考虑配电网供电可靠性与经济性的FTU优化配置

为了提高配电网的供电可靠性及经济性,提出了一种基于有向图的馈线终端单元(FTU)优化配置方法。该方法以配电网的有向图拓扑构建为基础,考虑负荷重要度和分布式电源(DG)接入的影响,结合区段故障率计算系统年度负荷停电的经济损失期望以评估可靠性,同时计算FTU的投资成本以评估经济性。最终以最小化系统故障停电经济损失期望与FTU投资成本折现值之和为目标,构建了基于混合整数二次规划的FTU优化配置模型,并采用Gurobi求解器求解。基于所提方法利用MATLAB编程对IEEE 33节点修正系统进行算例仿真,给出了最优的FTU配置方案,验证了所提方法的可行性和有效性。

计及FTU信息畸变情况下基于覆盖集理论的配电网故障定位

配电网故障后,馈线终端装置传输的故障信息可能会发生畸变,为了提升基于FTU的配电网故障定位的容错性,考虑畸变故障信息对故障区段定位的影响,对其分类为正常、误判、漏判和影响四种类型;其次,为了消除畸变信息带来的影响,基于覆盖集理论,计及FTU故障信息与保护出口信息的内在逻辑联系,建立配电网故障定位的新目标函数,引入不冗余指标和最小性指标两个约束条件,分别用以处理故障定位的信息畸变问题和故障定位准确性问题;最后,采用遗传算法,对故障定位的配电网含分布式电源和不含分布式电源两种情况展开论述,通过两个算例证明:(1)不同的故障信息畸变对配电网故障定位的影响;(2)基于覆盖集理论的改进目标函数在配电网故障定位中的精度和容错性优势。

10kV配网自动化系统常用故障定位隔离技术研究

本文重点围绕配网自动化系统和组成框架进行浅要分析,同时重点对两种故障定位隔离方案——基于馈线终端(FTU)纵联差动的故障定位和基于矩阵运算的故障定位进行比较,对两种常用的故障定位方案的适用情况进行建议。

量子计算与蚁群算法相结合的配电网故障定位

针对智能优化算法在处理配电网故障定位问题时存在后期收敛速度慢、成功率低的缺点,提出基于量子计算与蚁群算法相结合的量子蚁群算法进行配电网故障定位。首先,鉴于馈线终端单元(feeder terminal unit,FTU)上传信息会发生畸变与缺失的情况,提出计及FTU漏报误报信息的分级定位数学模型;其次,介绍量子蚁群算法的基本原理及应用方案;最后,在MATLAB上进行仿真,验证量子蚁群算法及计及FTU漏报误报信息的分级定位数学模型的有效性。

考虑FTU信号丢失的有源配电网故障区段定位方法

针对极端天气下配电自动化系统易发生大面积通迅故障的问题,提出一种考虑馈线终端装置(FTU)信号丢失的有源配电网故障定位方法。该方法以现有的基于优化算法的有源配电网故障定位模型为基础,在模型中添加表示FTU上传过流信号是否丢失的决策变量,增加FTU信号丢失约束并对适应度函数进行修改,并将模型转化为整数线性规划模型,利用商业求解器进行求解。最后,通过不同故障场景测试验证了所提方法在大规模FTU信号丢失状态下仍有较高的容错性。

基于FTU的新型配电网单相接地故障研究

新型配电网的10 kV线路装有大量的智能开关(FTU),当线路发生单相接地故障后,FTU可以快速监测零序电压电流电气量。分析故障线路、故障区段的零序电压电流的相位关系,与非故障线路和区段零序电压电流相位进行比较,可以快速选线和区段定位。本文针对两侧均含有FTU的故障区段进行零序网络分析,列写节点电压方程,可得出故障距离与两端零序电压电流的解析公式,该公式求出来的故障距离不受接地电阻影响,计算的故障距离较为准确。通过仿真分析,验证了新型配电网下利用零序电压电流进行单相接地故障选线、定位、测距的有效性,最后给出新型配电网单相接地故障处置流程图,可为实际单相接地故障提供参考。

一种基于GOOSE协议的架空线路无级差网络保护用FTU的设计与开发

农牧区电网、山区电网以及生产型企业的配电网多为开放式辐射状结构,采用架空网络野外布线,故障概率很高。在对传统FTU(Feeder Terminal Unit)的原理和功能进行充分研究的基础上,本文给出了一种支持网络保护的FTU的设计与实现方法。该新型FTU除了具备传统的量测信息采集功能外,通过采用高速光纤环网通信,还具备了无级差网络保护功能。部署该新型FTU,能够实现瞬时故障自动识别,永久性故障准确快速隔离,保证非故障区的生产不受影响,实现降低停电损失,提高经济效益的目的。

基于FTU的智能变电站二次回路故障定位方法

变电站二次回路的结构比较复杂,而传统的故障定位方法精确找到故障位置的速度慢,为了提高定位速度,提出了基于FTU的智能变电站二次回路故障定位方法。获取基于FTU的智能变电站二次回路故障数据表征,构建智能变电站二次回路故障定位规则,计算智能变电站二次回路故障点距离,最后对智能变电站二次回路故障点进行精确定位。设计对比实验,实验结果证明该方法在定位速度上具有显著的优势,最快定位速度仅为2s,平均速度为2.52s,为实际应用提供了强有力的支持。

多判据融合算法在小电流接地系统单相接地故障选线装置中的应用

为提高小电流接地系统发生单相接地故障后的选线准确率,充分利用其暂态量和稳态量特征信息,将暂态方向法和有功分量方向法进行结合,同时考虑零序电流和零序电压两个故障特征量,并给出相应的实用判据,实现多判据综合选线。最后根据选线的判据原理对选线装置FTU(Feeder Terminal Unit)进行了软硬件结构设计,并介绍了其实际应用范围、适用场合及定值分析。

一种快捷配网FTU航插型防短路组合试验工具研制

随着配网的快速发展,配网自动化设备在配网建设中已不可或缺。针对常规试验接线方式在自动化开关仓调、现场调试及装置故障处理过程中接线速度慢,试验接线与终端二次端子连接不牢,且接线过程中易出现短路引起人身及设备伤害等问题,提出一种快捷配网FTU航插型防短路组合试验工具。经现场试验,该工具能够大幅度提高调试工作效率,保障现场工作安全,为保证设备的可靠动作、配网的稳定运行提供有力支撑。

智能配电网中故障检测技术优化策略

地铁智能配电网通过采用先进的配电自动化技术,实现了故障的快速定位与隔离,显著缩短了停电时间,提升了供电可靠性。智能分布式配电终端(FTU)间的高速通信网络加强了系统的自愈能力,而一体化检测平台对智能终端进行的全面测试确保了技术的可靠应用和设备兼容性。仿真模型包括供电系统、负载、配电站和故障模型,以及通信和控制单元模型,有效模拟了地铁配电网在不同故障情况下的响应和恢复策略。

柱上开关开断对二次智能设备的电磁干扰研究

随着智能电网的建设和发展,对智能化一次设备提出了更高的要求,二次控制与保护装置的安全可靠运行是实现一次设备智能化的重要保障。柱上开关是配电系统中作为保护与控制的关键设备,其在开断燃弧过程产生的高频信号是二次智能装置中最严重的电磁干扰来源之一,它可能会造成二次装置出现故障,所以研究柱上开关开断对二次智能设备的电磁干扰问题具有重要意义。本文利用合成试验回路对10k V柱上开关进行合成开断试验,采集了电流互感器输出电流信号,FTU控制器输入及输出电流信号,并对采集的波形数据进行时频特性分析,得到了开关分断时对二次侧信号干扰的频带及能量分布情况,结果表明:柱上开关开断对电流互感器二次侧、FTU控制器均产生了瞬态电磁干扰;柱上开关开断燃弧过程引起的干扰主要分布在频带7.81~15.62MHz;电弧过零引起的干扰主要分布在31.25~62.5MHz;瞬态恢复电压引起的瞬态干扰主要分布在31.25~125MHz。

Petri网和冗余纠错技术结合的配网故障区段定位新方法

由于配电系统拓扑结构的复杂性和多变性、故障过程动态离散事件描述的特殊性,使得 Petri 网原理在故障区段定位(FSL)中的应用研究受到限制。文中提出了 Petri 网与冗余纠错技术结合的配电系统 FSL的新方法:依据 SCADA系统所汇集 FTU 的信息分析,通过两次冗余纠错技术消除信息畸变对 FSL 的影响;在自适应获取故障拓扑结构的基础上,将配电系统的 FSL 问题转换为对锁定单一 FTU 的 Petri网求解。该法具有强的通用性、简易性、快速性和准确性;可有效提高 FSL 的容错性能,具有高的实用价值。

智能配电网故障定位系统设计与研究

针对现有的配电网故障定位系统存在准确性和可靠性不高等问题,提出了基于馈线终端单元(FTU)技术和遗传算法的配电网故障定位系统。系统由FTU和主站SCADA构成,其中FTU由主控模块、输入输出模块及通信模块等构成。FTU的硬件采用双CPU体系结构,主控模块以数字信号处理器DSP为核心,通过相电流突变量法进行故障判断;通信模块以32位ARM嵌入式处理器为核心,负责与主站进行实时通信以及外围事物管理。FTU的软件则基于μC/OS-II嵌入式操作系统,设计了多任务、多缓冲区的结构。主站的故障区段定位软件以遗传算法为核心,根据FTU传递来的故障电流信息迅速找到故障区段。仿真试验表明,该算法容错性和实用性强。

分布式发电配电网故障区间定位的自适应矩阵算法

准确定位分布式发电配电网故障区段是有效利用清洁能源的前提。基于馈线终端单元(FTU)的配电网故障定位矩阵算法,提出一种适合分布式发电配电网故障定位自适应算法。根据流过FTU的过电流及其方向,首先判断分布式电源是否投入运行和母线及分布式电源是否发生故障,初步确定配电网的故障区域;再根据故障区域结构和FTU过电流信息自适应构成故障矩阵,定位故障所在线路;为排除畸变故障信息的干扰,比较故障线路两端检测到的故障电流差值,提出了故障电流差值比较判据。算例验证了算法的准确性、高效性和良好的容错机制。

配电网自动化通信系统的分析与研究

针对配网自动化系统各层次的不同功能、不同工作任务,分析研究了配网控制中心-远程配网控制分中心、配网控制中心-站控终端、站控终端-配网终端的通信系统结构。提出了配网控制中心-远程配网控制分中心的通信采用SDH2M+路由器或光纤收发器;配网控制中心-站控终端采用SDH2M+路由器或SDH64K通信方式;站控终端和馈线主干线上的FTU通信采用光纤以太网通信方式;馈线主干线FTU和馈线支路上的FTU、TTU通信采用屏蔽双绞线的专线通信方式;TTU和集抄器通信采用485总线方式通信。提出的配电自动化系统通信系统具有很强的实时性、可靠性和很好的性能价格比。

配调一体配网自动化系统的设计与实现

配网自动化的内容涉及配电和用电领域的各个方面。在配网自动化设计实施时,需结合本地实际情况设计自己的最优方案。自动化系统在保证电压质量、降低电网网损的同时,要尽可能简化配电网的结构及减少投资,在充分合理利用能源的基础上,大大减少调度、无人职守站值班员和保修人员的数量及其劳动强度,做到减员增效。论述了宣化配网自动化系统构成与功能开发,重点介绍了配网自动化系统与相关自动化系统的整合技术、故障处理技术、通讯技术等。

基于GIS和区间FTU的配电网网损计算方法

结合配电自动化的工程实际问题,针对很多配电系统只装设馈线终端单元(FTU)而欠缺配变终端单元(TTU)的情况,提出了一种基于地理信息系统(GIS)和区间FTU的配电网网损计算方法。该方法利用馈线区间FTU的量测数据和负荷容量,把原来基于馈线的网损计算改进为按区间进行计算的算法,既克服了TTU装设不完全的问题,又提高了计算精度和对各类网损的分析管理能力。文中还提出了一种基于GIS的区间拓扑分析方法,使拓扑分析与网损计算具有相对的独立性,程序结构更清晰,并具有对不完整量测数据的处理能力。

基于ARM的馈线自动化系统设计

介绍了基于10kV电力线载波通信的馈线自动化系统的网络结构。阐述了基于ARM7处理器的馈线终端单元(FTU)硬件平台的设计方案,详细介绍了各个模块功能,其中,载波通信模块能有效应对信道的恶劣传输特性。软件设计采用了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ,能够实现继电保护、电量采集、载波通信、无线遥控等功能。鉴于目前还没有适用于配电网载波信道的通信协议,提出了基于有限状态机的通信协议设计方案,在IEC870-5-101协议的基础上实现了灵活、可靠的中继通信。现场运行表明,系统稳定可靠,具有较高的实用价值。

基于FTU故障信息的Petri网故障诊断方法

针对基于输电网的继电保护与断路器的动作信息的建模不适用于配电网络的问题,结合配电网络的结构和运行特点,提出了基于FTU(feeder terminal unit)故障信息的Petri网建模方法。综合利用FTU上传的过电流信号和幅值量测信息,实现了配网故障诊断的快速性和容错性。根据配网的拓扑结构特点采取分层故障诊断的方法,先后诊断出故障馈线、故障单元和故障区段;采用了基于概率信息和带有抑止弧的Petri网模型,增强了网系统的模拟能力。通过对典型算例进行故障诊断,证明了此方法的有效性和可行性。