面向智能电网应用的电力大数据关键技术研究

针对电力大数据规模的不断增大,传统的电力数据处理平台已经无法满足电力业务的数据存储和处理需求,该研究结合云计算和智能电网技术,设计一个基于云计算的电力大数据处理平台,主要从三个方面进行了改进,数据检索、数据存储和语言翻译,引入网格文件和分布式哈希表设计出一个多维度信息检索平台来提高检索效率,拓展Hive的功能来实现数据的读取和更新以及开发自动翻译工具代替人工翻译。该研究的数据处理方法能够根据数据更新进行实时处理,区别于常规技术的互联网数据处理。试验表明,该研究系统的数据处理速度是传统系统的8~11倍,存储容量是传统系统的200倍左右。

基于移动网络的手持式电力数据采集分析装置的设计与实现

介绍了一种基于移动平台的手持式一体化电力数据采集分析装置,即智能运检盒子。智能运检盒子作为运检工作现场侧与电网公司中心侧的桥梁,实现现场侧和中心侧的数据和资源共享。一方面可以规范现场操作、规范数据采集和实时上传运维试验数据。另一方面,运维人员可以在现场随时呼叫电网中心侧的资源,为现场运维提供技术指导。智能运检盒子的应用,对提高现场运维的专业化和智能化水平、提升运检工作效率和设备状态管控能力、强化状态检修和辅助决策及推动智能电网建设具有重要意义。

TD-LTE电力无线专网中射频失配下MIMO功率分配算法

随着智能配电网的发展,采用TD-LTE技术的电力无线专网逐渐成为了热门的研究课题。其中,多输入多输出(MIMO)系统是TD-LTE电力无线专网的一项关键技术。在TD-LTE中,常采用时分双工的方式估计信道信息,进行合适的功率分配,使得通信系统的频谱效率最大化。然而由于射频链路的不匹配,在实际的通信系统中完整的上下行信道并不能实现完全的对称。分析了射频不匹配下MIMO系统的性能,给出了次优的功率分配方案,结合近似的容量表达式,对比分析了射频失配和匹配下的系统频谱效率。仿真结果表明,相比于最优功率分配,次优功率分配算法下的系统容量会有一定的损失,但是相对于等功率分配算法仍有一定的性能提升,并且不需要复杂的校准过程,便于操作实现,证明了该次优功率分配算法的有效性。

面向电力大数据的多数据流实时处理技术研究

随着电力大数据的形成与深化应用,传统数据批处理技术已不能满足当前电网实时应用要求,多源数据的即时获取和实时关联计算已成为制约电力大数据全面应用的关键因素。论文梳理了国内外大数据实时处理的技术发展现状,探讨了电力大数据实时处理的应用需求,提出了一种面向多用户的电力大数据流计算服务体系,搭建了电力大数据实时流计算处理平台,以低压用户电量计算为典型应用场景对电力大数据实时计算平台的处理性能进行了验证。

智能电网调度技术支持系统应用研究

本文详述了智能电网调度技术支持系统中各应用功能、整体架构以及数据流的逻辑关系,侧重分析了电网调度过程中防范运行风险的措施,保障电网的安全稳定运行。

综合能源并网CPS模型及信息化安全防护方案研究

大量分布式综合能源接入配电网,给配电网安全运行带来了新的问题与挑战,随之产生了对自动化数据接入及信息安全技术应用的新需求。综合能源并网系统是一个典型的信息物理系统。针对综合能源并网信息互联网化接入带来的信息安全问题,提出满足综合能源侧数据采集及电网主站侧应用的信息物理建模需求,并建立了其五元组信息物理模型,进而采用马尔可夫决策过程模型,设计了基于信息物理模型的安全防护方案,以满足面向综合能源的互联网信息接入和业务应用要求,算例分析结果证明了设计的综合能源并网信息物理模型和安全防护方法的有效性。

引入竞争机制的京津唐电网调频资源辅助决策系统研究与应用

京津唐电网长期以来通过指令调度方式对调频资源进行"按需调用",调频价格无法真实反映市场供需关系。在分析京津唐电网调频辅助服务现状及问题基础上,设计了以"集中竞价、边际出清"为核心的京津唐电网调频服务竞争机制及模式,实现了基于该竞争机制下的调频资源辅助决策系统。实际算例分析表明,该系统在满足电网需求的情况下能够显著减少调频费用,提升调频资源利用水平。

利用无线物联网技术实现智能电力计量

为了实现对分散接入电力计量系统的终端智能电表实施数据读取和有效管理,文中提出了采用低功率无线网(LPWAN)技术,将终端智能电表接入数据网关和电力私有云实现智能电力计量的技术方案。该方案采用了LoRa无线模块实现电力计量数据的双向交互,具有运行可靠、低成本、低功耗、远程接入等优势。此外,文中还重点介绍将如何利用新兴的LPWAN技术帮助构建智能电能无线接入的解决方案,展示了用于智能电表端到端LoRa连接的系统实现。

基于改进选择性BPSO算法的配电网降损重构研究

为了降低配电网的有功功率损耗以及提高开关利用率,利用Sigmoid函数对二进制粒子群优化(BPSO)算法中的粒子位置更新进行改进,并通过添加修改曲线的参数对函数进行选择,提出了一种改进选择性二进制粒子群优化(IS-BPSO)算法来求解配电网降损重构问题。该算法以降低配电网的功率损耗为目标,有效地控制粒子的变化速率并提高种群的收敛性。通过33母线和94母线的配电网测试系统进行仿真模拟,结果表明,该算法具有很强的鲁棒性和全局寻优能力。

新能源并网发电对配电网电能质量的影响研究

配电网中的新能源并网发电情况越来越普遍,但新能源输出功率的间歇性和不确定性会对配电网电能质量带来很大影响。本文在分析新能源输出功率特性的基础上,对新能源并网造成配电网电能质量的影响原理进行了分析。建立配电网电能质量仿真计算模型,对新能源在不同位置和不同容量并网情况下及多个新能源不同方式并网下的节点电压偏差、节点电压总谐波畸变率仿真计算,获得了新能源并网发电对配电网电能质量的影响规律。本文研究成果可为新能源并网发电及配电网电能质量优化提供有效的理论指导和借鉴。

能源互联网环境下的网源协调关键技术研究

针对当前能源互联网环境下的网源协调能力差、网源利用率低的问题,对网源协调关键技术进行了研究。首先设计出一套新型网源协调方案架构,该架构包括电力供需平衡模块、数据传输模块和能源利用模块,实现能源监控、数据管理和应用的一体化功能。通过构建经济函数、安全函数和质量函数实现了最佳化网配配置,提高了网源协调能力,通过区块链技术实现了能源数据的存储。试验表明,所提系统的协调能力强,网络资源利用率高。

基于电力物联网的储能云网平台应用技术

针对于大规模风电、光电等新型清洁能源接入电网,对电网带来了巨大挑战,提出引入以储能设备为核心的储能云网平台参与的方法。在储能云网平台中通过把电网调度问题分成两端,一端是以发电厂和集中式储能设备为主导的供应端,一端是以用户和分布式储能设备为主导的需求端,通过把两端分开进行研究,减小了研究难度。两端分别进行模拟试验。在供应端可以达到3%以下的弃电量。在需求端,通过对一个用户用电情况以最大经济效益为目标进行优化,通过采用一台总储量为30 kwh的储能设备,使经济效益提升了108.3%。以局部调优来实现整体优化。

同步休眠机制MESH网络在长边坡监测中运用的研究

针对传统的边坡监测信号有线传输方式无法满足长边坡监测需求,提出利用同步休眠机制MESH网络自组网,通过时隙的划分,实现分时发送数据,进而实现对长边坡的监测,从而扩大边坡监测范围,达到对边坡稳定性的预判、预防,避免重大的人员伤亡及经济损失。

不平衡电网电压下三相并网逆变器的控制策略分析

针对不平衡电网电压并网成功率低,逆变器控制能力不足的问题,对不平衡电力数据进行整定,通过设计径向基函数(RBF)自适应控制网络完成电力设备在三相不平衡环境下的配合调节,由PI调节器完成参数调节,进而增加并网成功率;采用模型预测控制(MPC)算法对三相异常数据进行排查,通过对比两种不同环境下并网关系推算最佳并网策略,实现电力设备的安全并网。试验表明,采用的KLH系列逆变器,容量为2 KVA/220 V,用这种方式并网产生的不平衡电压变化为85.8 V,并网成功率为95.2%。

PWP法柔性直流电缆空间电荷特性研究

为探究柔性直流电缆的空间电荷特性,采用压力波(PWP)法模型电缆空间电荷测试系统,研究了30 k V柔性直流电缆在电场为-10、-15和-20 k V/mm,导体温度为30、50和70℃,以及在电场13.9 k V/mm下热循环过程中的空间电荷分布。结果表明:在试验外加电场下,当电缆导体温度为30℃时,电缆绝缘层中几乎没有空间电荷积聚;当导体温度升高到50℃和70℃时,绝缘层两侧出现异极性空间电荷积聚,空间电荷密度随着导体温度和电场的升高而增大,且绝缘层外侧的空间电荷积累量大于绝缘层内侧;在电场为13.9 k V/mm的热循环过程中,柔直电缆绝缘层在加热阶段积聚的空间电荷在降温阶段不易消散。

智能电网环境下分布式阻尼控制器设计

智能电网以广域测量系统作为支撑,通过信息的相互关联来有效控制电网稳定运行。在智能电网环境下,针对广域互联电力系统的低频振荡问题,利用分布式网络控制的灵活特性,研究设计一种计及时延的分布式阻尼控制器。考虑将测量信息作为阻尼控制器的输入信号,只涉及到本地及相邻通信节点的信息,进而基于图论新颖法对分布式阻尼控制器输入信号的通信拓扑特性进行描述。在设计广域系统中控制器时考虑到了远程信号的传输时延,并利用其时延依赖稳定性这一充分条件。最后运用到四机两区系统的仿真对比结果,显示本文提及的分布式阻尼控制器不仅使系统阻尼得到有效提高,还体现出局部与区域间低频振荡以及传输线功率振荡的可抑制性,增强了融合电力信息系统的稳定性。

配网线损大数据高性能计算解决方案

针对配网线损数据分析中存在数据同步慢、存储资源不足、计算处理慢等问题,提出基于大数据分析的营配贯通数据分析方案,阐述营配贯通数据同步、线损数据存储、台区线损计算等关键技术。同时针对Hadoop进行线损大数据分析时不适用的问题点,提出数据更新、数据反馈、海量数据交互式查询等优化方案。经测试表明,系统整体处理性能提升了6倍以上,为Hadoop大数据技术在配网线损计算及其他专业电力应用提供技术参考。

面向智能电网的PCA近似法错误数据注入攻击

准确的状态估计对于维持智能电网的正常运行至关重要。论文在雅可比(Jacobian)矩阵和状态变量分布假设未知的情况下,采用主成分分析近似法(PCA-Sim)研究了错误数据注入攻击问题,从线路测量的相关性中对Jacobian矩阵进行推导,验证了错误数据注入攻击近似隐形攻击,并且结合累积分布函数(cdf)分析了所提方法的性能。通过对IEEE14配电网系统在均匀状态变量、高斯状态变量和混合状态变量条件下漏检概率与决策阈值的仿真研究,结果证实了所提方法的有效性。

模型电缆空间电荷测试方法研究

介绍了直流电场下电缆绝缘的电场分布,阐述了模型电缆空间电荷测试的重要意义。分析了PEA法和PWP法空间电荷测试方法原理,在此基础上对PEA法模型电缆空间电荷测试方法存在的问题进行分析,并探讨了PWP法模型电缆空间电荷测试方法的优越性。

基于改进MSER算法的电力设备红外故障区域提取方法

红外图像处理中因目标边界模糊、区域灰度变化等因素,导致传统的极大稳态区域方法区域提取效果低下。为此,提出一种基于改进极大稳态区域方法的电力设备红外故障区域提取机制,提升区域提取效果。首先,从灰度相似度聚类出发,采用Meanshift算法对分割区域的邻域像素进行聚类。其次,结合阈值分割机制,快速将相似像素进行分割,最终通过迭代得到电力设备故障所呈现的亮度区域信息。实验结果表明该提取区域方法性能优于极大稳态区域算法,具有较低的误分类错误,且相比于Mean shift算法,具有高效的处理速度。