基于LADRC的柔性多状态开关平滑切换策略

为实现多端口柔性多状态开关(flexible multi-state switches,FMSS)在所连馈线发生故障时的平滑切换,该文提出一种基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)的平滑切换策略,使用LADRC代替比例积分(proportional integral,PI)控制器的直流电压外环并设计解耦状态观测器以便控制器参数调节,引入内环电流指令值反馈以减小其在控制模式切换时的变化幅度,实现FMSS控制模式的平滑切换。通过MATLAB/Simulink仿真,验证了馈线故障出现在PQ或UdcQ控制端口的连接处时,采用基于LADRC的平滑切换策略均可显著减小FMSS的直流电压偏移率,使端口有功功率过渡平滑,迅速恢复稳定,更好地实现了多端口FMSS控制模式的平滑切换。

基于配网继电保护整定原则的工程案例分析

现场保护装置存在因电流互感器变比和定值整定范围受限,造成定值无法正常整定的现象。文章根据配网继电保护整定原则,针对具体案例对“退出过流Ⅰ段保护”和“按装置最大值整定”两种场景进行分析,确定“退出过流Ⅰ段保护”可实现级差配合,避免出现各级开关同跳闸、越级跳闸情况,缩小停电范围,提高供电可靠性。

基于5G通信的配电网馈线自动化切换系统设计

文章提出一种基于5G通信的配电网馈线自动化切换系统设计方案。该方案充分利用5G通信的低时延和高可靠性,保证了切换指令的高效传输。在馈线切换决策方面,结合XGBoost和LightGBM模型的优点,设计了一种自适应集成学习策略,在不同场景下动态调整两种模型的权重,显著提高了切换精度和负荷恢复率。

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。

基于配电网开关死区故障的改进馈线自动化处理方法

定位开关死区故障是改进馈线自动化处理的关键,由于故障特征复杂多样且可能受多种因素的影响,确保故障检测的准确性是一个挑战,因此提出一种基于配电网开关死区故障的改进馈线自动化处理方法。通过引入蚁群算法,调整蚂蚁核心转移概率的设定,使其更具灵活性和适应性,克服不同信息素之间的干扰,对开关死区故障实现准确定位。计算电压、电流及馈线向量,建立馈线自动化方程并设计合闸闭锁流程,由此建立改进馈线自动化处理方案。实验结果显示,改进的馈线自动化处理方法可大幅提高对开关死区故障的快速隔离能力,减少电力系统的故障持续时间,切实提高了供电的可靠性。

基于重合器和分段器的10kV环网供电技术的研究及应用

在分析了当前配电网馈线自动化的几种发展模式的基础上 ,提出了一种新的实用的配合方式。该模式由改进后的重合器和分段器构成 ,具有无需通信设备支持、易于配合、投资较少、可靠性高 ,故障停电时间短等优点 ,避免了同类配合方式的不足。该配合模式已经投入试运行 ,效果良好。

配网馈线上分段开关的设置

配电网中主馈线分段开关的设置是提高配电网可靠性指标的途径之一 ,而主馈线的首末两端都设置分段开关对提高系统的可靠性肯定有帮助 ,但从经济的角度却未必划算。利用可靠性理论 ,在综合考虑系统投资效益与可靠性效益的基础上 ,通过分析每段主馈线末端分段开关对系统可靠性的影响 ,给出了在每段主馈线末端是否应该设置分段开关的判据 ,并以RBTS5的 1、2两条馈线为例验证了判据的有效性。

考虑馈线自动化的用户停电时间计算

给出了计算辐射状馈线上考虑馈线自动化的用户停电时间的通用公式,不但可以用来分析不同开关设置对用户可靠性的影响,还可以用于在考虑用户的情况下预选设置方案的择优。最后以IEEE-RBTS母线5为例对公式进行了有效性验证。

柔性多状态开关新型复合控制策略

分布式电源的大量接入和电动汽车的快速普及成为现今配电网面临的双重挑战,同时当前配电网普遍存在闭环设计、开环运行的现象,导致配电网内馈线功率失衡现象严重。为解决上述问题,文中研究了用于配电网馈线互联的柔性多状态开关控制技术。基于柔性多状态开关接入方式和拓扑分析,分析了柔性多状态开关与两侧馈线进行功率交换的原理。然后提出了一种新型复合控制策略,直流母线电压由所有变流器共同控制,能够实现装置同时独立进行有功潮流调节和无功补偿两种功能。搭建了仿真模型和原理样机实验平台,进行了配电网两条馈线潮流控制和无功补偿功能验证。仿真和实验结果显示,所提出的控制策略有效可行。

基于自适应重合闸的配电网快速故障定位与隔离方法

馈线自动化对提高配电网供电可靠性具有重要意义。为了克服电压-时间型馈线自动化模式存在的故障处理时间长、故障点上游开关经两次短路电流冲击、上游区段需要经历两次短时停电等缺点,提出了一种基于自适应重合闸的配电网故障快速定位与隔离方法。介绍了实现该策略的三项关键技术,包括基于永磁操作机构的配电网分相开关、基于暂态电流特征的选相元件、基于工频电压特征的故障性质判别方法。该策略避免了重合于永久性故障时短路电流对上游开关的二次冲击以及上游区段的二次停电,同时可有效缩短故障处理时间。

基于ARM的改进型井下智能馈电开关保护器设计

针对目前井下低压馈电开关保护器检测速度慢和电路结构复杂的问题,设计了基于ARM微处理器的改进型馈电开关保护器。该保护器采用高精度电量芯片ATT7022E取代模拟电路采集三相交流信号,以STM32作为控制核心,进行多任务调度。同时,应用MATLAB的cftool工具箱对保护回路绝缘阻值曲线进行多项式拟合,实现电网绝缘阻值数值化,提高了电网漏电故障检测的准确性。

主动配电网的分层调控体系及区域自治策略

合理的运行体系构建及分层分区调控方法,可以实现主动配电网运行过程中的主动决策、管理和控制,保证电网运行的安全性和经济性。构建了基于多时间尺度的主动配电网三层控制体系框架,提出了目标提前决策、全局集中优化、区域分散自治的分层分区协同调控方法。主动配电网的每个控制区域接受全局优化给定的计划目标,进行实时功率校准。提出扰动临界切换指标,对运行中系统受到的扰动大小进行量化,以此作为控制模式选择的依据。以馈线控制误差作为控制目标,提出短时间尺度下的功率调整策略,跟踪上层给定的全局优化目标,进行实时校正。仿真算例结果验证了不同场景下所提策略的有效性。

改进的分步最优法在配电网开关配置中的应用

串接分段开关将馈电线分段,在技术上可以减少故障时间,缩小故障范围,提高配电网自动化程度。提出了一种开关配置模型,能够确定配置开关的总数以及每个开关的最佳安装位置,并采用改进的分步最优法进行求解,使开关配置在综合考虑设备投资、运行维护费用及系统可靠性基础上得到最佳的综合效益。采用改进的分步最优法求解多目标非线性优化问题,既避免了穷举法的“组合爆炸”问题,又能快速地得到最优解,而且能够非常灵活地处理任何复杂的树型馈线结构配电网。算例结果表明该算法的快速和有效性。

基于RS485的矿用馈电开关通信方法的研究

在分析RS232和RS485串行通信接口工作原理和特点的基础上,确定了矿用馈电开关远程数据通信采用RS485标准接口的串行通信方案,实现了馈电开关和上位PC机的双向通信功能。实验表明该串行通信方法通信距离长,传输数据准确可靠,具有一定的实用价值。

主动配电网分层分布控制模式切换研究

大量可再生能源接入电网给配电网的控制带来了巨大挑战,传统配电网的被动控制已经不能满足对配电网能量双向流动的实时控制,发展研究主动配电网分层分布控制能实现对可再生间歇式能源的有效消纳及控制。文中将主动配电网(ADN)划分成3层控制结构,根据全局优化及馈线控制误差(feeder control error,FCE)提出定交换功率控制、区域协同控制、区域自治控制3种模式及它们之间进行主动切换的条件、方法。最后通过MATLAB/Simulink建立一个简单的ADN配电系统模型进行仿真,算例仿真结果验证了这3种模式之间切换的正确性及有效性。

矿用低压馈电开关中相敏短路保护的研究

为保障煤矿生产的安全性,煤矿井下低压馈电开关中必须装设过电流保护装置。文章阐述了相敏对称短路保护的工作原理,介绍了以单片机80C196KB为核心、通过相敏整流方法检测、计算功率因数的实施方案。该方案抗干扰性能好,实施电路简单。

面向10kV馈线自动化系统的单子载波OFDMA电力线通信方法

针对10 kV馈线自动化系统的通信特点,提出了一种基于正交频分多址接入(OFDMA)技术的电力线通信方法。该方法采用单子载波通信模式实现信号发送功率最大化,避免了多载波OFDMA系统中的峰均比(PAR)问题,减少了计算量。单子载波通信模式采用主子载波和辅子载波交替通信,以保证10 kV馈线系统能采用通信质量最高的子载波。为提高通信效率,采用可用子载波标识向量选择辅子载波,并根据实际电网运行情况实时刷新可用子载波标识向量。对通信成功率、子载波切换周期进行了分析。现场运行测试结果表明,所提单子载波通信模式的通信成功率较高。

10kV馈线自动化解决方案探讨

10 kV架空线路覆盖广阔,跳闸率高。传统馈线方式导致故障隔离时间长、出线开关动作频繁、不能缩短停电区域,而是通过反复重合停电排除故障。提出的10 kV馈线自动化方案通过增设断路器和负荷开关将主干线分为几段,并配置智能控制器(FTU),通过配合减少了出线断路器的跳闸,在发生故障的架空线路中能自动隔离故障区域,缩短故障查找的时间,迅速恢复非故障区域的正常供电。该方案能显著降低馈线出线开关的跳闸次数,提高重合闸成功率,有效地提升配网架空线路运行水平。

基于改进网络等值和故障影响矩阵的复杂配电网可靠性评估

针对含多级分支子馈线且分支线首端设有断路器保护的复杂配电网提出了一种可靠性评估算法。首先对网络进行两级简化处理,通过改进的网络等值法将向上的等效节点直接串接在分支开关下游,将上级网络对下级网络的影响视为向下展开所形成简单节点网络中的区域节点指标,在后续处理时再将该影响叠加到停电指标结果中,避免了传统网络等值可能带来的误差。随后导出了基于故障影响矩阵的指标计算方法,可快速计算出区域和负荷点的可靠性指标以及系统指标。算法考虑了各种开关故障和自动化开关拒动的影响,计算快速准确且易于编程实现。算例验证了算法的正确性和有效性。

馈线故障下柔性多状态开关的平滑切换策略

为实现馈线故障情况下柔性多状态开关(flexible multi-state switch, FMSS)工作状态的平稳过渡,以主从控制为基础并结合配电网信息,提出一种适用于FMSS的直流电压协调策略和控制端口选择方法;同时基于PI调节器和稳态逆模型相结合的改进控制结构,提出一种端口模式平滑切换策略;此外,通过在锁相环上增加离网锁定和并网预同步环节设计了相位平滑控制结构。仿真结果表明,不同情况下的切换过程中,FMSS直流侧电压波动≤0.2%额定电压、稳定时间约为10 ms,各端口交流侧电压电流过渡平稳,其中Udc-Q端口有功超调≤3.5%额定值。因此本文所提策略能够实现多种条件下FMSS的平滑切换。