智能分布式FA终端在异常情况下的处理措施

在配电网自动化的馈线自动化方案中,智能分布式FA是目前最为快速的一种就地型馈线自动化方案。但配电网现场环境复杂多变,各厂家的FA方案在异常情况下很难有效工作。因此,提出了一种在异常情况下的FA方案,详细阐述了该方案在异常情况下继续工作的原理,包括继续故障隔离和供电恢复。结果表明,该方案具有良好的适应性。

考虑分布式电源的电压时间型FA失压判据研究

“双碳”背景下,随着DG(分布式电源)接入农村配电网比例的不断增加,传统电压时间型FA(馈线自动化)会出现分段开关失压分闸失败问题,导致开关动作逻辑错误,无法正确隔离故障区段。针对DG的电压支撑能力和故障电流幅值受限特点,分析了DG接入对农村配电网电压时间型FA双侧失压分闸功能的影响,研究了基于DG装机容量的失压分闸判据整定方法。最后,在仿真模型中验证了所提方法的正确性。

基于贝叶斯优化LightGBM算法的主动式搜索时间调整方法

针对5G配电终端延迟波动较大导致保护闭锁的问题,提出一种基于贝叶斯优化LightGBM算法的主动式搜索时间调整方法。该方法以无线通信终端延迟波动历史数据以及温度、日期时间等特征变量为输入,对延迟进行预测并动态调整设备参数。首先,对原始特征变量进行特征工程预处理,然后同历史延迟数据一并通过LightGBM算法进行数据的拟合,在训练过程中引入贝叶斯优化算法进行参数寻优,并利用最终加权组合,结合终端实时监测延迟进行预测值的调整,最终实现5G终端延迟的高精度预测。以河北南网某5G配网试点的数据进行训练与验证,结果表明所提方法能有效实现延迟预测,较随机森林回归,XGBoost等算法有更高的预测精度。

集中式馈线自动化配电网供电可靠性评估

计及集中式馈线自动化的配电网可靠性评估尚存在较多研究空白,且多数研究仅计及故障停电的影响,在考虑预安排检修容量约束的情况下,计及负荷转供影响,结合馈线自动化的类型及运行逻辑,依据馈线自动化相关技术指标,对恢复供电过程中出现的负荷点进行详细分类,推导出不同类型负荷期望恢复供电时间和配电网供电可靠性指标计算公式。结合算例进行分析可知,不同终端配置下馈线系统平均停电持续时间SAIDI可减少0.95~1.08 h/(用户·a),说明了优化终端配置可有效提高配电网供电可靠性,证明了所提评估方法的准确性和实用性,并比较了不同终端配置对可靠性的影响。

基于RTLAB虚实结合的馈线自动化测试

针对馈线自动化的功能测试问题,为避免配电终端接入实际配电网进行测试实验可能对电力系统的安全运行造成不利影响,同时为了提高测试的灵活性、效率性和正确性,文中提出了一种虚实结合的馈线自动化测试方法,利用RTLAB(Real Time Laboratory)实时全数字仿真器搭建配电网并模拟故障运行,设计具备保护、重合闸、就地式FA(Feeder Automation)功能的仿真型虚拟配电终端用于开展RTLAB实时仿真器与物理模型硬件在环仿真研究。文中设计的基于高性能线性功率放大器的接口实施方案被测配电终端接入测试系统形成闭环,构建了虚实结合的馈线自动化仿真测试环境。通过开展基本故障处理能力测试和容错能力测试的硬件在环仿真实验,验证了接口装置的准确性,同时验证了测试平台的有效性。

基于零信任的馈线自动化5G网络访问控制方法

针对能源物联网背景下,5G场景下的馈线自动化系统网络安全边界模糊、合法终端被利用作为跳板攻击内网的问题,文章提出一种基于零信任的馈线自动化5G网络访问控制方法。首先,选取能准确反映5G场景下馈线终端特性行为的数据作为信任评价指标,使得馈线终端信任值计算更加可靠;其次,采用多元线性回归模型预测馈线终端的信任值,并提出被访问资源的信任阈值计算方法;最后,根据馈线终端信任值与被访问资源的信任阈值进行访问决策,实现了更细粒度的访问控制。实验结果表明,相较于随机森林模型、支持向量机模型和径向基神经网络模型,多元线性回归模型在信任值预测准确性方面具有优势,并且其信任值预测时延能够满足馈线终端间对等通信对时延的要求。

基于GOOSE的智能分布式FA故障自愈研究

随着分布式电源和微电网不断接入配电网,传统的就地式馈线自动化(FA)和集中式馈线自动化存在故障恢复时间长、灵活性差等问题,使得供电可靠性降低。为解决上述问题,研究了一种依托于GOOSE服务的智能分布式FA故障自愈实现方案。在分析了故障定位、故障隔离以及非故障区域的供电恢复的整个自愈过程后,根据智能分布式技术对通信的要求,给出基于GOOSE服务的信息交互过程。针对故障自愈过程,研究了系统的工程配置,并对智能终端的信息建模。最后,应用到具体配电网结构上,验证了该方案的有效性。

基于5GLAN技术的配网智能分布式馈线自动化系统实用方案

为解决配电网智能分布式馈线自动化系统现有光纤通信方案存在建设成本高、运维困难及可拓展性差等难题,文章利用5G LAN全互联二层通信高可靠低时延网络技术,提出基于5G LAN技术的配电网智能分布式馈线自动化系统快速对等通信和组网实用化方案。文章围绕5G LAN适配应用、网络拓扑、业务通信指标等几个关键方面进行分析,开展实网试验验证,验证结果表明5G LAN通信技术满足智能分布式馈线自动化系统应用要求,可以快速、精确地切除故障,实现故障自愈,对提高配电自动化系统的智能化数字化运行水平和供电的可靠性有较高的实践应用价值。

成都配电网故障处理与大规模集中FA深度应用

随着城市发展和供电服务需求水平的提升,配电自动化系统(DAS)作为支撑配电网运维和调控业务的一种有效技术手段,其重要性越来越被人们所认识,而对于城市复杂的供电环境以及可能频发的配电网故障,馈线自动化(FA)功能更是不可或缺。目前国内在运用DAS/SCADA功能方面已经取得较多实用化成果,但FA功能尚未达到设计预期,技术和运用难题较多。针对成都配电网故障特点和应用需求,详述成都三年来集中模式FA大规模建设、深度应用路线、经验及其效益特征,有助于推进国内FA研究和实用化进程。

混合注入测试法FA现场测试在常州的应用

馈线自动化现场测试是配电自动化系统验收阶段的重要环节。采用混合注入测试法可以有效提高该环节的测试效率,显著减少对测试人员和测试设备的需求。文章首先系统阐述了该测试方法的主要内容以及测试系统的架构和功能。然后以常州某地区的配电自动化系统现场测试为例,详细介绍了混合注入测试法的测试步骤,实例验证了该方法的有效性。

基于一次一密的5G馈线终端通信安全防护方法

针对5G通信环境中,馈线自动化(FA)终端之间对等通信容易受到非法干扰和窃听的问题,提出一种基于一次一密的馈线终端(FTU)通信安全防护方法,旨在提升FTU在5G环境下通信的安全性。首先,在FTU内集成加解密安全芯片,并通过预充注在加解密安全芯片内的密钥向安全服务移动引擎进行双向身份认证,安全服务平台向身份认证成功的FTU分发一定数量的根密钥;其次,加解密安全芯片采用基于改进Shamir的密钥扩散算法,将根密钥动态扩散生成新的会话密钥;最后,需要进行对等通信的FTU双方获得新的会话密钥,并使用SM4加密算法进行一次加密通信。试验结果表明,FTU每次加密通信都使用了不同的会话密钥和初始向量,使得加密结果不可预测。所提方法不仅提升了5G场景下FTU对等通信的安全性,并且相较于其他方法,所提方法在5G高速、大数据量的通信环境中具有较低的计算开销。

小波包能量谱和神经网络的开关柜局部放电自动检测方法

为可靠掌握开关柜的运行状态,精准检测其局部放电现象,提出小波包能量谱和神经网络的开关柜局部放电自动检测方法。该方法采用数字处理技术和模糊参数识别方法,去除信号中的混频信号,获取新的开关柜运行信号;利用小波包分解方法分解该信号,处理信号中噪声信号的同时,提取局部放电的能量谱特征,将该特征输入径向基神经网络中,完成开关柜局部放电的分类检测。测试结果表明,该方法可有效去除混频信号,并且降低信号噪声;处理后信号的失真率和畸变率极低,应用性能较好;可完成开关柜不同类别的局部放电信号检测。

第四十七讲:WIA-FA工厂自动化无线网络

工业无线传感器网络以其低成本、易使用、易维护等优点,具有广泛的应用前景,已成为降低工业测控系统成本、扩展应用范畴的革命性技术。WIA-FA无线网络系统是专门针对工厂自动化高实时、高可靠性要求而研究开发的一组工厂自动化无线数据传输解决方案,适用于工厂自动化或者其它对速度及可靠性要求较高的应用场景建立的工业无线局域网络,是工厂自动化生产线实现在线可重构的重要使能技术,将助推我国制造业的转型升级。

配电网馈线自动化终端系统的设计

传统的馈线自动化系统存在监测功能不完善的问题,会因故障处理不及时而引发频繁性、大面积停电。为此,在智能终端馈线设备及主站结合应用的基础上,设计了一种新型馈线自动化终端系统。该系统具有就地控制与远程控制的功能,可在新型馈线终端单元的支持下,实施继电保护与机械性能监测,并能实时监测开关投切时触头位移、分闸及合闸速度等参数,及时发现与有效处理开关安全隐患,减少停电事故的发生,推动配电网的自动化发展进程。

Optimal layout model of feeder automation equipment oriented to the type of fault detection and local action

In feeder automation transformation there are difficulties in equipment and location selection.To help with this,an optimal layout model of feeder automation equipment oriented to the type of fault detection and local action is pro-posed.It analyzes the coordination relationship of the three most common types of automation equipment,i.e.,fault indicator,over-current trip switch and non-voltage trip switch in the fault handling process,and the explicit expres-sions of power outage time caused by a fault on different layouts of the above three types of equipment are given.Given constraints of power supply reliability and the goal of minimizing the sum of equipment-related capital invest-ment and power interruption cost,a mixed-integer quadratic programming model for optimal layout is established,in which the functional failure probability of equipment is linearized using the 3δprinciple in statistics.Finally,the basic characteristics of the proposed model are illustrated by different scenarios on the IEEE RBTS-BUS6 system.It can not only take into account fault location and fault isolation to enhance user power consumption perception,but also can guide precise investment to improve the operational quality and efficiency of a power company.

同步采样下的智能分布式馈线自动化配电网网格化规划方法

分布式馈线自动化配电网网格化规划合理性直接影响供电效果,目前提出的规划方法合理性较差。为了解决上述问题,文章在同步采样分析基础上研究了一种新的智能分布式馈线自动化配电网网格化规划方法,采用网格化定位技术建立分布式馈线自动化配电网,将配电网电力需求的预测值作为定位依据,在配电网供电区域内划分出多个用电范围,分析用电要求,通过告警和闭锁研究实现信息配置,采用层级分析法完成网格分类,计算待规划范围的电力负荷技术参数,采用差异性导入方法实现网格化规划。实验结果表明:同步采样下的智能分布式馈线自动化配电网网格化规划方法规划合理性在90%以上,能够很好地满足配电网的规划要求,很少出现断电事故,更适合于实际应用。

配电网馈线自动化技术应用

为实现对配电网故障的快速处理,保障配电网的运行安全,本文结合相关案例,对配电网馈线自动化关键技术及其应用进行分析研究,通过对配电网馈线自动化的具体概述,对具体关键技术进行概括总结,包括通信、监测以及控制技术,同时对FTU/DTU故障处理以及架空线路故障处理应用进行详细说明,旨在进一步提高配电网馈线自动化效果,提升电力供应质量。

基于5G通信时延的配电网馈线自动化切换方法

针对5G通信不确定时延导致数据传输时间难以预测,从而影响馈线自动化(FA)系统故障响应及时性和决策准确性的问题,提出一种基于5G通信时延的配电网FA切换方法。首先,建立馈线终端之间的拓扑关系,根据FA系统中每一分支的最大通信时延计算得到FA系统的实时通信时延;其次,针对不同时延下不同FA策略故障处理速度的历史数据,通过层堆叠长短时记忆神经网络(LSTM)模型进行训练,学习出不同通信时延下故障处理速度最快的FA策略;最后,根据层堆叠LSTM模型的学习结果,选择切换到当前通信时延下故障处理速度最快的FA策略。试验结果表明:该方法能有效应对5G通信的不确定性时延对FA系统的影响,保障FA系统可靠运行;此外,与其他机器学习方法相比,层堆叠LSTM模型在预测准确性和预测时延方面具有优势,能够有效提高馈线终端系统的自适应能力和故障响应速度。

一种简洁的电压-时间型配电终端动作逻辑研判数学模型

针对电力系统中投运后电压-时间型配电终端的动作逻辑分析需求,构建了一种简洁而有效的数学模型。在该数学模型中,引入了电压-时间型配电终端动作后的逻辑值概念,并针对其制定了相应的计算公式。通过动作逻辑值可以正确反映电压-时间型配电终端的状态特征,进而正确研判出电压-时间型配电终端的动作逻辑,具有逻辑清晰简洁、结果准确、容易实现落地等特点。通过实际验证,这一数学模型能够在实际应用中快速而准确地进行动作逻辑的研判,有助于及时发现和解决配电终端设备中可能存在的动作逻辑异常情况。这一研究为电力系统的安全稳定运行提供了重要支持和参考。

基于4G通信的配电网分布式智能保护控制技术研究

为解决分布式电源大规模接入时传统单向型保护失效,以及配电网多分支、多级联结构导致级差配合困难等问题,提出一种基于4G通信建立配网馈线自动化端到端通信架构,将计算节点下沉至每个终端,其保护动作不依赖于主站,动作迅速;提出终端本地计算的保护启动判据和基于通信的动作判据,通过与变电站出线开关的级差配合,构建基于4G通信的配电网分布式智能保护方案;在RTDS半实物仿真平台上进行验证。仿真结果表明,该方案能够迅速切除相间短路、单相接地等各种故障,精准实现故障定位与隔离,并可靠恢复非故障区域的正常供电。该方案已在辽宁省沈阳市某区域示范应用,取得了良好的效果,能够显著减少停电范围和停电时间,提升电网故障消除效率。