电力系统中网络质量问题分析方法及实现

电力电网质量情况是关系到电网正常运行的关键,如何及时监测电力网络是目前亟待解决的技术问题,针对该问题,提出了新型的质量监测方法,该文基于.NET的浏览器/服务器(B/S)架构设计出系统总体架构,该系统包括监测设备层、数据库层服务层、Web服务层、客户端应用层等,通过电力网络质量检测模块监测电力网络系统中影响电力网络质量的数据,诸如网络正常稳态数据、网络参数、告警事件数据等,并且应用OneNet平台实现电力网络数据的准确、实时采集和传输,并采用随机矩阵理论模型对监测的数据进行深度的分析,揭示影响电力系统数据的因素。通过试验分析,该技术方案能够及时发现电网中的问题,有利于电力电网的稳定运行。

基于XGBoost与组合赋权的库存电能表资产精益化管理研究

为提高库存资产管理水平,以某省级电网公司各县级库房为例,分析库房管理风险和资产管理风险。本文首先利用电能表资产档案数据,梳理识别特征,然后利用XGBoost算法构建异常资产识别模型,模型能准确识别出异常的电能表,异常电能表的查准率为90.8%,查全率为71.8%。通过分析发现正常和异常电能表在表龄、第一次运行时长、状态持续时长和合格在库持续时长这四个特征上有较大差别。最后,从电能表、周转柜和计量点三个维度入手,构建库房风险层次指标体系,使用组合赋权评价库房管理风险,风险评价结果与异常资产预测基本一致,相关性达74.5%。本文研究可促进库房盘点的精准化,推进库房管理和绩效考核建设,提升库存管理的智能化水平。

批量智能电能表故障率预测方法的研究

利用国网的拆回表数据,分析已发生故障的表计与正常表计之间的差别,构建智能电能表故障发生的预测模型,并研究不同模型对电能表故障预测的适用性,评估批次电能表的故障率。本文首先构建了模型的特征参数,并依据特征分别建立了时间序列模型、多元线性回归模型、XGBoost分类模型;通过实验对比发现单从时间维度考虑批量智能电能表的故障率并不能进行很好拟合;最终得出线性回归模型不适用于预测批量智能电能表的故障率,分类模型在预测批量智能电能表故障率方面有一定的优势,准确率较高。

含光储充一体化电站的城市交直流混合配电网韧性提升策略

近年来,频发的极端事件给配电网带来了巨大损失,因此配电网韧性提升极为重要。随着分布式光伏、储能及电动汽车等直流源荷的大量增加,城市配电网的形态正在从交流向交直流混合配电网转变。直流线路具有互联灵活的优势,能够打破交流配电网辐射状运行瓶颈实现灾后灵活组网,可有效提升配电网韧性。针对含光储充一体化电站的城市交直流混合配电网,提出一种能够充分考虑柔性直流互联特性与调控能力的供电恢复策略。首先,考虑灾后关键负荷与就地资源分布,提出了以直流线路为核心的应急供电恢复拓扑生成方法;其次,基于交直流恢复拓扑,建立了一种配电网两阶段韧性提升优化模型,第1阶段以最大程度保障重要负荷供电为目标优化负荷恢复次序,第2阶段以网络损耗最小为目标优化光储充一体化电站应急电源功率。算例结果表明,所提策略能够充分利用直流灵活互联能力及光储充一体化电站功率支撑能力恢复关键负荷,两阶段故障恢复方法具有良好的可行性与适应性。

全自动电能表推力测试装置设计与研究

针对目前电能表接线端子受力测试操作繁琐、工作量大、测试精度低等问题,设计一种全自动电能表接线端推力测试装置,实现智能检测。推力测试装置主要包括测试装置台体和测试程控用户界面2部分。测试台体包括测试导轨和电表夹,完成接线端子施力和数据采集,通过测控界面,设置测试参数并显示测试结果。测试装置的设计与研究有利于提高电表及计量自动化终端的接线端子检测的精度和效率。自动电能表推力测试装置已成功运用到工业生产之中。

柱上配变智能配电箱的研究与应用

良好的智能综合配电箱设计对于加强设备联系、降低区域占用空间、提高设备精准度、采集数据及时性、完成数据和电能的采集测量、故障判断、无功补偿等功能意义重大。随着国家对智能电网的不断建设,农村电网要求低压配电装置向着标准化、小型化、智能化的方向发展。为实现智能化管理和人们对于电网的要求,必须通过对传统配电箱进行有效的整合,集电能分配、计量、测量、控制、保护、无功补偿和滤波、通讯等功能于一体。

冲击电压作用下溶胀效应对硅橡胶电树枝特性的影响

本文研究了单极性冲击电压(250/2 500μs)作用下高压电缆附件与电缆本体界面处涂覆硅脂引发的硅橡胶(SiR)溶胀效应对其电树枝特性的影响,并分别采用等温表面电位衰减与平衡溶胀法表征了溶胀效应对SiR陷阱特性与交联结构的影响。结果表明:随着溶胀时间的增加,SiR电树枝起始概率与分形维数均增大,溶胀340 h后,正、负极性冲击电压下50%概率起树电压分别由约37 kV和约-41 kV降至32 kV和约-39 kV。此外,冲击电压下SiR电树枝存在极性效应,相比于负极性,正极性冲击电压下电树枝更容易进行引发和生长。随着溶胀时间的增加,SiR中空穴型与电子型陷阱均表现为浅陷阱密度增大,深陷阱密度降低,物理交联密度减小。SiR物理交联结构的破坏导致其自由体积增大,碰撞电离过程加剧,同时深陷阱密度降低使得电荷输运过程增强,多个物理过程加剧了分子链段的断裂程度,进而导致SiR的耐电树枝特性降低。冲击电压下SiR电树枝的极性效应是由于空穴型与电子型陷阱的分布差异导致的。

分布式光伏集群分层多模式无功控制策略

为应对光伏集群接入所引起的电压质量问题,提出了一种分布式光伏集群分层多模式无功控制策略。该策略包含执行层和智能控制层,执行层中各逆变器可根据并网点电压信息自主地切换控制模式,并按照本地控制器中各模式下的无功曲线输出或者吸收合适的无功功率。同时智能控制层中的模糊控制器动态调整相应模式下无功曲线的设定值,使并网点电压运行在合理的范围内。该策略还设计了两种控制模式,充分利用了光伏逆变器无功的双向调节能力,增加了逆变器无功调节的智能性和灵活性,实现了光伏集群的快速无功调节。最后通过算例,在matlab/simulink中验证了所提光伏集群无功控制策略可适用于不同的光伏出力情况,并且在通讯中断的情况下也可实现良好的控制效果。

并联逆变器集群无功控制之间的交互影响

当并联逆变器系统接入弱电网时,电网阻抗便不可忽略,多个并网逆变器之间的交互作用给逆变器的无功控制带来负面影响。以弱电网为研究背景,推导了多逆变器并联系统的传递函数模型。并在此基础上,从谐振特性,动态响应和静态误差这3个方面,分析了并联逆变器系统中逆变器无功控制之间的相互影响,最后利用matlab/simulink进行时域仿真,从并联台数和电网电压暂降2方面对上述分析的正确性进行了验证。

基于全球专利的中国电网防雷技术竞争力分析

文中基于电网防雷技术全球专利,运用检索、计量、统计、对比等分析方法,从专利申请量、主要申请机构、技术分布、核心专利、保护区域等方面分析全球电网防雷技术的竞争态势以及中国电网防雷技术在全球的竞争力。结果表明,中国电网防雷技术总体上处全球领先地位,竞争优势明显,具体表现在:中国专利申请量稳居全球首位,尤其是近五年专利数量占全球专利总量的90%以上;中国国家电网公司是全球最主要的专利申请机构,其不仅专利申请量远超中国南方电网公司、日本碍子公司、日立电缆有限公司等国内外竞争对手,而且其专利的技术分布广泛,并拥有大量的核心专利技术。值得注意的是,和日本相比,中国机构在专利的国际布局方面不占优势,需增强技术的全球保护意识,加快制定和实施专利全球发展战略。

10 kV配网电压互感器断保险故障分析及应对措施

中性点不接地配电网中变电站发生的单相接地故障消失后易引发电压互感器(PT)铁磁谐振或低频非线性振荡等,导致PT熔断器频繁熔断,影响电力系统安全运行。为研究实际变电站PT断保险故障的基本规律及影响因素,文中统计了某供电公司1年内的35次断保险及PT故障,分析了一起实际变电站发生断保险故障前后的录波数据,对比各种故障诱因的仿真波形找出该变电站发生PT断保险的原因。最后在已经验证了的仿真模型的基础上,找出有效抑制该种故障的措施。研究表明:文中研究的变电站发生PT断保险的原因是单相接地故障消失瞬间激发的工频铁磁谐振。提出的抑制措施是针对实际运行环境优化参数的一次消谐装置以及改进的PT接法,抑制效果明显。

基于改进高斯混合模型的概率潮流解析方法

大规模风电并网使电力系统的随机性问题日益突出,概率潮流分析是一种能够计及电力系统随机性的稳态运行分析重要工具。针对风电的随机性和多个风电场出力之间的相关性问题,提出利用遗传算法改进的高斯混合模型求解多个风电场出力的联合概率密度函数,利用联合概率密度函数对多个风电场出力的随机性和相关性进行刻画。在此基础之上,利用线性潮流方程计算多条线路和多个节点电压的联合概率分布,最终求解概率潮流的计算结果。仿真结果表明,所提方法计算精度高,速度快,利用联合概率密度函数和联合分布函数能够比边缘分布更精确地评估电力系统多条线路同时过载的风险。

孤网模式下交直流混合微电网互联变换器综合下垂控制

互联变换器的控制方式直接影响交直流微网的稳定运行。分析研究了交直流互联变换器在孤网运行下基于下垂理论的控制方式,包括双下垂控制、下垂特性单位化控制、基于单位化混合下垂控制,针对其在功率流动方向判定和功率参考值选取的不足,提出了一种基于综合下垂系数的控制策略,具体论述了综合下垂系数的求取过程,定义了交直流混合微电网系统下垂系数比,比较混合微网功率盈余与缺额值,将较小值作为互联变换器的功率参考值,最大程度地减小了单个子网偏离额定运行条件下对联络子网的影响。最后利用Matlab/Simulink仿真软件,搭建交直流混合微电网仿真模型,验证了所提控制策略的可行性和有效性。

基于GJB/Z 299C的智能电能表关键元器件可靠性预计

针对国产智能电能表存在的一些问题,提出对智能电能表关键元器件进行可靠性预计,同时以GJB/Z 299C为基础,设计了关键元器件可靠性信息输入表。研究了智能电能表的主要故障类型,对各主要故障类型进行统计分析,给出了导致故障的关键元器件;基于GJB/Z 299C,设计出各关键元器件的可靠性信息输入表,通过填入相关数据信息,再进行相关计算,即可获得各关键元器件的工作失效率。该方法简单易行,已在企业中实行,对提高国产智能电能表可靠性具有一定的现实意义。

有监督机器学习算法在计量装置电压异常诊断中的应用

该文介绍了一种有监督机器学习的典型算法C4.5决策树分类算法,在分析计量装置电压异常主要原因的基础上,建立了计量装置电压判断模型,评估了模型性能,并将该模型筛查出来的计量异常进行了现场排查,验证了模型的准确性。该方法可以有效提高该类异常判断的准确性,避免故障误判,提高了现场故障处理的工作效率。

智能电能表嵌入式系统的新型知识产权保护方法

嵌入式系统在智能电能表中作为核心处理部件而广泛使用。随着关于嵌入式系统的安全问题逐渐受到重视,如何保护这些在智能电能表中嵌入式系统的知识产权(产品不被竞争对手非法克隆和复制)也显得越来越关键。从基于智能电能表的基本嵌入式平台入手(基于FPGA的平台),提出基于硬件混淆技术(hardware obfusca-tion)的新型知识产权保护方法。该方法主要采取了两个阶段的技术:在第一阶段采用物理不可克隆函数(physicalunclonable function,PUF)的结构来实现产生一组数据,该组数据接着用来启动第二阶段的一个基于硬件混淆技术的有限域GF(2~m)乘法器。该乘法器是以捆绑嵌入的方式与嵌入式系统中的硬件结构进行结合。经实际检测,该设计方法在具体的模拟攻击中不仅效果好,而且占用资源低,值得在同类产品中大力推广使用。

自起动永磁同步电机转子铜耗分析的时步有限元优化离散策略

利用时步有限元方法对永磁同步电机进行转子铜耗分析计算时,由于空间中高次谐波磁场的作用,使得导条中的电流与损耗在集肤效应的影响下呈非均匀分布,于是有限元模性的空间离散方案将直接对计算精度产生影响。首先通过理论推导得出导条电流密度的解析表达式;在此基础上,通过建立不同形式的目标函数,研究等间距与不等间距条件下离散密度对于损耗计算精度的影响,及其所对应的最优离散方案;最后,针对转子实际槽形结构,在考虑交界面处强制引入节点的约束条件下,提出了采用分区域循环引用最优离散点的方法,求解全局优化离散策略。通过与时步有限元计算结果进行对比,验证了方法的合理性。

有监督机器学习算法在充电设施状态评估中的应用

介绍了一种有监督机器学习的典型算法C4.5决策树分类算法,在分析充电设施故障主要原因的基础上,建立了充电设施运行状态模型,评估了模型性能,并根据该模型计算出来的设备状态进行了现场排查,验证了模型的准确性。该方法可以有效提高充电设施运行状态的准确性,避免故障误判,提高了现场故障处理的工作效率。

模拟月光的智能调光LED夜灯

介绍1款可根据外界光线强弱自动调节自身LED发光亮度的夜灯。光敏电阻检测模块检测到外界光线,通过模数(AD)转换模块转换为数字量输入单片机,通过单片机自带的脉宽调制(PWM)波产生功能,转化成占空比可调的高低电平输出量,从而控制LED光源的亮度使小灯光线变化。根据色温对人体中枢神经的影响,并参考照度与睡眠质量之间关系,模拟月光光照效果,选取了夜晚最适合人体睡眠的灯光照度与色温。摘要: