中压配电网电力线载波通信信道建模

电力线载波通信是智能配电网通信技术的重要选择之一。而中压配电网结构复杂,分支众多,存在电缆-架空线混合型线路,使得载波信号在其上的传输特性难以预估。结合中压配电网结构特点,提出一种载波信号在混合型配电网络中的信道建模方法。首先,在中压配电网的实际拓扑结构及线路类型基础上,定义了载波信号的传输线管道。然后,结合多导体传输线理论和行波理论,推导各传输线管道的传播矩阵及各节点的散射矩阵,并根据网络拓扑关系列写整个网络的电压方程。最后,由电压方程可求得在信源节点激励下全网任意节点的电压响应。该建模方法不受网络拓扑结构及线路类型限制,具有很强的适应性及可移植性。计算及电路仿真结果表明了方法的正确性及有效性。

中压配电物联网架空线-电缆混合线路电力线载波信道建模

针对中压配电网架空线与电缆线路混合连接的实际情况,提出了一种基于输入阻抗矩阵的混合型配电物联网电力线载波信道建模方法。首先,分析中压配电网架空线路和电缆线路的结构参数,在多导体传输线理论基础上,推导2类线路的相模变换矩阵,列写传输线的链参数方程;其次,重点分析了各类型配电线路节点连接处的阻抗矩阵关系;然后,根据配电网实际拓扑结构,将配电网划分为不同类型网络分支,给出各类分支输入阻抗矩阵的计算方法,依次求得网络中各节点及信源节点的输入阻抗;最后,由信源节点的输入阻抗与边界条件,结合各传输线的链参数矩阵及各节点的输入阻抗矩阵,求得网络中任意节点的电压向量,实现混合型配电物联网电力线载波信道的建模。理论分析与仿真验证表明了所提建模方法的正确性与有效性。

10 kV混合配电线路载波信道特性测试与分析

配电线载波通信以其安装简便、投资小、运行免费等优点,逐步成为城市配电自动化通信的重要通信方式。近年来,10 kV配电线屏蔽层载波通信一直是研究的热点。然而受制于城市10 kV配电线路改造的进度,配电线路出现大量屏蔽层不完整、地埋电缆与架空线路相结合的混合线路。此类线路是否可以实现载波通信,也成为配电自动化通信建设的研究重点。文章选择2条典型的10 kV混合配电线路,对其电缆阻抗、噪声、传输衰耗特性进行测试与分析。测试结果表明,采用卡接式电感耦合方式的混合配电线路可以作为载波通信的媒介,为城市配电自动化通信建设提供有效的解决方案。

基于母线扰动信号的配电网混合线路行波故障测距技术

中压配电网母线处施加扰动信号与故障指示器相配合实现故障区段定位的技术,得到越来越多的广泛应用。母线处扰动信号源能够产生行波信号,这为故障测距提供了可能。文中提出了一种基于母线扰动信号的单端故障行波测距技术。在发生永久性单相接地故障后,将非故障相母线经电阻接地,依据行波传输原理选取某个有效的线模分量,通过测量该线模分量反射行波到达时刻与扰动信号产生时刻的时间差计算故障距离。分析研究了多分支架空线-电缆混合线路的故障测距解决方案,并应用最小二乘估计对多次测距的结果进行有效融合,得到更为准确的测距结果。仿真与现场试验结果证实了测距技术的准确性。

基于投入并联小电阻的含多分支配电网单相接地故障行波测距方法

含多分支配电网拓扑结构复杂,传统算法常忽略分支,测距精度受到影响。为此,提出基于投入并联小电阻的含多分支配电网单相接地故障行波测距方法。首先,检测故障零模、线模波到达首端的时间差,投入消弧线圈处并联小电阻,利用并联小电阻产生的零模波到达首端的时刻,以及零模波到达故障点后折、反射产生的线模波到达首、末端的时刻,消除零模波波速影响。其次,定义故障判别系数,判断故障发生在主干线路或分支上,根据故障所在区段精确计算故障距离,并根据混合线路的特点对故障判别系数进行修正以适应混合线路。最后,在PSCAD仿真平台上对所述方法进行验证,结果表明所提方法可判断故障区段,精确定位故障点且耐受过渡电阻能力和抗同步误差能力强。

配电线路常见故障及其处理

文章针对架空线路、电缆线路和电缆架空混合线路三种类型配电线路的常见故障进行了分析,并提出了相应的防范措施及处理方法,着重指出了煤矿配电线路的特殊性。

基于改进阻抗法的有源配电网故障测距算法

考虑有源配电网中分布式电源、分支、中间负荷和电缆-架空线混合线路等元件及各种不确定性因素,如过渡电阻、负荷波动等,提出一种基于相量分析法的改进阻抗型故障测距算法。利用故障点过渡电阻消耗无功功率为零的功率特性,建立适用于各种故障类型、关于故障距离的一元二次测距方程。故障测距算法中,利用FTU同步监测各电源故障前后电压、电流,迭代计算更真实的负荷功率,并提出适用于有源配电网的逐区段故障后电压、电流计算方法。在PSCAD中搭建了改进IEEE 34节点系统模型进行仿真分析,结果表明测距算法具有较高的测距精度和鲁棒性,且能承受一定的负荷波动,受负荷模型影响较小。

利用全频带综合小波能量相对熵的配网故障选线方法

谐振接地系统故障选线是配电网故障选线的难点,其中缆-线混合线路出线的故障选线尤为困难,是选线研究的热点问题。谐振接地系统缆-线混合线路发生单相接地故障时,各馈线的小波能量分布不同,为此提出综合小波能量相对熵新概念,并利用综合小波能量相对熵实现故障选线。对各馈线故障零序电流首个1/4周期波形进行小波分解,并对各尺度下的小波分解系数进行单支重构,利用重构系数计算各馈线在各个频带下的小波能量。结合相对熵对信号间细微差别的超强识别能力,计算各馈线在各个频带下的小波能量相对熵并求取每条馈线的综合小波能量相对熵,通过比较各馈线全频带的综合小波能量相对熵大小选出故障线路。理论分析和大量仿真表明,该方法有效避开了TA饱和间断角对选线的影响,对于缆-线混合线路、纯电缆线路和纯架空线路,该方法均适用。

基于DOST能量相对熵的配网单相接地故障选线方法

针对小电流接地故障中,不同类型配电线路故障特征频带能量分布不一致的情况,提出一种基于离散正交S变换与能量相对熵的故障选线方法。首先提取各线路故障后首半个工频周波的暂态零序电流,利用离散正交S变换计算暂态零序电流各频带的变换系数及各频带暂态能量,结合能量相对熵对两个波形细微区别的识别能力,分别获取各线路在不同频带的能量相对熵,并综合得到每条线路的综合能量相对熵,据此熵值大小进行故障选线。Matlab仿真表明该方法不受接地电阻、故障初始角、故障距离等条件的影响,在间歇性电弧故障时仍然可准确实现线-缆混合线路单相接地故障选线。