基于小波能谱矩阵相似度的电力暂态信号识别

暂态保护技术正呈现加速发展态势,但如何正确识别各类故障和非故障暂态,是暂态保护实用化必须解决的一个最大难题.信号经过小波分析之后得到的小波能谱能很好的反映信号不同时间的能量分布.电力系统中,不同电力暂态信号其时频特性必然不同,其在多个尺度下的小波能谱的分布必然存在差异,因此,在构造小波能谱矩阵的基础上,借鉴数字图像处理中的相似度的思想,提出基于小波能谱矩阵相似度的分类方法.建立各种电力暂态的标准能谱矩阵,计算测试样本的能谱矩阵与各种标准能谱矩阵的相似度,按照相似度最大原则实现分类.对电力系统单相接地故障暂态、线路正常开关操作暂态、电容投切操作暂态和雷电扰动暂态的仿真分析表明,该方法对电力暂态的识别率高.

基于虚拟仪器的电力暂态信号小波分析仪

电力设备出现绝缘老化、绝缘电阻降低、局部放电等异常现象会破坏电力系统原正常状态,出现暂态现象,产生暂态信号。因此,电力系统迫切需要用于暂态信号分析的装置,基于虚拟仪器设计了一套电力暂态小波分析仪。分析仪硬件由信号调理板、NIPCI-6143数据采集卡及计算机组成。软件主要完成对所采集的暂态信号的显示、小波变换、后处理及应用分析等功能。利用EMTDC(ElectromagneticTransientsincludingDC)仿真数据对系统软件的功能进行了演示,结果表明,设计的分析仪是可行的。

基于LabVIEW与VC++的电力暂态信号小波分析仪设计

小波分析是电力系统暂态信号分析的一种新兴工具,本文以LabVIEW和Microsoft Visual C++为平台设计了一套新型的电力暂态信号小波分析仪,其功能包括数据采集、小波变换、小波变换后处理和应用等。文中利用MATLAB仿真数据和实际牵引供电的电压数据对分析仪的功能进行测试,结果表明该分析仪是可行的,具有很高的实际应用价值。

电力暂态信号数据采集与录波单元的研制

设计和开发了一种基于TMS320F2812数字信号处理器的电力暂态信号的高速数据采集与录波单元。该数据采集与录波单元通过高速数据采集可实时地测量三相电压、电流、功率、功率因数、谐波等基本电参数;也可实时监测电力系统状况,当系统发生故障时,能可靠地记录故障暂态波形。系统硬件主要由TMS320F2812数字信号处理器、复杂可编程逻辑器件(CPLD)、AD采样保持器、通用串行总线USB2.0接口等组成,给出了硬件结构图;系统软件分为采集卡程序和主机的USB驱动程序,给出了软件流程图。说明了采集卡的主要功能。试验结果表明所设计的单元能满足电力系统高频暂态数据的采集与录波。

采用Prony与粒子群算法的电力暂态信号分析

为了提高对含有谐波/间谐波、衰减直流分量和噪声的电力故障暂态信号的分析精度,提出了基于改进Prony算法与粒子群优化算法相结合的电力故障暂态信号分析方法。该文先采用多小波方法对信号进行消噪处理,再利用差分算法滤除衰减直流分量并对高频信号进行放大,以提高Prony算法的分析精度;然后利用改进Prony算法估计出信号中含有的频率个数和相关参量的粗略估计值,以此为基础建立电力参数模型,以得到的相关参量的粗略估计值作为算法的初始种群值,并估计出各参量的范围,最后采用粒子群优化算法对模型进行求解。仿真结果表明,所提方法能对所研究的电力故障暂态信号进行精确分析。

基于小波分析技术的电力暂态信号自动分析系统研究

介绍了电力暂态信号自动分析系统的信号采集模块、信号处理模块、自动处理模块、电源模块和显示控制模块,对基于小波分析技术的电力暂态信号自动分析系统进行了测试,测试结果证明了该系统的先进性和实用性.

紧急控制状态下储能提高电力系统暂态稳定性研究

针对电力系统在面对突发负荷变化和可再生能源波动时的暂态稳定性问题,提出了一种融合轻量梯度提升机(LightGBM)、长短期记忆网络(LSTM)和信任区域策略优化(TRPO)的基于储能系统的紧急控制策略,称为LightGBM-LSTM-TRPO模型,旨在提高电力系统的稳定性和可靠性。首先,分析了电力系统暂态稳定性的重要性及当前面临的挑战,强调了传统控制方法在紧急控制状态下的局限性。随后,使用LightGBM算法预测电力系统的状态变化趋势,包括负荷变化和可再生能源波动。接着,使用LSTM算法处理电力系统中的时间序列历史数据,以捕捉电力系统动态变化的复杂性和长期依赖关系。最后,使用TRPO算法优化储能系统在紧急控制状态下的响应策略,以维持电网的暂态稳定性。实验的仿真结果表明,与传统的LSTM和改进的LightGBM-LSTM等算法相比,本文所提的LightGBM-LSTM-TRPO模型能准确预测出电力系统的储能输出量,其紧急控制状态下的切机量和切负荷量更少,响应速度更快,电压恢复程度更高,可快速缓解电网在突发事件下的压力。

电力系统暂态分析课课程思政教学设计与实践

课程思政可促进高校育人模式的创新发展,是实现教学育人协同发展的重要途径。该文围绕电力系统暂态分析课在课程思政教育中的探索与实践,介绍在电气工程核心专业课程中使思政育人与专业教学融合的方法。该课程以社会主义核心价值观和新工科背景下的课程思政理念为指导,设计集课程思政目标、专业教学内容、融合教学模式和课程思政评价考核“四位一体”的课程思政教学内容体系。分别从丰富思政案例、灵活多样思政教学和聚焦实事热点等角度展开积极探索,提出实施课程思政的具体举措,以期落实“立德树人”根本任务,为培养“知农、爱农”的农村电气化高素质人才提供理论指导和实践借鉴,进而助力乡村振兴战略的实施。

基于案例驱动的线上线下相混合教学模式探索与实践——以“电力系统暂态分析”为例

针对“电力系统暂态分析”教学过程存在理论性强和教学方式单一的问题,教学团队探索基于案例驱动的线上线下相混合教学模式。教学过程中,以典型案例为知识载体,激发学生的学习兴趣;充分发挥线上优质教学资源优势,丰富教学方法;线下教学中以问题为导向,发挥教师和学生的主体地位,培养学生的创造性思维,提高学生解决复杂工程问题的能力。

电力系统暂态稳定评估与紧急控制灵活组态策略研究

针对电力系统运行中暂态稳定评估误差较大,对失稳状态紧急控制反应时间较长的问题,利用并行隐马尔科夫模型(PHMM)暂态评估方法将系统数据划分为失稳状态和稳定状态,采用判别式紧急控制策略缩短反应时间,通过判断凸轨迹的方式分析系统是否需要进行紧急控制。利用多粒度级联梯度(MCG)评估算法对系统暂态评估进行建模,增强系统评估结果的可靠性。试验表明,这种方法最高处理线路电压为9.2 kV,暂态评估结果误差为0.68%,系统失稳反应时间为1.67 s。

基于改进胶囊网络的电力系统暂态稳定评估

针对在电力系统发生故障后,快速、准确评估电网暂态稳定性的需求,提出了一种基于改进胶囊网络和短时受扰轨迹的电力系统暂态稳定评估方法。该方法通过仿真得到量测数据,利用胶囊网络的特征提取能力挖掘隐含在输入数据中的关键特征,建立输入轨迹与电网稳定与否的映射关系,评估系统的暂态稳定性,降低了网络的错判样本,有效提升了模型评估的准确率,增强了模型的鲁棒性以及泛化能力。仿真验证了该方法的可行性,并且所提方法相比于其他机器学习方法的评估模型更加优越。

基于智能体的电力系统分布式自适应抗干扰控制

针对多机电力系统中不可避免存在非线性、不确定特性和动态干扰等问题,基于径向基神经网络(RBFNN)和非线性干扰观测器(NDO)提出一种分布式自适应抗干扰控制器,以增强多机电力系统的暂态稳定性和鲁棒性。采用RBFNN处理系统中的未知非线性问题,并基于神经网络的输出设计NDO以实现对复合扰动的在线估计;在多智能体框架下为多机电力系统提出一种分布式自适应抗干扰控制策略,实时接收通信网络测量的数据并控制储能装置动作,在外部扰动下实现各电机转速的快速同步与跟踪,并利用Lyapunov稳定性理论证明闭环系统信号的收敛性。仿真实验表明:所提策略有效可行。

MATLAB6在电力暂态波形仿真实现中的应用

为了产生暂态波去检验继电保护装置的特性和动作行为 ,文章利用MATLAB6模拟仿真出一电力系统故障的暂态过程 ,将仿真出接近实际的故障电流和电压波形 ,送入保护交流插件 。

基于层次分析的电力系统暂态模型评价方法

现有模型误差分析方法准确度低,借鉴层次分析法的思想,提出一种电力系统暂态模型评价方法。该评价方法以暂态响应中各正弦分量的幅值、频率、相位和衰减因子作为评价指标,对暂态响应中各正弦分量的模拟准确度进行评价,然后通过各正弦分量评价结果的线性加权实现电力系统暂态模型的总体评价。最后利用仿真验证了该评价方法的正确性与可行性。该方法合理地利用了暂态信号由若干正弦信号相互叠加的特点,更适用于电力系统暂态分析,且该方法采用定性与定量相结合的方式确定各指标的相对权重,在保证了评价方法客观性的同时提高了该方法的适用性。

基于信息融合技术的电力系统暂态稳定评估

应用信息融合技术对电力系统暂态稳定进行评估,提出了一种基于“结合人工神经网络和D-S证据理论的信息融合模型”的电力系统暂态稳定评估方法。当电力系统发生故障时,采用该方法可以综合来自电网和发电机的多个信息源对电力系统的暂态稳定进行判别。首先,选取能迅速反映电力系统暂态过程的特征量,如功角、加速度、转子动能等,进行像素级融合。然后,将这些特征量划分为时间和空间2个征兆域,并分别输入至设定的3个子神经网络进行特征级融合。最后,将特征级融合的输出作为决策级融合的输入,利用D-S证据理论实现时间域和空间域的决策级融合,从而提高了电力系统暂态稳定评估的可靠性。利用中国版BPA暂态稳定程序和电力系统全过程动态仿真软件,对7机24节点系统进行了仿真。仿真结果表明,基于信息融合技术的电力系统暂态稳定评估方法较基于人工神经网络的评估方法更为快速、准确。

一种电力系统暂态稳定并行计算的优化分区策略

大规模电力系统的区域特性为暂态稳定并行计算任务的优化划分创造了条件。基于分层递归二分法的思想 ,分析了基于块对角加边策略的空间暂态稳定并行计算的任务划分目标 ,提出了一种基于区域特性的任务划分策略 ,将电力系统自然的分层分区特性与并行计算领域的图划分算法相结合 ,有效地降低了暂态稳定计算中协调系统规模和算法通信量 ,提高了各个计算进程的负载平衡度和并行计算性能。实际大规模电力系统的算例仿真结果表明 ,文中提出的方法优于METIS图划分软件 ,与其划分后计算性能的对比可见 ,暂态稳定并行计算最佳仿真速率提高超过 10 % ,有效地提高了并行计算性能 ,为大规模电力系统实时暂态稳定并行计算的实现奠定了基础。

电力系统暂态稳定性概率评估方法研究

传统的暂态稳定性分析方法难以反映电力系统故障的随机特性。暂态稳定评估的概率方法是对传统方法的重要补充,但其计算量较大。文章通过分析故障切除时间的统计特性和不同类型故障的严重程度提出了基于归一化暂态能量函数的暂态稳定性概率评估策略。该策略只需对系统中的一小部分严重故障进行暂态稳定性计算,因而能够极大地提高暂态稳定概率分析的效率。文章通过新英格兰10机39节点典型系统的算例说明了该评估策略的有效性和实用性。

水轮机详细模型对电力系统暂态稳定分析结果的影响

电力系统仿真研究中常采用简化的理想水轮机模型,水轮机详细模型对于电力系统暂态稳定分析结果的影响尚有待研究。文中介绍了水轮机的三种线性模型和三种非线性模型,包括基于全特性曲线的水轮机模型、水轮机内特性模型、水轮机简化解析非线性模型、基于模型综合特性曲线的水轮机线性化模型、基于水轮机内特性解析的线性化模型、理想水轮机模型。针对不同水轮机详细模型对电力系统暂态稳定分析结果的影响和适用范围进行了仿真比较分析。仿真结果表明不同的水轮机详细模型对电力系统暂态稳定分析结果的影响不大;电力系统的暂态过程对水力系统来说不一定是大扰动;不同的水轮机详细模型得出的电力系统中、长期暂态稳定仿真结果是不同的,因此在进行中、长期暂态稳定仿真分析时应采用水轮机详细模型。

联络线三相金属性短路地点对电力系统暂态稳定性的影响

研究联络线故障水平对电力系统暂态稳定性的影响,对于电力系统的安全稳定评估与校核,以及暂态稳定预防控制都有着重要意义。分析了在不同地点的联络线上发生三相金属性短路时对于单机无穷大系统和两机系统的暂态稳定性的影响程度。在理论分析的基础上,结合有关算例在各种情况下进行了仿真,仿真结果验证了分析结果的正确性。

基于数据库系统的电力系统暂态稳定在线预防性控制算法

提出结合动态安全数据库系统进行在线预防性安全调控的方法。首先介绍了在线预防性安全调控的概念和实现电力系统在线安全控制的意义。随后介绍了预防性安全调控数据库系统的特点、结构、管理及应用程序的接口技术。结合数据库系统进行在线动态安全分析和最佳控制的算法是一种新构想,其优点是可以提高分析的速度、可靠性和合理性。最后通过算例说明了算法的有效性。