Faults有限元程序在Windows平台上的移植

Faults有限元软件综合高程、热流、断层等多个地球物理场参数,相较于Ansys、Adina等商用有限元软件能更好的处理断层的摩擦机制,因此Faults有限元软件在地学模拟中有独特优势。目前使用的Faults软件基于IBM科学与工程数学库(ESSL),使用环境较为苛刻,使用不便,需要移植源代码。利用Linpack免费数学库替代IBM服务器和科学工程数学库(ESSL)。文中阐述了利用Linpack替代原程序解带状矩阵数学库的方法,解决了刚度矩阵的存储和求解问题,对比理想边界条件下的计算结果,与原程序速度场计算结果进行对比。结果显示,对Faults有限单元程序在Windows平台上的移植是成功和可靠的。

A Novel Approach for Fault Diagnosis in Wireless Sensor Networks

The following article has been retracted due to special reason of the author. This paper published in Vol.5 No. 2, 2013, has been removed from this site.

5G通信架构下适应新能源接入配网的区段定位技术研究

分析了新能源接入对配网结构与传统区段定位的影响,提出了5G通信架构下适应新能源接入配网的区段定位方法。该方法以配网主辅断路器划分Ⅰ、Ⅱ类区域,并结合5G通信网络边缘计算部署与下放功能,构建适用于区段定位的多种5G通信架构,提出基于方向比较的区域故障定位判据和基于开关函数的区段故障定位判据。应用5G网络切片技术,对Ⅰ、Ⅱ类区域分别设计基于5G通信的故障定位实现方式。结合IEEE-119节点配网仿真验证了该方法的准确性、可靠性。

基于FDTW算法的故障录波数据智能比对方法

针对智能变电站保护装置故障录波文件无通道标识信息、难以与同源通道故障录波器录波文件相互对应的问题,提出一种基于快速动态时间规整(fast dynamic time warping,FDTW)算法的故障录波数据智能比对方法。首先,对各厂站提取的故障录波数据进行异常检测,确保故障录波文件中数据的质量。其次,利用拉格朗日插值法进行采样频率转换,解决保护装置与故障录波器采样频率不一致的问题。然后,利用欧氏距离对同源录波文件数据进行波形一致性对齐,以实现时钟同步。最后,使用FDTW算法对无通道标识信息的故障录波数据进行智能比对。算例分析表明,该方法能够对故障录波数据进行一致性处理,可以快速准确地计算待匹配录波波形的相似度,实现同源通道的录波数据匹配,具备较强的稳定性和实时性。

油气管道穿越地震断裂带应变监测方法探讨研究

地震产生的地表断裂对油气管道的安全运营构成严重威胁,是管道产生事故的重要因素,可造成管道拉断、屈曲变形和断裂。鉴于地震断裂带可能对管道产生严重影响,国内外对穿越地震断裂带的油气管道已开展动态监测和预警,实施管道安全监测预警可以进行震后速报,为管道安全运行状态评估、危险管段应急抢险提供依据。但是对于穿越活动断裂带管道应变监测的方法研究较少,且缺乏指导性的规范标准,导致监测措施没有针对性,监测方案各异,因此从工程应用角度出发,亟需推荐适用于穿越活动断裂带管道的应变监测方法。以国内正在建设的某天然气管道工程为研究对象,通过分析管道应变监测技术应用现状,结合沿线穿越断裂带的特点和管道应变监测应选用大应变、大量程应变传感器需求,开展监测方法比选研究。基于通过活动断层管道的复杂性,综合考虑各种应变传感器的优势与不足,提出了采用分布式同轴电缆电栅应变传感器对通过活动断层管段进行分布式全覆盖监测方法以指导工程施工,为后期类似的油气管道穿越地震断裂带应变监测提供借鉴。

基于相位比较与固有频率的混合线路故障测距

多测点相位比较法原理简单易实现,但无法进行故障距离的计算;固有频率法不受波头检测和同步时钟的限制,但测距精度会随故障距离的增大而降低。考虑二者的特点,提出基于相位比较与固有频率的混合线路故障测距方法。首先应用相位比较法确定故障区间;利用锁定故障区间的相邻两测点频域信息,提取行波固有频率主成分;最后应用频域信息完成故障测距。仿真表明,该方法可以准确的判定出故障区间,具有较高的测距精度和较强的适应性。

基于动态接地方式的配电网单相接地故障区域隔离

中性点经消弧线圈接地配电网发生单相接地故障时,受消弧线圈调谐与过渡电阻的影响,导致故障选线和隔离困难,严重影响了人身安全与供电可靠性。为此,提出了一种基于动态接地方式的故障区域隔离方案,将消弧线圈接地改造为动态接地,对动态切换前后的各配电终端零序电流变化规律进行了理论分析,并提出节点零序电流比较法进行故障区段定位。现场试验验证了方案的准确性与可靠性,实现了0~4000Ω高阻接地故障下的区域隔离,为解决消弧线圈接地方式下的故障区段定位难题提供了工程应用案例。

小电阻接地系统单相接地故障的处理与区段定位

通过对配电网小电阻接地系统单相接地故障各电气特征量的分析,探讨了小电阻接地系统因无法识别故障性质造成的供电可靠性低、发生高阻接地故障时零序保护拒动和无法实施故障区段定位的难题,提出了基于智能电阻接地成套装置和节点零序电流幅值比较模型的小电阻接地系统单相接地故障处理与区段定位方法。通过多电气特征量关联启动法对故障进行识别处理,采用差异化延时消弧法使瞬时性故障快速恢复,提高了供电可靠性。当发生永久性接地故障时,通过智能电阻接地装置向配电自动化主站上报故障选线报文,利用故障馈线中的配电自动化终端获取各节点的零序电流值,构建基于节点零序电流比较法的区段定位判据,实现故障区段定位。利用MATLAB/Simulink仿真环境搭建了配电网经电阻接地方式的故障区域定位模型,仿真试验表明,该方法能确定故障上下游的参数特征及对故障区段进行有效定位,可为配电网小电阻接地系统单相接地故障处理问题的解决提供有效方案。

面向含不可测分支配电线路不对称故障可靠辨识的负序电流比相保护判据

城市配电网的主动配电网特征日趋显著,含不可测分支结构的馈电线路大量增加。受上述特点影响,单端量保护性能显著降低。因此,对于特别重要的线路,亟待双端量保护来保证故障切除的可靠性和灵敏性。但是,分支电流的差动特性导致相量差动保护从原理上即不适用,而纵联距离保护和方向比较式纵联保护由于需要电压信息,在仅配置电流互感器的线路不具备实施条件。此外,电压和分支两因素的叠加使得上述保护的动作行为分析尤为困难。因此,有必要寻找新型纵联保护判据。该文充分考虑不可测分支的影响,提出了仅利用负序电流相位差这一不对称故障期间始终存在的故障分量来反映故障的思路,并构建了一种适用于这类配电网线路的负序电流比相判据。与现有含分支的幅值差动类保护相比,所提判据在安全性方面具有优势。在PSCAD/EMTDC中搭建10 kV配电网模型,设计多组仿真算例,对比验证了所提判据的有效性。

小电阻接地有源配电网比幅比相式接地保护

针对小电阻接地有源配电网单相接地短路,提出一种零序电流比幅比相式保护方案。根据逆变型分布式电源控制策略、并网接地方式及约束条件,建立逆变型分布式电源并网等效模型。考虑多逆变型分布式电源分散接入的网络结构、不同出线长度和过渡电阻等场景,分析有源配电网单相接地短路特征,并考虑现场应用情况和测量误差,提出利用各出线及中性线零序电流的高灵敏度接地保护判据。保护按躲过正常运行时不平衡电流启动,整定值低,灵敏度高,不受分布式电源灵活投切影响,过渡电阻高达1000Ω时依然可靠。仿真结果证明了所提接地保护方案的有效性。

行波法故障测距在不同类型接触网中适应性研究

牵引供电系统作为列车的动力来源,其稳定性至关重要。随着接触网结构越来越复杂,牵引供电系统故障测距难度也越来越高。本文从传统故障测距原理出发,引入行波法故障测距,对比行波法与传统阻抗法,行波法故障测距具有良好的适应性与稳定的测距精度,是未来接触网故障测距主要发展方向。

适用于大电网动态仿真的电化学储能电站多场景仿真建模及应用

新型电力系统中储能装机规模的大幅提升,为电化学储能电站参与电网多样化调控功能提供了基础。针对储能电站缺乏一套完善可靠的适用于大电网的仿真模型问题,开展了储能电站机电暂态及中长期动态仿真的建模研究及程序开发,覆盖了正常工况、故障穿越工况、频率支撑以及参与自动发电控制系统(automatic generation control,AGC)二次调频等储能参与大电网调控的典型应用场景。提出了故障穿越期间的功率控制策略模型以及储能参与AGC二次调频模型,并基于实际工程录波曲线及某省级电网案例完成了仿真模型的正确性对比及功能性验证。仿真结果表明,所构建的仿真模型可以适用于大电网多场景的动态仿真,并具有较高的准确性。

基于云平台的音频分时比对系统设计

介绍济南广播电视台隧道调频广播覆盖系统部署情况,在不改变现有隧道调频广播覆盖监控系统及传输链路前提下,为了提升隧道调频广播的安全级别,提出一种基于云平台部署音频分时比对系统的设计方案。通过引入音频分时比对技术,能够对隧道调频覆盖系统播出过程中的信号进行监测、比对和预警,及时发现异常信号,可以有效地提高隧道调频广播的播出质量和安全性。

基于贝叶斯优化XGBoost算法的变压器故障诊断

为提升对高能放电等小样本故障诊断的敏感度,提出基于贝叶斯优化极端梯度提升算法(BO-XGBoost)的变压器故障诊断模型。分析了贝叶斯优化XGBoost算法的基本原理和基于该算法进行变压器故障诊断的流程,选取259组故障样本,探讨了该模型的具体应用,并将其与XGBoost、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)、K邻近法(KNN)等模型进行对比。结果表明,BO-XGBoost模型在变压器故障诊断中的精度为98.08%,比前述模型的诊断精度分别提高了5.77%、27.42%、22.58%、19.5%。

基于序电流相位比较和幅值比较的广域后备保护方法

基于广域测量系统(WAMS)和同步数字体系(SDH)光纤环网的广泛应用,广域继电保护有助于解决传统后备保护整定配合复杂,潮流转移时引起级联跳闸等问题成为目前研究的热点之一。本文基于分区域分布集中式广域继电保护系统结构,提出一种新型广域后备保护方法,该方法结合系统故障时线路序电压和序电流的分布特点,实时监视分区域各母线序电压的启动,通过对启动母线序电压进行排序选出疑似故障线路,并利用疑似线路两侧的序电流相位和幅值比较构成广域后备保护故障线路识别判据:区外故障时,电流相位相同,大小相等;区外故障时,电流相位相反,大小不定。该方法只需上传故障疑似线路信息,减小了系统的通信量和计算量,同时采用分布参数线路模型消除线路分布电容的影响。该方法原理简洁,易于整定,且适用于系统高阻接地、非全相运行、转换性故障及潮流转移等复杂运行工况,IEEE 10机39节点系统仿真结果表明了算法的有效性和适应性。

基于纵联比较原理的广域继电保护算法研究

提出了基于纵联比较原理的广域继电保护算法。该算法通过广域继电保护系统收集特定保护范围内各智能电子设备(IED)的故障方向信息,结合文中定义的IED动作系数AF和关联系数RF进行简单运算,即可确定出故障的位置。借鉴电力系统分析中的N?1原则,提出广域继电保护系统N个元件中的某一个元件失效时整个系统应仍能正确工作的N?1概念,分析了继电保护系统的N?1运行状况,提出了基于广域信息应对该运行状况的继电保护策略。算例分析表明:文中提出的广域继电保护算法原理简单、运算方便、判断结果准确,能较好地克服N?1运行状况带来的影响,可明显提高继电保护系统的性能。

基于方向比较原理的广域继电保护系统

提出了一种基于方向比较原理的广域继电保护算法。根据发电厂或变电站的主接线形式和方向元件位置,分别形成厂站内一次设备和厂站出线对应的一次设备/方向元件关联矩阵。系统发生故障后,根据方向元件指示的故障方向信息和一次设备/方向元件关联矩阵形成一次设备/故障方向关联矩阵,并据此确定具体的故障元件。算例分析表明,该文提出的广域继电保护算法可以很好的判断线路、母线、变压器等一次设备发生的故障,判断结果准确,且对厂站的主接线形式有很好的适应性。

变电站集中式后备保护

在广域信息具备情况下,从简化现有电力元件继电保护的配置方式和定值配合出发,提出了一种由现有主保护加集中式后备保护的配置方式。集中式后备保护系统测量本侧电力元件的电压和电流、主保护动作及开关状态信息,并收集相邻变电站的状态量信息,方便地实现以下功能:主保护拒动时,起到快速近后备保护作用;断路器失灵时,跳开失灵断路器的相邻断路器,最小范围内切除故障;在相邻变电站直流电源消失时,提供远后备作用。以方向比较原理给出的该后备保护系统的实现例子,在故障发生后,根据保护范围内元件的拓扑连接关系、不同位置方向元件的指示形成故障位置判别矩阵,经运算确定具体的故障元件,给出合理的跳闸策略。算例表明,该算法对缺少某个方向元件信息情况下仍有很好的适应性。

垦利油田复杂断块油藏断层封堵性研究

垦利油田是一典型的多断块油藏 ,断层对该区的油水分布有很强的控制作用。在构造研究的基础上 ,利用三维地震解释资料 ,通过精细储层研究 ,对该区构造格架进行了重新解释 ,深化了对注水开发起遮挡作用的断裂体系的认识 ,大幅度提高了构造格架模型的精度。并且从两盘接触关系 ,两盘产出及压力变化情况、井间注入与产出、产同与产出的干扰状况判断断层的封堵性 ,对剩余油研究及下步挖潜提供了较为可靠的依据。

基于电流正序分量相位比较的主动配电网保护方案

主动配电网中分布式电源渗透率的提高和运行方式的复杂性可能引起保护拒动、误动或重合闸失败等问题,为此提出了一种适用于主动配电网的保护方案。该方案基于故障电流正序分量和参考相量的相位比较构造了故障方向判据,可快速准确地定位故障区段,并由此实现故障点上、下游保护有选择性地配合动作。考虑到实际应用中系统误差的存在,通过引入泛化角提高了故障方向判据的鲁棒性。该方案只需要故障后电流信号,可减少电压互感器的装设,且保护配合只需要传输闭锁信号和跳闸信号,可降低对通信的要求。最后通过对不同类型故障的仿真,验证了该方案的有效性。