基于MCS-SBL算法的配电网故障定位方法

配电网拓扑结构复杂,传统方法往往需要大量测点信息且难以实现快速有效的故障定位,本文提出基于少量测点信息的故障定位方法。首先,利用等效原理建立一个欠定的故障节点电压方程;其次,利用多重测量向量模型的贝叶斯压缩感知算法求解方程,根据重构稀疏电流矩阵的非零元素位置求解故障区域,实现故障定位;最后,在IEEE33节点配电系统上进行仿真实验,结果表明,所提方法仅需要少量测点的故障前后正序电压分量便可有效定位故障,计算速度较快,并且基本不受故障类型、过渡电阻的影响,同时适用于单故障和多重故障的场景,具有较强的抗噪能力。

植被尺寸对导线触树高阻接地故障特性的影响研究

针对植被尺寸对导线触树高阻接地故障(THIF)特性影响规律不明确、引燃难以预测的问题,本文深入分析了THIF故障过程中引燃现象及泄漏电流的变化规律。探讨了不同植被尺寸与泄漏电流之间的关系,并研究了植被尺寸对树线接触位置电弧放电特性的影响。在此基础上,推导了植被尺寸参数与泄漏电流之间的数值关系,并建立了综合考虑植被直径和长度的明火时刻泄漏电流预测模型。研究成果可为配电线路走廊植被管理及山火防治提供重要依据。

大规模光伏经柔性直流送出系统交流侧故障穿越特性分析及参数优化

为研究大规模光伏经柔性直流送出系统交流侧故障对系统故障穿越期间直流电压、有功功率等的影响,提出了基于等效受控电流源模型的建模分析方法。首先,定性分析了大规模光伏经柔性直流送出系统交流故障穿越特性,将送端交流侧故障对柔性直流系统直流电压的影响间接转化为系统有功功率特性研究。然后,基于故障期间光伏侧逆变器和送端换流站运行控制特性建立了全系统等效受控电流源模型,探究了光伏侧逆变器电流设定值和送端换流站电流限幅值对有功功率传输特性的影响,进而提出了故障期间光伏侧逆变器和送端换流站电流参数的优化设计方法。最后,通过PSCAD/EMTDC仿真验证了所提方法的有效性。

计及拓扑结构变化的分布式自适应电流保护方法

针对配电网络重构、线路拓扑关系发生变化导致保护误动或拒动的问题,提出一种自适应电流保护方法,该方法由智能终端实时获取配电线路的拓扑关系,自适应调整保护定值,实现自适应保护和故障自愈功能。该方法可减少配置维护工作量,提高配电网的可靠性。为了实现互操作性,建立了基于IEC 61850标准的分布式自适应电流保护相关的逻辑节点,构建了分布式自适应电流保护应用的信息模型,以期能为现场应用提供一定的参考。

不同坐标系下六相PMSM单相开路容错MPC控制

目的目前六相永磁同步电机单相开路故障的模型预测容错控制的研究已逐步成为热点,本文将对α-β和d-q2种坐标系控制下的故障机理进行对比分析,并对比不同坐标系中下正常和故障容错运行模型的控制效果。方法基于矢量空间解耦坐标变换矩阵不变原理,对A相开路进行故障模型的理论计算分析,分别在α-β和d-q这2种不同坐标系中对其进行模型预测控制容错建模。最后在MATLAB/Simulink中对2种坐标系下的电机正常运行和故障容错运行中的工作性能采用相同电机参数进行实时仿真。结果仿真结果显示,正常运行时,2种坐标系下总谐波失真(THD)值分别为2.09%和2.77%;故障运行时,d-q坐标系下的THD值比α-β坐标系小了13.15%;容错运行时2种坐标系下的THD值分别为1.19%和1.79%。结论从仿真结果可以看出,d-q坐标系控制下的电机在故障时具有更稳定的性能,而在正常和容错运行状态下,2种坐标系下的控制效果几乎等效。

基于MPCC的PMSM电流传感器故障诊断与容错控制

针对电流传感器在永磁同步电机系统运行时发生的故障,提出一种基于模型预测电流控制的电流传感器故障诊断与容错控制方案。控制器依次遍历8种电压矢量,得出下一周期最优预测电流,并与下一周期的实测电流比较,以实现快速诊断。利用预测相电流代替故障相电流实现故障后的容错控制。仿真验证了系统在电流传感器突发故障时诊断与容错方法的有效性与可行性。

一种体现构网型控制特征的柔性直流机电暂态改进建模方法

总结柔性直流采用构网型控制呈现的新特性并提出相应的机电暂态建模方法。通过分析,提出构网型控制替代跟网型控制给柔性直流带来的主要变化是:电压源支撑,故障穿越切换措施以及电流限幅方法。相对应的,构网控制型柔性直流机电暂态模型是对跟网控制型柔性直流模型的改进,包括将换流器与交流网络的接口由传统的一个交流仿真步长内的平均功率改为平均电压;增加故障穿越措施切换逻辑以及增加基于用户自定义的电流限幅措施。通过交直流间接口方法仿真对比,以及机电、电磁暂态模型故障模拟验证所提模型的有效性。该模型能高精度模拟构网控制型柔性直流在交流电网中的动态行为,具有良好的应用价值。

基于光纤光栅的配网故障定位仿真模型研究

针对配电网环境复杂,监测的数据容易受到干扰或丢失,从而影响最终的故障定位准确性的问题,文中提出了一种基于光纤光栅技术的配电网故障仿真模型。该模型利用光纤光栅电流传感器来收集电流数据,发挥抗干扰性强、数据不易丢失等优点,通过电流波动来判断故障位置。利用该方法,从源头上提高监测的数据质量,依靠安装在配电网线路上的光纤电流传感器采集电缆中电流,当输电线路上某点发生故障时,计算出故障点相邻的前后两个光纤电流传感器检测到电流波动差值,通过阈值比较来实现故障位置的快速定位。该模型成功应用于某两个供电局,故障判断的准确率达到了98.89%,还考虑了无法确认故障是否真实发生的情况,具备良好的实用性及准确性。

U/f控制微电源的故障控制策略和故障模型分析

逆变型微电源的控制策略对其故障响应具有重要的影响。为了解决微电网的保护问题,有必要对这类微电源的故障控制策略进行深入研究。该文根据U/f控制微电源(U/f controlled micro source,U/f-MS)在故障条件下必须满足的电流和电压约束推导出U/f-MS的理想参考电压,能够在保证设备安全的前提下尽可能高地提升微电网的正序电压。考虑到实际应用可能对负序电压提出的要求,文章进一步给出了参考电压幅值的修正步骤。为了使U/f-MS快速平稳地度过故障暂态从而实现预期的控制目标,该文提出了一种分阶段的控制策略并通过Matlab仿真验证了该策略的有效性。最后,建立了U/f-MS的故障稳态模型,结合对称分量法可迭代计算其故障稳态响应,计算与仿真结果对比验证了模型的正确性。

计及GSC电流和控制策略的DFIG稳态故障电流计算模型

电网故障情况下,双馈风电机组(DFIG)的故障电流特性非常复杂,特别是DFIG的撬棒保护未动作时,其馈入电网的故障电流与其所采用的低电压穿越控制策略以及网侧变流器(GSC)特性等因素有关。为满足含DFIG的电网故障分析和保护整定计算的需求,针对DFIG的几种典型低电压穿越控制策略,分别建立了计及GSC电流影响的DFIG统一稳态故障电流计算模型,并通过数字仿真验证了所提出的故障电流计算模型的正确性。

高低压电网保护接地网互联影响的分析

根据保护接地网互联特点,通过建立等效电路模型,提出了保护接地网电流和电压分布的数值计算模型,给出了仿真计算结果.结果表明,高压侧发生接地故障时将引起低压侧接地极对地电压的升高,从而影响低压电网的安全性能.

基于变压器模型的新型变压器保护原理的研究

针对变压器电流保护多年来一直存在的区分励磁涌流和内部故障电流的难题,该文阐述了基于变压器模型的新型变压器保护方案的基本原理,推导出了基于该原理的两绕组和三绕组变压器的动作方程,提出了变压器保护方案。该方案不受励磁涌流的影响,并且避开了变压器难以得到的内部参数。仿真试验结果表明该方案能够可靠、迅速的切除变压器内部故障。

无线传感器节点模块级故障诊断方法的研究

为了快速检测出无线传感器网络(WSNs)节点故障的位置和诊断产生故障的原因,设计了一种WSNs节点故障在线状态监测器,分别对WSNs节点中的供能模块、传感器模块,处理器模块和无线通信模块的工作状态进行在线监测。提出了一种基于无线通信模块电流模型的故障诊断方法,利用BP神经网络对无线通信模块不同状态下的故障诊断参数进行动态调节。经过对节点实际运行数据的采集、分析、建模与实验,结果表明:当WSNs节点出现故障时,诊断系统能够自动定位WSNs节点中故障发生位置,并提示故障产生的原因。此外,本故障诊断方法不需要额外辅助节点或测试整条无线连通路径,就能检出无线通信模块的多种类型故障,且故障诊断结果精度较高。

广东交直流混合电网的运行稳定性研究

建立了包含广东220kV及以上电压等级系统和主要互联省网等值系统的详细机电暂态仿真模型,在BPA平台上对2005年处于多回直流馈入交直流混合运行状态的广东电网的运行稳定性问题进行了全面测算和分析。通过计算广东电网的各逆变站在不同运行方式下的短路比分析了广东电网作为直流受端系统的强度。通过负荷中心附近发生单重和多重故障时的暂态稳定计算,分析了多个逆变站同时发生换相失败的可能性及其对广东电网安全稳定性的影响。通过区内外多重故障后果的对比分析,指出了广东电网的薄弱环节,并提出了相应的控制对策。

超导限流储能系统的建模与优化

超导限流储能系统(SFCL-MES)是将超导储能系统与桥路型超导限流器集成起来实现的, 二者共用一个超导磁体。文中分析了SFCL-MES的集成建模与优化的原理。根据SFCL-MES的 限流集成原理,提出了它的限流集成模型。基于SFCL-MES在故障限流时的动态拓扑分析,建立 了它的动态数学模型。在此基础上,根据不同的优化目标,建立了相应的优化模型,并对优化结果 进行了比较分析。最后对于SFCL-MES集成后可以减小超导磁体容量的原理进行了讨论。

考虑暂态稳定指标的负荷经济分配新算法

基于最大可调裕度和暂态安全代价的概念 ,给出了考虑暂态稳定性的负荷经济分配模型及其算法。该方法用高阶泰勒级数快速仿真故障轨迹 ,在求得暂态能量的同时计算暂态稳定裕度对控制变量的灵敏度 ,并用于负荷分配。试验算例证实了该方法的有效性。由于暂态稳定问题的非线性 ,如何处理多故障场景和合理分摊暂态安全费用有待进一步研究。

基于关键因子和辨识技术的光伏并网系统短路电流建模

为了提高光伏并网点短路时光伏系统输出短路电流计算准确性,提出以电压跌落程度n和光伏并网逆变器输出有功p及电网电压正序分量u^+三个特征量为关键因子,分析推导三个关键因子与光伏并网逆变器输出电流峰值Imax的关系。采用光伏并网逆变器输出对称三相正弦交流电流为控制目标的电压功率控制策略,基于系统辨识技术,建立光伏并网逆变器输出短路电流模型并辨识其相关参数。运用求和算法,获得近似的光伏并网发电系统输出短路电流模型。基于MATLAB编程软件验证了所建模型的正确性。同时与PSCAD/EMTDC搭建的恒功率控制仿真模型对比分析论证了该模型能较准确反映光伏并网发电系统输出短路电流的大小。

电网不对称故障下光伏逆变器预测控制方法

以光伏并网逆变器在电网不对称故障下的控制策略为研究对象,建立了并网逆变器在电网发生不对称故障时的数学模型,并对功率特性进行了分析,进而提出了电网不对称故障下基于模型预测电流控制的光伏并网逆变器控制策略,并在PSCAD/EMTDC平台上分别进行了以抑制有功功率波动为目标和抑制负序分量电流为目标的仿真实验。研究结果表明,模型预测电流控制方法能够使逆变器的输出电流迅速地跟随参考电流指令,具有良好的动稳态特性。在电网不对称故障下,不需要电网电流进行相序分解便可以实现对各序电流的有效控制,能够抑制三相电网电压不对称所引起的有功功率波动和负序电流,该方法控制算法简单,数字信号处理实现容易,在光伏逆变器的控制中具有工程价值。

低压交流电线故障电弧模型研究

研究低压交流电线故障电弧模型,对检测低压交流电线故障电弧很必要。文中对Schavemaker模型进行理论分析并进行简化。利用MATLAB软件构建电弧模型,对简化的Schavemaker模型和Mayr模型进行仿真比较,分析简化的Schavemaker模型仿真得出的电弧电流具有更明显的电弧电流零休区,较高di/dt和奇次谐波幅值。最后进行串行和并行电弧实验,实测波形和仿真波形进行比较,验证了仿真结论。结果证明简化的Schavemaker模型适用于低压交流电线故障电弧模型研究。

考虑灵活控制策略及电流限幅的逆变型分布式电源故障模型

随着分布式电源(distributed generator,DG)的大规模接入以及并网规约对DG低电压穿越能力的要求,分析DG对故障电网的影响成为一个十分重要的问题。为了得到采用恒功率控制模式的逆变型DG在电网故障条件下的故障模型,首先对DG的控制原理进行了简要分析,然后根据瞬时功率理论和DG输出电流的基本约束推导出DG的通用电流参考信号表达式,调节其中的参数即可实现灵活的控制策略,同时保持DG瞬时功率的平均值对功率参考值的跟踪。在通用电流参考信号表达式的基础上,文章进一步提出了在DG电流限幅条件下功率参考值的计算方法,最后通过Simulink仿真验证了所提出的DG故障模型和限流算法的正确性。