Binary Gravitational Search based Algorithm for Optimum Siting and Sizing of DG and Shunt Capacitors in Radial Distribution Systems

This paper presents a binary gravitational search algorithm (BGSA) is applied to solve the problem of optimal allotment of DG sets and Shunt capacitors in radial distribution systems. The problem is formulated as a nonlinear constrained single-objective optimization problem where the total line loss (TLL) and the total voltage deviations (TVD) are to be minimized separately by incorporating optimal placement of DG units and shunt capacitors with constraints which include limits on voltage, sizes of installed capacitors and DG. This BGSA is applied on the balanced IEEE 10 Bus distribution network and the results are compared with conventional binary particle swarm optimization.

Particle swarm optimization algorithm for simultaneous optimal placement and sizing of shunt active power conditioner(APC)and shunt capacitor in harmonic distorted distribution system

Due to development of distribution systems and increase in electricity demand,the use of capacitor banks increases.From the other point of view,nonlinear loads generate and inject considerable harmonic currents into power system.Under this condition if capacitor banks are not properly selected and placed in the power system,they could amplify and propagate these harmonics and deteriorate power quality to unacceptable levels.With attention of disadvantages of passive filters,such as occurring resonance,nowadays the usage of this type of harmonic compensator is restricted.On the other side,one of parallel multi-function compensating devices which are recently used in distribution system to mitigate voltage sag and harmonic distortion,performs power factor correction,and improves the overall power quality as active power conditioner(APC).Therefore,the utilization of APC in harmonic distorted system can affect and change the optimal location and size of shunt capacitor bank under harmonic distortion condition.This paper presents an optimization algorithm for improvement of power quality using simultaneous optimal placement and sizing of APC and shunt capacitor banks in radial distribution networks in the presence of voltage and current harmonics.The algorithm is based on particle swarm optimization(PSO).The objective function includes the cost of power losses,energy losses and those of the capacitor banks and APCs.

基于电流的静止无功补偿装置电容器过电压保护

针对串联电抗器的静止无功补偿装置中电容器两端未安装电压互感器导致不能精准实现电容器过电压保护的问题,提出了一种基于电流的并联电容器谐波过电压保护方法。首先,采集电容器两端的电流,利用傅里叶算法计算各次谐波电流;其次,推导电容器基波、谐波电流与电压的关系,依据所推导公式计算电容器两端各次谐波电压;最后,通过仿真软件对文中推导公式进行验证,并阐述了继电保护装置实现电容器谐波过电压保护的方法。结果证明该方法理论推导与实际仿真结果相符,提高了电容器过电压保护可靠性。

基于串联非线性电阻组合开关的补偿电容器组投切重燃过电压研究

文中旨在研究电力系统中切除并联无功补偿电容器组时出现的过电压问题。通过ATP-EMTP软件,搭建了投切电容器组模型,仿真了普通开关和串联电阻开关在多种工况下的过电压水平。为解决串联电阻开关在限制两次两相重燃时效果不佳的困扰,提出了采用串联非线性电阻组合开关的解决方案,并对比了3种方案在限制过电压方面的效果。仿真结果表明,串联非线性电阻组合开关在两次两相重燃工况下表现出卓越的限制效果,能够有效地抑制过电压并保护电容器组绝缘。该组合开关可以作为电力系统中并联电容器组无功补偿系统设计的参考。

投切并联电容器时真空断路器连续重燃事故的机理分析

并联电容器作为无功补偿装置,要随电力系统的无功负载变化进行频繁投切。由于用于投切的真空断路器重燃率较高,切除并联电容器时容易发生重击穿故障。文中针对西北某330 kV变电站低压侧采用真空断路器切除35 kV电容器时,两相电容器分别发生鼓包喷油的严重事故展开研究。通过现场检查、过电压理论分析及电磁暂态仿真分析等手段,分析获得了故障产生的原因。仿真波形与事故录波波形完好吻合,验证了所提出事故发生过程的准确性,并证明了真空断路器连续重燃是电容器故障的根本原因。最后,提出改善措施以降低真空断路器发生重击穿的概率,以避免切除并联电容器时重击穿事故的发生。

基于串联电阻开关的电容器组投切重燃过电压仿真研究

研究了在500kV超高压变电站的电容器组补偿系统中,通过采用串联电阻开关来限制并联电容器组投切过程中的过电压和涌流问题。通过仿真分析了不同串联电阻阻值的影响,并提出推荐阻值,对比了使用普通断路器、相控断路器和串联电阻开关对过电压与过电流的限制效果。结果表明,串联电阻开关能有效降低重燃概率,同时可降低重燃后的过电压水平。从经济和技术角度分析,认为串联电阻开关具有较低的断路器要求、更好的经济性和实用性。

电力系统并联电容器无功补偿技术分析

电力系统中存在着大量的感性负荷,电路中总电流滞后电压一定相位角,引起功率因数偏低,存在设备容量得不到充分的利用,在设备容量选择时偏大,线路中计算电流偏大的现状。为解决上述问题,对电路中并联电容器无功补偿进行研究,主要分析影响功率因数的主要因素、无功补偿的原理,通过理论计算以及利用实例在Multisim中仿真的方法,对并联电容器无功补偿的原理给以充分说明,并给出电容器容量计算的方法,最终通过实例仿真加以验证。

10 kV成套并联电容器无功补偿柜故障分析

针对某变电站一例10 kV成套并联电容器无功补偿柜柜内短路,引发10 kV系统短时电压波动的故障进行了分析,发现单相接地故障引发喷射式熔断器熔断,从而发展成三相短路,提出了相应的改造及防范措施。

变电站并联电容器装置配置及运行状态评价方法

为了监测变电站并联电容器装置运行状态,综合评价并联电容器装置配置及运行状态,本文利用变电站生产管理系统设备资产信息和调度自动化系统电网电压无功运行数据,首先,根据并联电容器所涉及的电压无功相关指标,建立并联电容器装置配置及运行评价指标体系,其次,明确各指标物理意义及评估方法,然后考虑评价体系各指标劣化特点,提出基于劣化度的评价数据归一化处理方法,采用层次分析法与熵权值法相结合的综合评价方法对并联电容器装置配置及运行状态做出量化评价,将该方法应用于某地市公司变电站并联电容器装置的综合评价,评价结果符合装置实际运行状态,并且该方法可实现对并联电容器装置的实时评价,为变电站无功补偿的效果提升提供数据基础。

220 kV变压器低压侧10 kV无功补偿装置电容器绝缘故障分析

电容器无功补偿对提高系统的电压稳定、降低输电线损及变电损耗起着重要的作用。针对某220kV变电站10kV系统发生的电容器外熔断器保护全部熔断及本体烧毁事故,基于故障电容器的解剖情况,分析了电容器绝缘损坏的主要原因以及故障进一步扩大的原因,计算分析发现电容器不平衡保护整定值不合理性,并通过仿真软件PSCAD/EMTDC复现故障过程,验证故障结果,最后为避免故障再次发生提出了相应的处理建议,保证电容器的正常运行。

10 kV混合串并联电容器补偿装置及其工程应用

在详细分析了10 kV配电线路串联电容器补偿和并联电容器补偿的工作原理、主要组成及其优缺点后,针对它们的优缺点,提出了一种10 kV混合串并联电容器补偿装置,阐述了该装置的主要组成和串并联电容器的容量计算规则。最后介绍了一个采用混合串并联电容器补偿技术的工程实例。

“双高”配电网下变电站并联电容器灵活投切

针对目前变电站并联电容器组投切方案存在的设备利用率低和易受双高配电网宽频谐波影响而损坏的问题,提出一种考虑谐波宽频特性的并联电容器组灵活投切策略。首先,建立10 kV配电网并联补偿模型和电容器组投切方案集合。然后,运用模态分析法确定投切方案网络谐振点。最后,从并联补偿方案的谐波谐振机理出发,设计程序计算谐波电流放大倍数,确定并联补偿方案基本可行域,筛选出最优投切组合。算例仿真表明,该投切策略能在实现原有无功补偿的功能上,提高设备总体利用率,避免并联电容器组投入后产生的谐波谐振和谐波电流放大。

基于振动信号MTF变换的并联电容器故障诊断

针对并联电容器运行过程中常出现内部缺陷、接触缺陷、重叠缺陷、油质缺陷等4类典型缺陷,提出了一种基于振动信号马尔可夫转移场变换的并联电容器故障诊断方法。首先,根据现场工况制作了4种典型缺陷样品,测试了不同缺陷下试样的机械振动信号并搭建振动数据集;然后,基于马尔可夫转移场变换将一维振动信号转变为二维图像以提高信号可视能力;最后,通过卷积神经网络对马尔可夫密度图进行特征自提取和分类,讨论了不同分位数下信号的可视化能力,并与常见的诊断方法进行了比较。结果表明:将振动信号进行马尔可夫转移场变换提高了信号的可视化能力,使深度学习算法能够更全面的提取信号特征,文中方法的平均识别准确率达到了98%左右,能较好地实现并联电容器的故障诊断,并优于其他常见方法。

基于传输线理论的列车分路阻抗研究

通常以列车第一轮对分路电阻为等效模型研究列车对轨道电路的分路过程,但此过程忽略了其他轮对的分路作用,无法研究“分路不良”等故障情况。尤其是对于无绝缘轨道电路,其钢轨线路中所跨接的补偿电容,将使列车分路过程更为复杂。针对这一问题,根据传输线理论,从各轮对分路电阻出发,在考虑道床漏泄的情况下,建立列车分路阻抗的六端网络模型,并利用机车信号工作原理,间接验证了模型的正确性,着重分析轮对分路电阻、补偿电容和钢轨线路参数对列车分路阻抗的影响规律。最后,基于计算列车轮对结构重要度,构建列车分路阻抗的简化模型,为进一步研究“分路不良”等故障情况提供理论支持。

计及等效负载变化的消弧逆变器性能分析与设计

分析了消弧逆变器等效负载的性质,结果表明:等效负载是有源负载,等效源具有较大的幅值和较宽的变化范围;随过渡电阻和故障距离的变化,等效负载阻抗可呈现阻性、阻感性和阻容性。这一结果表明逆变器需要在负载性质改变和等效电源扰动的情况下,仍能稳定跟踪包含多频次的给定电流。对抗扰性和跟踪性要求的提高,增加了设计难度。鉴于此,提出了消弧逆变器输出滤波器和控制器的设计方法。输出滤波器采用滤波电容分流法进行设计,保证了逆变器能输出包含多频次的电流。采用电容串联电阻来抑制阻感负载情况下带来的谐振失稳问题,并给出了串联电阻的计算方法。控制器采用了定带宽设计法,带宽选定在幅频特性重合段。控制器参数设计准则为:保证阻容负载情况下传函幅频特性低频段具有较高增益。采用PSCAD/EMTDC仿真验证了结论的正确性和所提设计方法的可行性。

500 kV变电站母线TV铁磁谐振现象研究

由于近些年电网改扩建工程大量开展,复杂的电网运行方式导致系统产生铁磁谐振的情况大幅度增加。首先对电磁式TV产生铁磁谐振的基本原理进行论述,并结合盛京变电站在线路投运过程中,500 kVⅡ母线TV发生铁磁谐振现象案例进行分析,得出开关端口电容和GIS母线对地电容,以及TV非线性电感形成LC震荡电路回路是产生该谐振现象的主要原因,提出T型区域是谐振高发区,采用拉开相关隔离开关以及对TV追加饱和电抗的方式来抑制铁磁谐振的产生。

高压并联电容器投切开关重击穿抑制技术

在电网运行过程中,高压并联电容器进行开关投切时存在较高的重击穿风险。一旦发生重击穿现象,高压线路中的电压与电流上浮过大,形成较高的合闸涌流或是合闸过电压,进而导致电气设备的损坏,甚至是牵连到电力系统的运行安全。该文首先对高压并联电容器投切开关重击穿产生的原因进行分析,然后针对电容器投切开关重击穿产生的原因,提出安装预充电装置与涌流抑制器的抑制解决方案,并通过关键电力参数的优化设计,在电容器合闸之前利用预充电装置或是涌流抑制器,以此消减合闸电流,抑制分闸过电压,实现对重击穿的防治。

基于变异系数法和灰色关联度的高压并联电容器综合评价研究

高压并联电容器的质量和性能直接影响着其运行可靠性和使用寿命,很有必要对其进行综合评价研究,但是目前鲜有文献对高压并联电容器的综合性能进行评价研究。本文选取高压并联电容器的电容偏差、损耗角正切、低温下局部放电熄灭电压、热稳定状态下心子温升、高温下电容器损耗角正切作为关键指标参数,提出了一种综合评价方法。应用变异系数法求解各指标的权重,并结合灰色关联度对高压并联电容器综合性能进行评价。最后运用所提方法评价不同制造商同一型号产品的综合性能,结果表明所提方法的有效性和合理性。

对“电力系统分析”并补容量计算的商榷

就“电力系统分析”中并联电容器补偿容量的计算方法进行讨论。首先介绍目前市面主流教材中并补容量计算的推导过程,分析了公式推导与例题之间的矛盾及产生原因。在此基础上,将求解补偿容量的问题还原为潮流计算问题,提出了改进计算方法,基于Power World Simulator软件进行了改进前后的对比仿真分析,验证了改进方法的正确性。最后,进行了进一步的讨论及教学反思,为课程教学及教材的再版提供参考。

基于非晶合金材料的开关恢复过电压抑制器设计与实现

利用并联电容器的方式进行电力系统无功补偿,故障发生率较高,可能会影响电网安全稳定运行,这是由于投切时会产生过电压,甚至会导致断路器重燃,目前虽可利用老炼试验降低重燃率,但由于还未研发出无重燃真空断路器,因而需要采用抑制技术减少断路器重燃机率,从而降低过电压形成对电网所产生的危害。为此,该文基于并联电容器重燃时刻开关参数统计分析,得出参数变化规律,在此基础上设计一款利用非晶合金材料为铁心的开关恢复过电压抑制器,并对放电线圈的参数进行优化设计,而后通过现场试验及挂网试运行证实此抑制技术对高压并联电容器投切过程中过电压的形成有显著抑制效果。