基于开放式通信的配电自动化仿真培训系统构建技术研究

随着现代通信与自动化控制技术的飞跃发展,配电自动化技术的理论内涵与应用边界也在不断拓展,为配电大数据与复杂一二次设备提供集成调控与实时控制的平台。基于IEC 61850标准,详细介绍了该标准的概念及其在配电自动化系统中的典型应用,同时研究了支持开放式通信的配电自动化主站和终端仿真系统建设方法。采用分层分布式的体系结构和面向对象的建模技术,完成对配电设备的语义切割与数据对象的自我描述,实现设备的精准建模、实时通信与故障快速处理。基于统一的交互界面实现了配电自动化全景展示,通过平台设计的馈线自动化、故障跳闸、负荷建模等实际案例,验证了本系统的功能与价值。

基于改进FFT-BP的电力谐波检测算法

传统的FFT-BP算法在处理多种谐波信号叠加而成的复杂信号时,存在弱信号为了"迎合"网络的整体误差最小值,会发生严重的偏移,并反过来影响强信号的检测精度;学习率和动量因子被设为定值,易导致运行时间过长或无法收敛至最小值;激励函数为定函数,无法检测间谐波信号等问题。对此,提出一种改进的FFT-BP算法,利用预处理得到的谐波参数信息,限制参数迭代的搜索区域,并将学习率、动量因子和激励函数一起参与网络的调节。仿真试验表明,与传统FFT-BP算法相比,该算法解决了小信号的偏移问题,可以处理谐波与间谐波叠加而成的复杂信号,且运算速度更快、检测精度更高。

基于WT-DFFT的电力系统复杂谐波信号检测

针对电力系统中同时包含稳态谐波、间谐波、非稳态谐波及各种噪声污染的复杂谐波信号,提出了基于小波与双重FFT(WT-DFFT)的联合检测方案。该方案首先利用传统FFT算法粗略识别谐波分布,以此确定小波分解层数以及后续需要关注的频带。然后采用小波变换对信号进行分解,对关注的低频带稳态分量采用加窗插值FFT算法分析,对关注的高频分量采用小波重构算法分析,进而获得各次谐波、间谐波及高频带暂态分量的参数。仿真实验表明,该方案不仅能够确定小波分解层数及关注的频带,而且对关注频带采用更精细的方法进行分析,其准确度更高,实用性更强。

泛在电力物联网下的中台云化构建探究

电力企业在自身建设中,应该关注信息化技术的应用,构建电力物联网,实现对企业各项业务数据的整合。文章分析了当前电子物联网下的企业中心平台构建,提出了中台云构建的具体方案,借助元数据管理,重视对企业业务数据的整合,搭建合适的服务体系,将电力系统的安全性与稳定性摆在重要位置,从而打造高效的管理系统,结合案例分析,保障周边区域用电安全。

低压配电系统智能化节能控制方法研究

低压配电系统作为电力系统的主要组成部分,系统运行工况与供电效果密切相关。由于早期低压配电系统采取落后的手工控制方式,供电质量与运行安全充满不确定性,由此产生不必要的能源浪费。文章以智能化控制作为切入点,简要叙述低压配电智能化节能控制系统背景,结合国内外研究现状,明确低压配电系统架构与系统核心功能,从而得出节能控制方法及综合评价方法。旨在加快低压配电系统转型升级,突破传统低压配电系统局限性。

一种10kV电压等级非接触式电压互感器研究

与电磁式电压互感器相比,电力系统中常用的电容式电压互感器存在诸如耐冲击电压强度高、造价较低以及维护成本及工作量小等优点,但仍存在一些常见问题,例如所占空间大,所需绝缘设计水平高(与高压直接接触),恶劣环境下绝缘失效等问题。针对这些问题,设计一种适用于10 kV及以下电压等级的非接触式耦合型电压互感器。首先基于电磁感应原理,利用电压互感器测量端与电缆内芯、输电线路、绝缘套管内部引出引入线等形成的耦合电容充当高压端电容,利用电压互感器测量端与大地间形成的电容充当低压端电容。然后理论分析电压互感器电容对频率特性的影响,通过有限元仿真计算并优化耦合式电压互感器测量端与高压输电线之间的电场和电容。最后在单相10 kV电压等级输电电缆上进行试验,结果表明所设计的互感器可以准确、实时的测量电压,能够为建立智能电力系统、电网实时在线监测、继电保护现场运行提供参考。

低压配电台区柔性互联关键技术与发展模式

本文以国家科技支撑计划项目“基于信息物理系统(CPS)的配电自动化及互动服务平台”为依托,针对目前国内外配电网存在的问题,以及未来配电网的发展趋势进行分析,结合实际工程案例总结出适用于不同地区的配电台区柔性互联发展模式。

配电自动化主站网络重构功能测试设计

在电力系统仿真软件DIgSILENT网络重构功能基础上,提出了针对配电自动化主站网络重构功能进行测试的方法,并构建了软件测试平台。软件测试平台基于同源性的原则构建网络模型和运行参数,针对网络重构功能的多种运行场景、多种目标函数可能的不同计算结果进行多层次的测试验证,以验证网络重构功能。最后针对一个配电网测试模型利用软件测试平台,阐述了针对第三方配电自动化主站网络重构高级应用功能的测试场景,对提出的测试方法进行验证分析,结果表明利用本测试方法能够针对配电自动化主站网络重构算法进行有效的测试,为配电自动化主站系统高级应用功能测试提供了有效的手段。

主动配电网智能分布式馈线自动化故障定位方法

随着分布式电源的高渗透率接入,配电网的结构由传统的辐射型变成了一个多端电源结构。受分布式电源注入短路电流的影响,传统的基于过流保护的配电网故障定位方案可能失效。通过研究主动配电网故障电流的特性,得出了电流相位差与故障位置的关系,提出了一种新型的主动配电网分布式馈线自动化(feeder automation,FA)故障定位方法,各终端根据自身和相邻设备的故障过流信息及故障电流相位进行分布式计算,共同实现主动配电网的故障定位。该方法适用于多电源、多分支、多联络的复杂主动配电网,且不依赖于电压信息,各终端采用分布式决策,故障定位准确。最后利用DIg SILENT仿真与工程实例验证了本文所提故障定位方法的可行性与有效性。

基于模糊层次分析法的配电自动化运行评估方法研究

配电自动化系统是保证配电网安全可靠运行的重要工具,随着配电自动化系统的日益普及,越来越多的配电自动化系统已投入运行,但是关于对配电自动化运行状态的综合评价却鲜有研究。文章结合层次分析法与模糊评价方法,通过分析配电自动化运行评价指标,建立了适合城市配电自动化运行特征的综合评价体系,分别从主站、配电终端与通信网络三个方面对配电自动化运行情况进行评价,并以天津某配电自动化实际统计数据对评价体系进行分析,结果证明本方法能够真实体现配电自动化运行状况,可以作为配电自动化运行实用化评价手段和运维依据。

配电自动化潮流计算测试平台设计

为了全面测试配电自动化高级应用功能,借助电力系统仿真软件DIgSILENT,提出了配电自动化主站潮流计算高级应用功能测试的一种方法,并搭建了测试系统。在IEEE 33/69节点测试系统的基础上,针对配电网潮流计算正确性进行了验证分析。结果表明,利用本测试系统能够对配电自动化潮流算法进行有效测试,为配电自动化主站系统高级应用功能测试提供了有效方法。

馈线自动化功能的递进式测试方法及可靠性保障机制研究

馈线自动化是提高供电可靠性最直接、最有效的技术手段。在对馈线自动化动作失败常见原因详细分析的基础上,提出了对馈线自动化功能的递进式测试方法,并设计开发了相应的验证与测试工具。该方法可涵盖包括馈线自动化功能投运前、后的全生命周期,可持续保证馈线自动化启动成功率、动作正确率。该方法在地区电网配电自动化系统的建设和运行工作中得到了应用,验证了所提方法的有效性。

智能分布式馈线自动化的多电源处理方法

馈线自动化作为配电自动化的核心内容是提高供电可靠性有效的技术手段,然而在多电源配电网中,传统的分布式馈线自动化技术难以保证转供选择的正确性。针对多电源智能分布式馈线自动化实现方案进行研究,提出可满足多电源、多联络、多分支配电网络的智能分布式馈线自动化算法,为多电源配电网的分布式馈线自动化技术发展提供支撑。

基于EXI的配网信息模型交换格式研究

为了实现配网信息模型的数据结构共享和信息交换,针对常用CIM/XML在实际应用中存在的性能问题,给出一种基于EXI格式的配网信息模型的数据交换方法。利用EXI对CIM/XML进行编码,通过编码事件流、预压缩及压缩三个步骤,得到基于EXI的CIM模型,并对CIM/XML、CIM/E和EXI三种数据交换格式的性能指标进行对比分析。测试结果表明,基于EXI的信息模型在内存消耗与解析耗时方面较XML更有优势,提高了配电网信息模型数据交换效率,对实现智能配电网的信息集成具有重要参考意义。

一种含光伏接入的配电网谐波责任划分方法

光伏接入配电网改变了电网的谐波特性,尤其是谐波阻抗特性,给谐波责任的准确划分带来了新的难题。为了准确划分谐波责任,该文通过采用正弦函数拟合光伏的输出功率特性和谐波阻抗特性,采用潮流计算分析光伏接入后对配电网谐波特性产生的影响;接着分析光伏接入后配电网谐波阻抗特性的变化,并引入变系数回归方法自适应地估算谐波阻抗;在此基础之上,通过谐波责任定义式计算具体的谐波责任。为了验证该文方法的准确性和适应性,在IEEE 13节点系统做了仿真分析,结果表明,该文方法与波动量法和稳健回归相比,估算精度和适应性更好。

基于支持度-置信度-提升度的配网自动化系统数据挖掘算法及应用*#

受到通信或其它设备及配网二次回路故障、缺陷及运行单位人为修改的影响,本已庞大、复杂的配网自动化控制系统数据库的数据质量问题更为严重,数据不准确、不一致、不可靠等问题层出不穷。针对这一问题,文章设计了一种基于支持度-置信度-提升度框架的挖掘算法,从配网自动化控制系统历史数据库中低质量的海量数据中智能挖掘频繁项集,建立符合配网自动化动作逻辑的、具备整体一致性的强关联、强相关规则。文章以具体案例详细介绍了该算法的应用,并通过分析说明该算法不仅为建立客观、合理的配网自动化系统指标评价体系提供可靠、准确的数据挖掘方法以及科学的理论依据,而且可以为管理部门日常运行、管理、维护、消缺工作提供智能的判定工具,节约人力、物力及时间成本,具有很强的工程意义。

基于案例预置的馈线自动化测试方法与应用

为了更好地对馈线自动化系统的故障处理逻辑进行测试,提出了一种案例预置测试法。描述了案例预置测试法的基本原理、系统组成及其测试方法。案例预置系统可以实现配电网络一次系统模拟及不停电测试;自动生成测试方案、测试断面、测试报告,可有效减少测试人员的工作量与难度。系统不仅可以测试正常情况下馈线自动化系统的正确性,还可在遥控拒动、缓动、通信异常等干扰条件下,测试配电自动化系统故障处理逻辑的可靠性。现场应用验证了测试效果。

基于模糊C均值聚类法的智能换相开关设计

配电网中目前采用的晶闸管控制电抗器或静止无功发生器的方法都不能从根本上解决负荷均匀分配的问题。在智能换相开关的基础上,提出一种稳健的换相策略,即采用模糊C均值聚类法对负荷的特征曲线进行分类,进而进行换相策略寻优,既减少了开关的动作次数,也使得每一类负荷达到三相平衡。同时对换相开关的硬件进行了设计。通过在示例系统中的仿真及在天津电网的实际应用,验证了设计的智能换相开关在降低三相不平衡方面的有效性。

含故障追溯机制的异构智能馈线自动化系统互操作

依据IEC 61850的建模规则将配电网络拓扑结构分为3个层级,以端子层为最小拓扑描述单位,构建异构信息交互模型。所建立的异构分布式馈线自动化系统自描述模型能够较好地满足配电网络拓扑的灵活性和频繁变动性的要求,并在开关层面的部分细节方面作了一定的简化。此外,基于该模型提出了含故障追溯机制和"发现/注册"通信机制的异构智能分布式馈线自动化安全保护系统,提升信息交互机制的安全性。

考虑风电不确定性的配电网区间潮流计算

高渗透率风电的接入使得配电网三相潮流计算需要考虑更多不确定因素,传统的潮流计算方法面临严峻挑战。文中基于区间分析理论,采用区间数对风力发电系统出力的不确定性进行描述与分析,并建立了考虑风电注入功率不确定性的配电网三相区间潮流计算模型。为高效求解所建立的配电网三相区间潮流计算模型,基于对传统非线性区间方程求解方法的分析与改进,提出了采用Krawczyk-Moore算子对该区间潮流计算数学模型进行求解的方法,可以进一步提高区间运算结果的精确性。通过组态式配网动模试验搭建IEEE 37节点不平衡配电网测试系统进行仿真验证,并与现有的配电网确定性三相潮流计算方法进行对比,结果表明所提出的区间潮流计算方法能够较好地跟踪风电出力的不确定性,可为配电网调度提供系统运行状态上下界的参考。