基于APSO-SSD-SVD的特高压换流站OLTC振动信号降噪方法

随着中国特高压交直流换流站的大规模投运,有载分接开关(on-load tap changer, OLTC)已成为特高压换流站中发生故障较多的设备之一。针对强背景噪声环境下特高压换流站OLTC故障特征难以提取的问题,提出一种基于自适应粒子群算法优化奇异谱分解和奇异值分解的方法。首先,利用自适应粒子群优化(adaptive particle swarm optimization, APSO)算法对奇异谱分解算法中的模态参数进行优化,选取最优分解模态数。其次,基于最大峭度准则选取最佳奇异谱分量。然后,确定最佳重构阶数,通过奇异值分解重构信号,从而达到信号降噪的目的。将所提方法应用于仿真信号和实验信号,结果表明所提方法的信噪比达到23.302,均方根误差仅为0.004,并且波形相似参数高达0.998,优于其他降噪方法。所提方法能够更有效地实现对特高压换流站OLTC振动信号的降噪,为辅助运维人员诊断OLTC状态提供参考。

Coordinated voltage regulation strategy of OLTC and BESS considering switching delay

When large-scale distributed renewable energy power generation systems are connected to the power grid,the risk of grid voltage fluctuations and exceeding the limit increases greatly.Fortunately,the on-load tap changer(OLTC)can adjust the transformer winding tap to maintain the secondary side voltage within the normal range.However,the inevitable delay in switching transformer taps makes it difficult to respond quickly to voltage fluctuations.Moreover,switching the transformer taps frequently will decrease the service life of OLTC.In order to solve this critical issue,a cooperative voltage regulation strategy applied between the battery energy storage systems(BESSs)and OLTSs.is proposed By adjusting the charge and discharge power of BESSs,the OLTC can frequently switch the transformer taps to achieve rapid voltage regulation.The effectiveness of the proposed coordinated regulation strategy is verified in the IEEE 33 node distribution systems.The simulation results show that the proposed coordinated regulation strategy can stabilize the voltage of the distribution network within a normal range and reduce the frequency of tap switching,as such elongating the service life of the equipment.

光伏接入条件下影响OLTC“负调压效应”临界点因素的研究

光伏发电并网规模增加,其出力不确定性容易引起电网电压的波动,有载调压变压器(OLTC)成为其主要的调压手段。而OLTC变比的调整容易对电力系统电压稳定运行造成影响,且主要影响其稳定的成因在于OLTC“负调压效应”临界点位置的变化。因此本文作者研究了光伏接入条件下,影响OLTC“负调压效应”临界点的因素。结果表明系统输出端电压、有载调压变压器负荷侧功率因数、以及光伏发电功率因数变化与有载调压变压器“负调压效应”临界点的位置直接相关,并在IEEE 14节点系统进行了验证分析。

基于自适应ε约束法考虑OLTC模糊控制的低碳配电网双层规划

新时代低碳发展目标给配电网带来巨大挑战,为保证供电时降低配电网碳排放,提出了一种考虑有载调压变压器(on-load tap changer,OLTC)模糊控制的低碳配电网双层规划模型。依据网损灵敏度确定微型燃气轮机(micro-turbine generator,MTG)、新能源、储能和电容器(capacitor banks,CB)选址,采用双层模型实现低碳配电网规划。上层规划层以综合成本最小为目标,考虑了微型燃气轮机、新能源、储能和电容器投资运行成本,采用改进鲸鱼算法求解。下层运行层以运行成本和电压偏移量最小为目标,考虑了OLTC模糊控制、电容器投切、新能源不确定性、微型燃气轮机和储能调度,采用自适应ε约束法多目标粒子群算法获得均匀帕累托前沿,利用TOPSIS决策法选取最优解。最后通过改进IEEE33节点系统算例验证表明,所提方法能够实现配电网低碳经济运行,改善潮流分布,提高电压质量,降低网损。

考虑发电机励磁保护和OLTC的多时间尺度连锁故障模型

世界范围内多次连锁故障和大停电事故表明,无功电压相关因素对连锁故障具有重要影响。提出了一种计及有载调压变压器(on-load tap changer,OLTC)和发电机励磁保护的多时间尺度大停电模型。该模型提出了对无功电压具有重要影响的发电机励磁保护和OLTC动作的建模方法,并进一步基于该模型提出了多时间尺度连锁故障模拟方法,实现了连锁故障动态过程的清晰描述,克服了传统连锁故障模型在此方面的局限性。文中用IEEE 30节点系统进行了连锁故障仿真计算,分析了发电机励磁保护、OLTC动作等与无功电压密切相关的因素对连锁故障的影响及机理,并揭示了连锁故障的若干阶段性特征。

OLTC 仿真模型及其对电压无功稳定性的影响

讨论了有载调压器（ＯＬＴＣ）的动态建模问题。作为关键的电压控制设备，ＯＬＴＣ的动态特性在各种动态研究中显得格外重要。文中对各种类型的ＯＬＴＣ提出改进的离散—连续模型，并将ＯＬＴＣ的模型应用于３机１１母线系统的仿真程序中，讨论了其对长期电压稳定性的影响。仿真的结果表明：在电压开始降落的最初阶段，ＯＬＴＣ的调节作用能够维持负荷端的电压水平，但在某些情况下，ＯＬＴＣ的动态特性会导致系统的负荷过重，从而使得电压崩溃提前发生。

基于OLTC和SVC的光伏并网发电电压控制技术研究

提出一种利用调节有载调压变压器(on-load tap changer,OLTC)分接头来改善分布式光伏电源接入配电网时对电压分布影响的控制技术;并考虑在单一调节OLTC无法实现的场合,通过有载调压变压器(OLTC)与静止无功补偿装置(Static Var Compensator,SVC)复合式调节,使电压偏差控制在允许的范围之内。仿真结果表明,该综合控制技术能够有效的改善分布式光伏电源接入配电网对电压分布的影响。

基于改进遗传算法含OLTC风电系统电压控制

为了克服风电波动使电压难以控制的问题,建立了以电压安全、网损和电压比调节裕度为目标的多有载调压变压器(on-loadtap changer,0LTC)协调优化模型,以便带负荷切换电压比,使调压更灵活有效;结合风速Weibull分布和风电机组出力特性,将风电机组有功出力划分为若干区间,采用区间均值参与多0LTC协调优化,以确定电压比调节方案,并估计电压安全的概率;为改善遗传算法的全局收敛性,采用整数编码,综合概率生存和最优保留策略选择子代种群,并依据随机配位数组和变量约束内的随机数组对子代个体进行交叉变异,以用于风电系统中电压比优化调节方案计算。算例表明:合理选择目标权重和划分风电波动区间,电压比优化调节方案能确保较高的电压安全概率;改进遗传算法可有效地降低普通遗传算法就近取整的控制误差:电压安全目标的权重越小,风电出力划分的区间数越少,越不利于系统电压安全;风电机组有功出力越低的区间组合,目标函数值越小,系统电压越安全。该方法用于含风电的电力系统,可提高电压比优化调节方案电压控制的精度及电压安全的概率。

OLTC对静态电压稳定极限影响的研究

针对OLTC动作和负荷动态特性引起的电压稳定现象复杂且不容易把握的问题,利用Pmax-φ、Vcr-φ曲线分析研究了OLTC变比调整对静态电压稳定极限的影响以及OLTC调整时对应的临界变比,即OLTC连续增大变比时,Pmax-φ、Vcr-φ曲线将逐渐上移;OLTC连续减小变比时,Pmax-φ、Vcr-φ曲线将逐渐下移;在OLTC变比调整过程中,其调整幅度不能超出临界变比确定的调整区域。算例仿真结果表明,利用Pmax-φ、Vcr-φ曲线能很好地阐述OLTC调整对静态电压稳定极限的影响。

OLTC对含DG电力系统静态电压稳定极限的影响

在静态范围内利用三元分析法阐述了OLTC动作引起的Pmax-、Vcr-曲线的变化,研究了在接入分散,电源的电力系统中,OLTC变比调整对其静态电压稳定极限的影响,并采用两机系统进行了仿真分析得出,OLTC变比变化改变了系统的最大传输功率稳定极限Pmax和临界电压稳定极限Vcr,影响了电力系统稳定运行范围;由于分散电源在配电网的接入,OLTC变比变化对Pmax和Vcr的影响程度不同。

基于相关性分析的OLTC运行状态评价方法研究

在有载调压变压器分接开关(OLTC)动作过程中,监测驱动电机电流信号和切换振动信号并对其进行处理。通过分析信号与OLTC运行状态的关联关系,选取能显著反映OLTC运行状态的重要指标量,并将其处理形成基于正常运行标准值的标准化后的相对值。以每次监测获得的一组指标量为一个样本,通过采集样本与正常样本间的相关性分析,或两组以上的样本中某两个关注样本之间的偏相关性分析,得到相关系数或偏相关系数。以相关系数或偏相关系数作为OLTC运行状态评价的重要参考指标,判断OLTC运行的正常与否及运行状态变化趋势。

OLTC振动信号特征提取的动力学分析方法

机械故障是变压器有载调压分接开关(On-Load Tap Changer,OLTC)的主要故障类型,因此监测其机械运行性能对保障电力系统安全、稳定与可靠运行具有重要意义。区别于传统的时、频域分析方法,本文提出了一种基于多维坐标空间提取相轨图几何特征的方法,通过定义相点空间分布系数以定量描述开关操作时不同振动模式的特征变化,从混沌动力学角度为机械状态监测与故障诊断提供了一项新的科学依据。对现场监测数据的分析表明,文中提出的特征提取方法是可行的。

基于混合倒谱系数与CNN的OLTC动作声信号快速分辨方法

有载分接开关(on-load tap changer,OLTC)的机械故障声纹在线监测技术逐步得到应用,为消除OLTC声纹在线监测过程中外界环境干扰导致的误动,提出一种基于混合倒谱系数与卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的OLTC声音辨识方法。首先通过现场采集与搭建试验平台的方式构建OLTC声信号数据集,并将变电站采集的环境声数据与ESC-50数据集共同构建成环境声数据集;其次,根据OLTC的声信号分布特性,采用梅尔倒谱系数、伽马通滤波倒谱系数、幂律归一化倒谱系数组成的混合倒谱对原始信号进行降维预处理,提升后续识别速度;最后,引入CNN通过超参数调整和网络结构优化设计构建声音辨识模型,实现OLTC与环境干扰的声信号辨识。结果表明,该方法在辨识OLTC与环境干扰声音方面具有较高的准确率与较快的计算速率。

OLTC振动信号的多维空间相轨图几何特征

机械故障是变压器有载调压分接开关(OLTC)的主要故障类型,监测其机械性能对保障电力系统安全稳定运行具有重要意义。为了给OLTC故障诊断提供更丰富的信息源,提出了一种基于多维坐标空间提取相轨图几何特征的方法,它区别于传统时、频域分析法,通过定义相点空间分布系数以定量描述开关操作时不同振动模式的特征变化,从混沌动力学角度为机械状态监测与故障诊断提供一项新的科学依据。现场监测数据分析表明,提出的特征提取方法可行。

具有OLTC的混杂电力系统模型与切换稳定分析

提出了利用可编程赋时 Petri网 ( PTPN)建立混杂电力系统模型的方法 ,分析了有载调压变压器 ( OLTC)的离散调节与连续动态负荷的相互作用。提出了分析混杂电力系统切换稳定的多Lyapunov函数方法 ,并运用多 Lyapunov函数分析了混杂电力系统切换的稳定性。针对一个实例进行仿真分析 ,给出了多 Lyapunov函数法分析的仿真结果。

基于WP_SVD降噪的OLTC振动信号特征识别

为对变压器有载分接开关机械故障进行诊断,提出一种结合奇异值分解SVD(singular value decompo-sition)消噪与小波包WP(wavelet packet)消噪的信号特征提取方法。首先对信号进行小波包消噪,然后进行SVD二次消噪,将消噪信号进行经验模态分解EMD(empirical mode decomposition),对得出的各阶固有模态分量进行希尔伯特-黄变换HHT(Hilbert-Huang transform)。数值仿真表明基于WP_SVD降噪的信号特征提取比小波包或SVD单独降噪的信号特征提取方法有效,并成功地将该方法应用到分接开关实际振动信号分析中。

含有OLTC的电力系统的模型与分析

提出了利用规划计时Petri网方法来建立混杂电力系统的模型,分析了OLTC的离散调节与连续动态负荷的相互作用。运用多Lyapunov函数分析了混杂电力系统切换的稳定性,并给出了多Lyapunov函数法分析的仿真结果。最后,利用混杂规划计时Petri网模型,对负荷的突然变化进行了仿真。仿真结果表明,建立的模型是可行的。

基于变比连续化的风电系统OLTC电压控制灵敏度算法

风电功率快速变化导致电压波动频繁且幅度较大.有载调压变压器(on-load tap changer,简称OLTC)通过改变无功分布实现调压,无需新增投资.普通变比灵敏度算法未考虑变比的离散约束,所得灵敏度不很准确,用于指导OLTC变比调节存在误差.采用二进制编码,将变比转化为0-1变量的线性组合,引入NCP函数将0-1变量连续化,提出基于NCP函数的连续化变比灵敏度算法,以应用于风电系统电压控制.探讨分析影响OLTC变比调节的因素.算例分析表明该文算法是有效可行的.

基于振动监测的OLTC运行状态分析方法研究

介绍对OLTC振动监测数据分析应用应区分不同机械结构的OLTC,其次基于数学方法对监测数据特征量的提取分析应用中应滤除本体运行产生的噪声影响,进一步通过监测信号特征波形的比较分析,关注每个OLTC调档操作中存在的特征量,判断OLTC的运行状态正常有否,诊断其不同类型的故障。

OLTC和OXL的动态特性对电力系统长期电压稳定性的影响研究

在MATLAB/SIMULINK环境下,通过考虑慢动装置(有载分接头变压器OLTC、过励限制器OXL)的动态特性来研究一个简单电力系统长期动态电压稳定性。经过研究发现:对于某些干扰,系统可能不会遭遇短期电压稳定性问题,但是由于发电机过励限制器等的作用,却会遭遇长期电压稳定性问题。同时还发现:向负荷节点提供大量无功功率可以提高系统的长期和短期电压稳定极限。