Optimisation of Electrical Distribution System by Using Solar Thermal Powered Systems and Its Impact on Electrical Distribution Feeders

In this research, the performance of the solar thermal powered systems (STPS) is analyzed with different models (without inserts, with inserts and with Nano fluids with different concentrations) and its impact on the Electric load in a residential/Institutional Electrical Distribution system. For this purpose, the electrical and solar thermal water heater is tested and validated. Solar thermal powered systems and its impact on the Institutional electrical distribution feeders are tested and compared with the energy efficiency (EE) and cost optimization. The goal of this paper is to analyze the impact of solar thermal energy on electrical energy consumption in the electrical distribution feeder level. The electrical system cost and energy consumptions are tabulated and observed that there is a considerable savings.

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。

一起集中型馈线自动化线路自愈失败事故原因分析及改进方案

对一起集中型馈线自动化线路自愈失败事故案例进行分析,发现当环网柜出线断路器与电流互感器之间发生死区故障时,传统的馈线自动化技术不再适用。利用Simulink建立仿真模型,模拟本起事故馈线自动化系统的动作过程,分析转供失败的原因,并在传统馈线自动化动作逻辑的基础上提出了改进方案,以避免此类事故的发生。仿真结果验证了改进方案的有效性。

浅析地铁直流牵引供电系统馈线保护

在地铁牵引供电系统运转中,持续性和可靠性是最基础的要求,要想保障地铁牵引供电系统的正常运转,馈线保护技术的应用是十分重要的手段。在具体实施地铁直流牵引供电系统馈线保护的时候,常用的技术类型包括大电流脱扣保护、定时过电流保护、接触网过热负荷保护、框架泄漏保护、双边连跳保护、自动重合闸技术等,这些技术对于地铁直流牵引供电系统馈线保护都能发挥十分重要的促进作用,但是在应用过程中,其作用机制也存在一定的差异性,基于此,本章就上述内容展开详细阐述。

基于电力载波通信的配电线路改进型智能分布式馈线自动化策略研究

智能分布式馈线自动化是近年来提出的新型馈线自动化模式,具有无需主站参与、就地判断、自动恢复非故障区间供电的特点。目前智能分布式馈线自动化主要依靠光纤、5G等通信方式组网,但受光纤、5G信号覆盖范围的影响,应用范围受到一定程度的限制,同时在光纤断线、无线信号强度弱时存在终端之间通信受阻风险,造成自动化开关拒动,线路带故障运行。为此提出了基于电力载波的改进型智能分布式馈线自动化策略。该策略采用载波通信拓展了智能分布式馈线自动化实现方式,提高了终端通信的可靠性,改进了智能分布式馈线自动化故障判断及自愈策略,解决了传统分布式馈线自动化存在的问题。

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。

基于电力线载波通信的分布式馈线自动化故障定位方法

为提高分布式馈线自动化故障定位的准确性,文章提出一种基于电力线载波通信的自动化故障定位方法。首先,利用馈线节点上的数据采集设备,采集分布式馈线节点数据;其次,提取馈线故障特征,并检测馈线故障;最后,基于电力线载波通信自动化定位故障点校准故障定位结。通过实验证实,应用该方法后,能够显著提高故障定位的精度,为馈线的故障定位提供一种更加准确的解决方案。

小功率短波发射站天馈线系统干扰因素分析

短波通信是无线电通信的重要方式之一,能够与有线光缆通信、卫星通信、超短波通信等技术融合使用。天馈线系统作为短波发射站发射系统的末端设备,其工作性能将直接影响短波通信质量。对于小功率短波发射站而言,天馈线系统一旦受到干扰,将影响发射系统的整体工作效率。基于此,分析小功率短波发射站天馈线系统的工作原理及干扰因素,并通过仿真实验给出干扰的影响效果,以期为技术人员制定针对性的抗干扰措施提供借鉴。

考虑可靠性的中压配电系统供电能力评估

针对现有供电能力评估方法采用N-1安全准则作为刚性约束而产生过量裕度的问题,提出了考虑供电可靠性的中压配电系统供电能力评估方法。首先,构建以最大供电能力为目标、供电可靠性为主要约束的非线性数学模型;其次,结合馈线分区理念并考虑负荷的时序特性,发展了含主变的配电系统可靠性评估序贯蒙特卡洛模拟法;在此基础上,基于典型用户类型及其负荷之间的解析关系,通过增供负荷及其用户数量将供电能力与可靠性进行关联;最后,基于遗传算法提出了满足某一确定供电可靠性指标要求的配电系统供电能力优化求解方法。算例结果表明,该方法能够有效释放配电系统供电能力,挖掘供电潜力。

同杆线路跨线故障对选相元件的影响机理

利用电流分支系数提取跨线故障的故障特征量进行选相机理研究,分析跨线故障对相电流差突变量选相、零/负序电流选相等主流选相元件的影响趋势与边界,以解析表达式定量地研究保护选相的有效性。结合同杆双回线路异名单相跨线故障这种典型故障类型,指出了选相元件在同杆线路跨线故障时的特殊性,即故障发生在正序平衡点以内的近端时能较好选出故障相,故障靠近线路末端时不能准确选出故障相,但通过线路两侧配置分相纵联距离保护可以实施正确选相。同时考虑同杆线路背端电源弱馈的特殊运行方式,指出弱馈侧选相元件不能准确选相,与故障位置无关,其需要专门考虑不受弱馈影响的选相元件。最后,结合广东电网进行实例验证。

考虑负荷转移限制的配电系统区间可靠性评估

提出一种考虑线路容量和电压约束的配电系统区间可靠性评估方法。应用区间理论计算了由于元件和负荷参数的不确定性对配电系统可靠性的影响。考虑到网络运行条件对负荷转移的限制,通过区间潮流计算确定故障恢复过程中的网络状态,如果违反网络约束,则以最小化停电损失费用和网损费用为目标函数切除网络中的负荷。结合馈线分区方法,简化了系统结构,提高了计算速度。算例中,分析了参数不确定性条件下负荷转移限制对配电系统可靠性的影响,证明了该方法的有效性。

基于系统聚类分析的馈线接地保护

馈线接地保护是小电流接地系统中长期存在的难题。为深入挖掘故障信息的本质特征和内在规律,对多源故障信息进行有机综合处理,文中介绍了样本相似性量度和类间距离的计算方法,给出定量判定聚类有效性的方法,寻找出适用于馈线接地保护的最佳系统聚类算法;提出了系统聚类故障检测的模型与方法,根据零序导纳法、负序电流法、零序电流法、接地故障电阻法等多源故障信息的相似性程度,即空间距离的远近进行保护判断。EMTP仿真分析表明该方法具有较高的保护精度和鲁棒性,能满足配电自动化的要求。

微电网中的有功功率和无功功率均分控制

针对在单元输出功率控制(UPC)和馈线潮流控制(FFC)模式下,分布式电源(DG)之间的有功功率和无功功率均分控制进行了分析。在UPC模式下,DG输出的有功功率恒定,能够跟随给定值实现有功功率均分;在FFC模式下,DG所在馈线上的潮流值恒定能够跟随给定值,实现微电网和大电网之间的潮流交换恒定。但是受线路阻抗和本地负荷等的影响,DG的输出电压值不同,进而产生无功环流。针对这一问题,文中提出了一种抑制无功环流的控制策略,该策略是在无功电压下垂控制中加入电压补偿环节,以达到抑制无功环流的目的,该方法有效消除了逆变器之间的无功环流。针对线路阻抗和本地负荷不同时对微电网中无功环流的影响进行了分析,并分别进行了仿真,验证了该控制策略的有效性和可行性。

一种复杂配电网快速故障定位算法

目前馈线故障定位算法不能满足配电网运行方式多样化和馈线保护快速性的要求,文章提出了能自动适应实时运行方式的配电网馈线描述方法,首先形成对整个网络结构的连通性描述,然后对网络描述进行分解,形成多条馈线的描述;并在此基础上提出了故障区段定位的快速算法。该算法也适用于多电源供电、多线路同时故障等复杂配电网情况。为实现馈线全线速动保护提供了理论基础。

导纳互差之绝对值和的极大值法小电流接地选线研究

在详细分析了小电流接地电网零序测量导纳分布的基础上,提出了一种新的小电流接地选线方法——导纳互差之绝对值和的极大值法。该方法有效地拉大了故障馈线与非故障馈线故障判断量的差距,极大地提高了保护裕度。由于该方法所用的故障判断信息大,使其抗干扰能力大为增加。运行情况证明,该方法有效地提高了小电流接地选线的准确性。

基于模拟结晶算法的长效三相平衡优化换相策略

为解决配网系统中因三相不平衡造成的三相电压不对称、配电变压器出力降低、网络损耗增加等一系列问题,通过综合考虑配网系统中各节点的负荷曲线特征,建立长效三相平衡优化换相模型,弥补了常规基于单个时间点负荷换相模型需要频繁换相的不足;然后,提出一种基于分子动力学原理的新型模拟结晶算法求解模型,以在进化后期获得更高的个体多样性,从而可有效避免陷入早熟,快速求得全局最优换相方案;最后,通过对IEEE 34节点配电系统进行三相平衡优化换相计算,验证了所提方法的有效性及优越性。

I-APF在基于末端微电网结构的配电网中的应用

针对基于末端微电网结构的配电网中的背景谐波传播放大问题，提出一种在配电网始端安装无限长有源电力滤波器（I-APF）的谐波抑制方案。对于配电网始端的由上级配电网渗透的背景谐波电压源，该方案可实现末端在任意负载情况下的谐波传播抑制；对于配电网末端的由微电网渗透的背景谐波电压源和非线性负载注入的背景谐波电流源，该方案可有效抑制谐波传播放大引起的电压畸变。仿真与实验结果均验证了理论分析的正确性和所提方案的有效性。

地铁直流牵引供电系统中的DDL保护

分析了地铁直流牵引供电系统中几种常用的馈线保护类型,发现现有的保护方法很难避免跳闸保护拒动或误动现象的发生,并且不能保护馈线的全长。以电流上升率保护和电流增量保护为基础,提出了一种新型的DDL保护方法及整定原则,并推导出了完整的动作方程。该方法有效地避开了列车启动电流的影响,不但可以迅速切除近端的短路故障,而且通过延时跳闸还可以切除远端短路故障。仿真结果表明该方法设计合理,切实可行。

基于末端微电网结构的配电网系统谐波抑制策略研究

基于电压控制方式（voltage-controlled method,VCM）的微电网接入配电线末端后,线路末端对谐波近似呈短路特性。由于功率因数校正电容与系统电感之间的谐振,背景谐波可能被严重放大,威胁系统设备安全。针对系统的背景谐波放大问题,提出一种分频阻性有源滤波器（discrete frequency resistive active power filter,DFRAPF）谐波抑制策略,即在距离配电线末端主要次谐波1/4波长的位置,针对相应次谐波安装与线路特征阻抗匹配的阻性有源滤波器（resistive active power filter,RAPF）。该策略可有效抑制基于末端微电网结构的配电网系统中的背景谐波放大现象,减小电压畸变。仿真与实验结果验证了该策略的有效性。

101规约在馈线自动化系统中的应用

主要讨论了在采用分层体系结构的馈线自动化系统中如何实现各种数据的收集并保证故障信息的快速、优先上传。分析了馈线自动化系统中信息传输的特点 ,对 10 1规约与DNP3.0规约的事件收集机制作了比较 ,认为 10 1规约更适合各层间采用了不同网络拓扑结构的馈线自动化系统。探讨了 10 1规约在馈线自动化系统中实现时应注意的问题。分析了系统应采用的网络拓扑结构 ,讨论了在收集数据时 ,控制中心、区域工作站及FTU各自需实现的功能。分析表明 ,10 1规约能保证在馈线自动化系统中实现故障信息快速上传 。