基于S变换的电压凹陷分类专家系统

提出了基于时频分析方法S变换的电压凹陷分类专家系统。分析了由故障、故障自清除、变压器激磁和感应电机启动等原因引起的电压凹陷在三相幅值凹凸性、谐波含量、幅值突变次数和相位跳变等方面的不同特征,利用S变换良好的时频分析能力提取并量化这些特征信息,并引入了幅度因子、谐波增量、幅值突变次数和最大相位增量等指标,由此建立专家系统推理算法和判别规则。采用二十进制转换分类方式输出分类结果。给出了对多级电压凹陷进行简单判别的方法。通过仿真和实际算例验证,该专家系统可对所考查的电压凹陷进行准确分类判别。

敏感负荷电压凹陷敏感度的随机估计方法

用正态分布概率密度函数表征负荷电压耐受曲线的随机性,建立了电压耐受曲线和负荷敏感度的随机模型,提出了敏感负荷电压凹陷敏感度的随机估计方法。该方法采用累计求和的方式评估敏感度,避免了对敏感度等级的划分。运用Matlab对敏感负荷的电压凹陷敏感度进行了评估,并与11台计算机的实测结果进行了对比,验证了该方法的正确性和有效性。

电压凹陷特征量检测算法研究

对于电压凹陷的三大特征量幅值、持续时间和相位跳变的准确检测是电压质量评估与抑制干扰首先要解决的重要课题。介绍了常用的凹陷特征量的有效值计算法、峰值电压法、基波电压分量法和单相电压变换平均值法 ,并以单相电源为参考电压采用 6 0°延时方法构造了一个虚拟的三相系统 ,借助dq变换将三相电压变换到d q轴 ,提出了有实用意义的d q分解平均值法和d q分解低通滤波法 ,可对单相电压凹陷的三大特征量进行瞬时计算。通过计算机仿真 ,对各种方法的适用性进行了详细的对比分析 ,结果表明本文所提方法具有较好的跟踪特性 ,适合于电压凹陷分析与动态电压恢复器 (DVR)的实时检测应用。

考虑相位跳变的电压凹陷动态补偿控制器研究

近年来 ,人们已认识到电压凹陷所伴随的相位跳变对凹陷补偿的影响 ,并将其作为衡量电压凹陷的特征量之一。但如何对三相系统中任一相发生电压凹陷时的相位跳变及其它特征量进行实时检测与补偿仍是人们探讨的问题。通过从单相系统到三相系统的构造与电压变换 ,该文提出了“瞬时电压d q变换法” ,可对任一相所发生电压凹陷的相位跳变、幅值和起止时刻进行实时检测。结合实际电能质量扰动信号的特征 ,给出了判断电压凹陷发生与否以及是否超出补偿装置补偿能力的措施。文中所提方法为凹陷的在线检测与评估及其实时补偿提供了手段 。

敏感负荷电压凹陷敏感度的最佳平方逼近评估法

敏感负荷电压凹陷敏感度评估的关键在于电压耐受曲线随机分布规律的确定。文章以勒让德多项式为基函数,提出一种通过最佳平方逼近法确定敏感负荷电压凹陷敏感度特征参数随机分布的概率密度函数的方法,该方法无需主观假设,忠实于样本特征,具有原理简单、计算量小的特点。文中对概率密度函数的逼近算法、评估原理和过程进行了研究,以PC机为例,通过蒙特卡罗方法随机模拟样本,用所提出的方法进行评估,证明了所提出方法的准确性和适应性。

电能质量问题的研究和技术进展(三)——电力系统的电压凹陷

首先介绍电压凹陷的一般概念。从幅值和持续时间所反映的波形特征上对各种电压凹陷进行分类。基于系统可靠性的分析方法提出电压凹陷影响评估的方式并给出性能指标,考虑了敏感负荷的要求和电压凹陷的量化标准。最后简要介绍了电压凹陷的一般控制方法。

用小波变换和有效值算法实现电压凹陷的准确测量

随着各种敏感用电设备的广泛应用 ,电压凹陷问题已成为近年来各方面关注的焦点。电压凹陷的衡量指标包括幅值、持续时间、频次和畸变度等 ,其中幅值和持续时间的精确测量是电压凹陷实时监测中首先要解决的问题。文中详细研究了小波变换模极大值原理在电压凹陷检测中的应用 ,提出了小波变换与有效值算法相结合的电压凹陷测量方法 ,克服了有效值算法不能精确测量持续时间的不足 。

考虑故障阻抗与多级变压器影响的电压凹陷评估

综合考虑了故障阻抗的随机性和不同绕组联接方式的多级变压器对凹陷评估的影响。建立了故障阻抗的随机分布模型和多级变压器的等效移相矩阵,对考虑2个方面影响因素后的电压凹陷幅值与频次评估的数学模型、算法和步骤进行了详细研究。对简单9节点系统和IEEE30节点系统进行了仿真分析,结果证明,变压器绕组联接方式对电压凹陷幅值和频次均有影响,故障阻抗对电压凹陷幅值有明显影响,与现有评估方法进行比较,评估结果准确,原理简单,适用于任意规模与结构形式的电网。

线路故障引起电压凹陷的频次最大熵评估

实际电力系统中,线路故障点受诸多因素影响,具有随机不确定性。针对其随机规律难以直接计算的问题,提出利用最大熵原理评估线路故障引起的电压凹陷频次新方法。该方法综合考虑不同线路故障类型,首先利用解析式法确定线路故障区间,然后直接以故障区间样本数据的统计矩作约束条件,通过最大化熵,提取线路故障点的客观概率分布,并结合线路故障率评估得到母线电压凹陷的频次。文中阐述新方法的应用背景及实现原理,并对IEEE-30节点标准测试系统进行仿真分析,与传统故障点法比较,新方法不受舍入误差影响,仿真结果证明该方法的准确性、适应性及推广性。

利用S变换时频等值线图与幅值包络向量实现电压凹陷的分类

提出了一种基于S变换的电压凹陷分类方法。该方法基于各种电压凹陷在三相幅值凹凸性、凹陷持续阶段特定谐波成分以及幅值突变次数等方面的不同特征,通过应用具有良好时频分析能力的S变换提取这些特征,并采用修正一阶中心矩、时频等值线图、相位变化曲线等环节实现对电压凹陷的分类。分类过程简明,可对故障、故障自清除、感应电动机起动以及变压器励磁等多种原因引起的电压凹陷进行正确分类。仿真验证了该方法的有效性。

一种补偿电网电压凹陷的DVR优化补偿策略

针对电网中敏感负荷引起的电压凹陷问题,以及提高动态电压恢复器(DVR)的补偿质量,提出了一种优化的综合补偿策略。首先,详细分析了DVR三种基本控制策略的补偿电压与功率流动,推导出最大跌落支持时间;然后,提出了一种跌落前补偿向最小能量补偿过渡的优化综合补偿策略,利用一次过渡曲线将跌落前补偿的电压幅值与相角逐渐过渡到最小能量补偿的值,物理意义明确,减小电压相位跳变的同时增加补偿时间。算例分析结果表明,该法较单一补偿方法显著增加了DVR的补偿时间。仿真结果验证了该方法的有效性。

一种改进的电压凹陷特征量检测方法

对于可有效解决电压凹陷问题的动态电压恢复器来说,准确检测出电压凹陷的三大特征量即凹陷幅值、持续时间和可能出现的相位跃变是其关键所在,分析了目前常用的单相电压凹陷特征量检测方法,提出了一种改进的检测算法,该算法利用求导数法来构造三相虚拟电压,通过瞬时电压d-q变换和低通滤波器得到凹陷特征量。仿真分析证明了这种方法的可用性。

带补偿分量的时变卡尔曼滤波的电压凹陷检测方法

针对电压凹陷的实时检测问题,提出了带补偿分量的时变卡尔曼滤波。将电压凹陷信号分解为稳态分量与补偿分量,建立带补偿分量的卡尔曼滤波模型;电压稳态期退出补偿分量,电压凹陷期投入补偿分量,检测的补偿分量直接作为动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)的指令值。结合αβ/dq变换给出电压凹陷有效值和相位跳变。应用滤波残差法检测电压突变,并提出锁定延迟法克服补偿分量频繁投入与退出。仿真结果表明,该方法比普通卡尔曼滤波、虚拟三相dq变换方法具有更快的响应速度,满足DVR的实时性要求。

雷击与普通短路故障引起的电压凹陷特征

为了提取雷击引起的电压凹陷特征,分析与普通短路故障引起电压凹陷的区别,使用基于电磁暂态仿真系统PSCAD/EMTDC仿真了雷击引起的电压凹陷与普通短路故障引起的电压凹陷。以IEEE RBTS-6标准测试系统作为仿真对象,考虑了母线是否加装避雷器两种情况。研究表明,无论在哪种短路故障情况下,雷击引起的电压凹陷与普通短路故障电压凹陷相比,凹陷深度一致,持续时间略短,且两者的凹陷波形特征不同。母线设置避雷器后,雷击引起的电压凹陷持续时间增加,但短于普通故障引起的电压凹陷持续时间,说明系统的保护装置会影响电压凹陷的特征。现有电能质量监测仪器可监测母线电压波形,为通过电压波形分析辨识引起凹陷的原因提供了理论基础。

新型动态电压凹陷校正器研究

提出一种基于串并联的动态电压凹陷校正器(DVSC)补偿三相电力系统电压凹陷或隆起新方法,该方法较现有动态电压调节器(DVR)及配电静态补偿器(D-STATCOM)能在大幅降低成本的同时有效地提供保护。该方案基于电压升压变换电路,能够通过升压或降压快速校正电压,其主要特点是具有最小能量储存的单阶功率变换电路。介绍了新型电压控制拓扑、晶闸管旁路开关的交换逻辑。仿真和实验结果证明了该方法的有效性。

基于箱形图和矩估计的敏感元件电压凹陷敏感度评估

提出了一种基于箱形图和矩估计的敏感元件电压凹陷敏感度评估方法。利用箱形图对敏感元件的测试样本数据进行处理,根据处理结果确定元件电压耐受曲线的随机变量,并建立适合于样本数据的概率密度函数,以此描述其随机规律。利用矩估计方法确定概率密度函数的参数,保证了概率密度函数的客观性和准确性。该方法减小了主观假设的影响,通过对PC机的评估,并与现有文献报道的测试结果对比,证明了该方法的可行性和正确性。

基于模糊失效准则的敏感设备电压凹陷敏感度评估

提出基于模糊理论的敏感设备电压凹陷敏感度评估方法。凹陷期间设备从安全到故障存在一个过渡过程,将这一过渡过程作为模糊极限过程,用设备隶属于安全状态的隶属度进行描述。利用能量函数作为设备隶属于安全状态的隶属函数,并结合正态分布函数刻画系统扰动和设备耐受能力的随机分布规律。系统扰动和设备耐受能力的概率密度函数参数分别由IEEE30节点仿真数据及实际测试数据得到。仿真结果验证了所提方法的有效性和准确性。

一种基于锁相环的电压凹陷特征量检测方法研究

提出了一种基于某改进锁相环的电压凹陷特征量检测方法,可较简单地实现电压凹陷3大特征量(起止时刻、电压幅值、相位跳变)的有效检测。该锁相环为一闭环的相位反馈控制系统,能实时跟踪输入的基波瞬时相位和瞬时幅值。然后由瞬时幅值可检测出电压的幅值下跌以及对应的起始时刻、结束时刻,而根据瞬时相位则可得到相位跳变,从而实现起止时刻、下降幅值、相位跳变等3大电压凹陷特征量的检测。该法结果直观、实时性较好,且内部完成相位自适应跟踪,不需要另外的系统频率测量,实现简单。仿真结果证明了方法的有效性。

基于电压凹陷矩阵的不对称电压凹陷评估方法

提出了基于故障相与非故障相电压凹陷矩阵解决单相对地短路故障电压凹陷域的确定方法。利用网络正序、负序、零序阻抗矩阵,建立故障相与非故障相电压凹陷矩阵,从而得到网络任一节点凹陷域的准确描述。确定了非故障相发生电压凹陷的条件,并针对不对称短路故障的特点,考虑了变压器不同绕组方式对电压凹陷传递的影响。由凹陷矩阵提供的信息还能比较网络不同节点发生短路时对其余节点产生的凹陷幅值。最后以IEEE14节点系统作为算例进行仿真分析,仿真结果证明了所提算法的有效性。

敏感设备电压凹陷敏感度的随机-模糊评估方法

受系统凹陷特征和设备自身电压耐受能力不确定性的影响,对电压凹陷引起的敏感设备故障进行评估存在困难。系统凹陷严重程度取决于系统内故障位置、类型等因素,设备的电压扰动承受能力与设备结构、功能、运行状态等因素有关。基于不确定性理论,分别用随机变量和模糊变量描述系统凹陷特征和设备电压耐受能力的不确定性,提出了一种敏感设备电压凹陷敏感度的随机-模糊评估方法。以IEEE-30节点系统连接PC机为例进行了仿真,并与随机模拟结果进行了比较,结果表明文中的评估方法能较好地反映实际情况,评估准确性高,有一定的理论价值和较好的工程应用前景。