基于误差反向传播ANN的电网磁暴灾害风险评估方法

利用误差反向传播(BP)人工神经网络,结合对电网磁暴灾害危险性影响因素的分析,建立了电网磁暴灾害风险程度评估指标和评价模型。利用山东500kV电网的资料参数对网络进行了训练和性能检验,验证了模型和方法的有效性,该方法计算结果能反映电网不同站点的风险等级差别,且符合各站点的实际情况,具有一定的客观性。

特高压网架下我国电网的磁暴灾害风险分析

"十二五"期间,国家电网公司大力推进以特高压为主网架的坚强智能电网建设,建成以东北和西北为送端,三华同步电网为受端的全国一张网格局。作为一种新的电网灾害,磁暴对特高压网架下我国大规模电网的影响和风险分析急需开展。分析了磁暴灾害对电网的影响机理,紧密结合"十二五"期间国家电网公司的特高压电网规划,对我国大规模同步电网的磁暴灾害风险和潜在的威胁进行了探讨。通过借鉴国外电网磁暴灾害下的运行经验,为我国大规模同步电网的建设和运行提出了防御措施和建议。

山东电网磁暴灾害风险及研究进展

针对山东电网"西电东送"的格局及半岛环海的地形特征,分析了山东电网的磁暴灾害风险。结合2015年山东电网500 k V主网架,选取典型磁暴感应出的地面电场数值,使用MATLAB仿真软件计算了最大运行方式下变电站的GIC水平。计算结果表明,连接线路数少、位于电网末端或拐角、连接有长线路的变电站容易诱发较大的GIC,其绝对平均值最高可达25.7 A,成为危险点变电站。结合磁暴灾害对省域规模电网的影响,综述了山东电网磁暴灾害的研究进展,并提出了进一步研究"海岸效应"影响机理和构建GIC监测平台的建议。

磁暴扰动下电力系统故障风险评估方法与模型

磁暴灾害影响电力系统运行,破坏电力设备,甚至引发大面积停电事故。针对目前电力系统规划、调度决策和安全防御体系需要把握和量化电力系统磁暴灾害风险的需求,提出电力系统磁暴灾害风险评估方法与模型。首先分析电力系统磁暴灾害特点及其影响因素,在此基础上设计磁暴灾害下电力系统运行模拟程序,并借助软件平台搭建磁暴扰动与电力系统运行混合模型;之后在极值理论基础上建立磁暴扰动模型与概率测度,以此作为扰动量输入混合模型进行仿真模拟;最后从设备过载、节点电压越限和线路过载的角度定义基于熵理论的电力系统运行风险指标,建立电力系统磁暴灾害风险综合评估模型。利用GIC Benchmark算例系统进行仿真计算,结果验证了所提方法与指标的正确性和有效性。

基于行星际太阳风信息和三维磁流体力学模型预测电网GIC的计算方法

准确预测或预报地磁暴在电网中产生的地磁感应电流(geomagnetically induced current,GIC),对在电力系统调度运行中采取措施防御地磁暴电网灾害具有重要的意义。以行星际太阳风参数和观测数据为基础,提出基于行星际太阳风信息和三维磁流体力学(magnetohydrodynamics,MHD)模型评估电离层电流体系的算法,电离层电流计算地磁扰动(geomagnetic disturbance,GMD)以及GMD计算电网GIC的算法,以对电网GIC进行预测。算例的计算结果表明,所提基于行星际太阳风、电离层电流、GMD因果链体系以及观测数据和计算数据预测电网GIC算法具有比较高的精度,能有效量化评估灾害性地磁暴事件的影响程度,满足电网灾害性事件的预测和预警的需要。

多电压等级电网的GIC-Benchmark建模方法

准确计算电网地磁感应电流(geomagnetically inducedcurrents,GIC)对评估磁暴灾害至关重要。以往的电网GIC建模集中于高压线路,即只考虑最高一级电压线路而忽略了低压部分。这种简化忽略了与高压线路有联系的变压器绕组支路及低压系统,降低了电网GIC的计算精度从而影响电网磁暴灾害的风险评估。以美国电科院(EPRI)等单位新设计的GIC-Benchmark算例为基础,在GIC节点导纳矩阵的算法上,通过对不同电压等级线路、不同变压器绕组支路模型的分析与研究,提出用于多电压等级并存的电网GIC全节点模型和简化模型建模方法。算例及其结果表明,所提建模方法能有效解决多电压等级电网GIC的计算问题,提高GIC的计算精度。

魁北克停电事故分析及对我国“三华”联网的启示

1989年3月13日发生的特大地磁暴造成加拿大魁北克电网大停电事故,介绍事故前魁北克电网的运行情况以及事故的经过和原因分析。作为一种新的电网灾害,磁暴对我国规划中的"三华"特高压同步电网的影响和风险分析亟需开展。结合"十二五"期间国家电网公司的规划,对我国大规模同步电网的磁暴灾害风险和潜在的威胁进行探讨。在总结魁北克大停电的教训和治理经验的基础上,提出了"三华"特高压同步电网磁暴灾害的防御措施和建议。

山东电网变压器直流偏磁监测平台

结合±660 k V银东直流单极大地调试期间的实测数据,分析山东电网变压器的直流偏磁情况。在分析山东电网磁暴灾害风险及其潜在的直流偏磁影响基础上,使用MATLAB仿真软件计算2015年山东500 k V电网最大运行方式均匀电场下的GIC水平,得出具备连接线路数少、位于电网末端或拐角、连接有长线路等特征的变电站可能成为高危变电站的结论。提出构建变压器直流偏磁监测平台的思路和框架,详述该平台的在线监测流程、与外部信息的整合交换、在线计算和预警功能,为调控人员评估大电网直流偏磁风险、制定调度应急策略提供依据和支持。

直流偏磁对变压器的影响及治理措施

直流偏磁是变压器运行的一种不健康状况,在基础上分析了直流输电单级大地运行导致的直流偏磁机理。直流偏磁的出现会造成变压器的机械疲劳和绝缘损伤,且谐波对保护装置运行安全性产生了一定影响。本文介绍了磁暴灾害和直流输电单极大地运行情况下,变压器的直流偏磁机理。并重点分析了变压器直流偏磁下的次生灾害效应对变压器设备产生的不利影响,主要体现在变压器本体振动噪声增大、损耗温升增加造成的损伤,直流偏磁谐波对保护和无功补偿设备造成的误动和谐波放大影响,并从规划运行角度提出了预防和治理措施。