南部太行山脉、豫西和豫南地区。研究结果可为河南省电网线路规划和防灾减灾工程提供一定的理论依据和科学指导。

通过台区线损率变化及时发现和消除低压电网漏电隐患

低压线路和设备漏电不仅造成供电企业直接经济损失,更可能对电网运行和人身安全构成威胁,通过系统监测低压台区线损率的变化,根据不同的变化规律,分析研判并快速排查治理不同类型的低压电网漏电隐患,可以及时发现问题,消除潜在安全风险,此方法在近年的实践中取得明显成效。

基于Lawson算法的电力系统运行方式规则自动生成方法

电力系统运行方式计算是电网调控运行的重要依据。当前运行方式规则均依靠人工制定,在新型电力系统复杂多变的运行场景下,人工制定效率是制约电网安全经济运行的关键问题之一。为此,该文提出一种基于Lawson算法的电力系统运行方式规则自动生成方法。首先,提出仿真样本空间描述方法,采用断面功率外空间与稳定特征内空间相结合的方法,定量描述样本的安全运行特点。然后,基于Lawson算法搜索得到电网安全运行区域样本,实现样本在断面功率外空间中与失稳样本分离开的目标,为制定运行方式规则提供有效样本集。最后,利用断面功率超平面方程组描述完整的电网安全运行区域,进一步利用断面功率空间立方体反映断面功率运行限额,生成断面功率空间立方体组形式的运行方式规则。以IEEE-39节点系统和我国某区域电网系统算例验证该文方法。算例分析结果表明,所提方法可根据调度人员需求生成任意断面的功率控制规则,大幅度提高规则制定效率。

基于数据多重模糊过滤的电网信号弱区域通信系统设计

当前的通信系统在电网信号弱区域对干扰信号的过滤能力较差,通信稳定性较差。针对上述问题,设计基于数据多重模糊过滤的电网信号弱区域通信系统。硬件设计以激励器为核心,通过COFDM编码单元建立多径干扰。选用I/Q调制器和模数转换实现信息校正,通过时钟同步模块内部的时钟频率信号保证信号同步。系统的软件利用数据多重模糊过滤技术,分析通信信号属性关联度,判断信号关联度,得到弱电区域性质阈值,分析信号关联,与阈值比较,完成模糊过滤,过滤掉干扰信息。实验结果表明,所设计系统能够有效提高干扰信息和冗余信息的过滤效率,提高通信过程的稳定性。

电力系统宽频测量装置技术规范解读及应用展望

高比例新能源和高比例电力电子设备的接入,产生了大量间谐波信号,并引发一系列宽频域振荡事件,严重影响了电网的运行安全,现有测量技术局限于工频信号测量,无法实时监测宽频振荡等间谐波信号。文中以《电力系统宽频测量装置技术规范》发布为契机,介绍了宽频测量技术的提出背景、装置功能定位及相关术语定义,从宽频信号的采样频率、数据测量、宽频振荡监测、数据传输以及数据录波等方面讨论了宽频测量装置的功能和性能,论述了装置工程应用的方案、应用场景和应用展望,总结了标准制定中存在的问题及下一步研究方向,为宽频测量装置的工程应用提供指导和参考。

粤港澳大湾区电力互联规划研究

2019年初出台的《粤港澳大湾区发展规划纲要》明确提出加强周边区域向大湾区以及大湾区城市间送电通道等主干电网建设,完善城镇输配电网络,提高电网输电能力和抗风险能力,保障大湾区远景电力安全可靠供应。因此,在总结大湾区电力发展及未来面临挑战的基础上,分析了湾区电网未来的发展需求,并提出粤港澳大湾区电力互联规划方案设想和相关建议。

智能电网继电保护的关键技术分析

基于物理性电网,智能电网实现了计算机技术、现代通信技术等的有机结合,属于新型电网模式。在智能电网大环境下,应当高度重视继电保护技术的变革,平衡需求侧与供给侧,发挥新工艺、新材料设备及新技术的应用优势,促进传统电网升级,推动电网持续健康发展。基于此,文章阐述了继电保护的特点,以及智能电网中的继电保护核心技术,包括智能传感技术、保护重构技术、广域保护技术、网络通信技术、仿真及控制决策技术的应用,以期促进智能电网的安全稳定运行。

混淆查询区域下的电网多维数据聚合查询方法研究

为了降低电网多维数据查询的缺失率,研究了混淆查询区域下的电网多维数据聚合查询方法。在用户兴趣生成混淆查询区域,从生成的查询轨迹数据中收集邻接近点信息,并与查询目标保持安全距离。计算实际电网用户密度与查询样本的混淆程度,以保护数据聚合时的用户隐私。在向量化处理关键字和数据对象后,完成关键字词的匹配查询,以控制数据查询的缺失率。在此基础上,构建了多维数据聚合查询的控制树,量化评估了多维数据,以减少多维点查询的响应用时,实现了高隐私行业的电网数据聚合查询。仿真结果证明:该方法在不同数据查询缺失率下的查询结果始终保持在35个类型;多维点查询的平均响应用时最短为38.2 s。该方法数据查询过程中需要的节点成本更低、查询性能更好。

物联网模组PCB技术演进与流程设计改善

物联网时代的到来促进了广域低功耗网络的快速繁荣。当前NB-IOT模块可支持多网络模式,可提供语音、短信、通讯簿、2.4G/5G WiFi、蓝牙和GPS等等功能。NB-IOT模块设计的核心出发点是将主板和模块分开,把CPU等器件集中在模组小板,最终降低系统整体成本。本文重点分享用于物联网的功能模块PCB技术衍化,制作流程、技术问题和解决方案。