含分布式光伏的公交充电站多阶段优化调度

在充电站中融合分布式光伏,有助于降低充电站运营成本,促进城市低碳化发展。充电站的充电负荷冲击和分布式光伏出力不确定性,使得充电站总负荷功率存在较大的波动性。针对存在光伏发电系统的电动公交车集中充电站,构建多阶段优化调度模型。第一阶段,根据公交出行计划,建立以充电裕度最大化为目标的有序充电模型,计算公交车间歇充电时段。第二阶段,建立以降低充电成本和电网波动为目标的多层次优化模型,在保证公交充电站运营成本最低的基础上,提高充电站整体用能质量。仿真结果表明:优化策略能够合理安排电动公交车充电行为和充电功率,使得公交站充电成本最低,且整体功率曲线在不同电价时段保持稳定。

直流接地极线路用电流互感器暂态特性现场试验与分析

直流接地极线路用电流互感器的暂态阶跃特性及其现场试验方法对系统控制保护和故障检测定位等具有重要意义。为此结合接地极系统实际,提出一种带电运行中人工短路与停电下阶跃响应特性的组合现场试验方案。首先,在接地极系统带电运行情况下,通过人工短路故障验证互感器暂态传变特性对保护的适应性。然后,开展了直流电流互感器阶跃响应现场同步闭环测试系统研制,通过模块化并联和内置式标准波形溯源调节方法提升阶跃电流源输出准确度,其输出参数为:阶跃幅值0~600 A可调,上升时间≤30μs,脉宽最大为100 ms。依托该试验系统,在富宁换流站对接地极直流电流互感器的阶跃响应时间、上升时间和延迟时间等参数进行了测试。结果表明,该方法可有效评估接地极直流电流互感器阶跃响应特性。

电子式电流互感器暂态传变延时测试技术研究

从继电保护应用的角度关注了电子式电流互感器暂态下的传变延时问题,阐述了暂态延时与稳态延时的差异性以及在工程中测试的必要性。提出了一种基于高精度高带宽模拟采样和数字量接收精确时标标定的测试方案,采用数字相位锁定器(DPLL)消除数字量时序抖动,利用突变量检测确定初始时刻,再结合相位提取进行时差补偿修正,很好地消除了测试中的各个误差因素。通过开发的测试系统在工程中的应用,证明了所提方案的可行性。

智能变电站无线站域测试系统的同步策略研究

为解决智能变电站现场站域测试时无线分布式数据的时间同步问题,提出了一种适用于无线数据通信的多终端同步控制策略。介绍了智能变电站的站域测试系统及其实现的关键性问题,说明了网络传输延时不确定对IEEE 1588网络时钟同步协议的影响,研究了基于单点对多点无线通信系统同步的样本滤波、同步校正、时域跟随等问题,并给出了实施方案。实验结果表明,无线通信下经同步控制后时间精度可达微秒级,能够满足智能变电站系统级测试对时间同步的需求。

基于分布式测点的智能变电站核相系统

为适应数字化的采样值传输方式,解决目前智能变电站现场调试时缺乏专业核相设备、核相工作不易实施的问题,文中提出了一种基于WIFI无线传输网络的智能变电站分布式核相系统。介绍了核相系统的系统架构及具体实现方案,研究了分布式数字化核相时采样值自适应传输、无线区域化同步及相位测量方法等关键技术。实验表明,基于无线通信实现的分布式核相系统相位采集精度较高,核相结果准确,操作方便,能够满足智能变电站现场全站核相的功能需求。

数字化变电站GOOSE网络设计研究

介绍GOOSE通信机制,从物理层与数据链路层、网络结构、交换机配置方案三方面阐述数字化变电站GOOSE网络结构的设计,比较分析星型结构下的2种GOOSE网络结构冗余方式,提出提高数字化变电站GOOSE网络可靠性的措施及各电压等级变电站GOOSE网络推荐方案。

过程层闭环的智能变电站现场站域测试技术

为解决目前智能变电站现场调试过程中测试繁琐、存在测试盲区和难以对智能设备的系统性功能进行验证等问题,提出了一种基于过程层数据闭环的智能变电站现场站域测试技术。描述了该测试系统的特点及实现方案,并对数字化采样率自适应、电子式互感器积分特性模拟及WIFI局域网下的时钟同步等关键技术进行了说明。在变电站现场对该测试系统进行了功能验证,结果表明,该测试系统功能全面、运行稳定,可有效改善现场系统测试工作的效率,提升变电站整体验收的质量与水平。

模拟量合并单元暂态时间特性测试技术研究

介绍了模拟量输入合并单元的暂态延时与稳态延时之间的差异性,并从继电保护应用的角度关注了模拟量输入合并单元暂态下的传变延时问题,阐述了暂态延时与稳态延时的差异性以及在工程中测试的必要性,提出了一种基于基于精确离散时间控制的的合并单元暂态时间特性测试方案,采用数字相位锁定器(DPLL)消除数字量时序抖动,利用突变量检测确定初始时刻,再结合相位提取进行时差补偿修正,很好的消除了测试中的各个误差因素,利用同步信号异常、报文离散度变化等突发事件作为触发条件,测试这些异常过程时间特性的变化对电流电压复合误差的影响。通过开发的测试系统在工程中的应用,以验证本时间特性测试技术方案的可行性。

电子式电流互感器传变特性测试与分析

目前,由于缺乏有效而实用的综合测试平台,开展不同原理电子式电流互感器(ECT)在实际工况下的计量准确度和保护传变特性试验还很少。文中分析了影响ECT准确度和传变特性的关键因素和环节,研制出能够模拟不同运行负荷、环境条件、功率因数、通信异常、一次侧故障等工况下电子式互感器性能测试研究平台,开展了ECT稳态准确度测试、ECT谐波特性与频率混叠测试以及故障下的ECT暂态特性测试。对不同厂家不同原理的ECT测试,发现在稳态误差方面低功率电流互感器测量准确度以及稳定性优于全光纤电流互感器。谐波特性方面随着频率增加,低功率电流互感器的比值误差相对稳定,而罗氏线圈会增大,相位误差两者总体呈现增大趋势;各厂家ECT均存在不同程度频率混叠;全光纤电流互感器能够可靠地传变故障引起的暂态量,而低功率电流互感器在含有直流分量下易饱和,罗氏线圈电流互感器受积分环节影响很大,容易出现超差。

换流站直流电流互感器现场测试的关键技术

高压直流输电的控制保护系统需要依靠直流电流互感器(DCCT)提供相应电气量的测量信号,故DCCT对高压直流输电控制保护系统的稳定准确运行具有决定性作用。然而受制于合理试验方法、精密实验设备以及相关标准规程的缺乏,针对DCCT的现场测试工作尚无法在较大范围内充分开展。为此针对DCCT现场测试中直流分量精确提取、DCCT的数字输出接口、DCCT无同步信号接入下的数据同步以及测试系统不确定度等关键技术问题开展了研究,提出了一种直流电流互感器现场同步测试方法。通过前置AD采集单元采集DCCT输出信号,结合含有直流分量的小波系数来精确提取直流分量,采用FPGA实现DCCT的数字接口,基于绝对延时时间实现数据同步,分析了测试系统不确定度来源并给出了评定方法。研制出了1套直流电流互感器现场测试系统,结合±500k V永富直流工程,在国内首次开展了从低电流至额定电流等不同电流输入情况下换流站全站数字量输出型DCCT的现场同步测试,结果表明该测试系统整体不确定度优于5×10-4。

基于差分序列方差与CPS融合的数字变电站数据异常检测方法

针对传统基于简单阈值的异常检测方法已无法适用于数字变电站过程层网络中可能出现的设备物理故障和恶意入侵导致的数据异常的问题,提出了一种基于差分序列方差(difference sequence variance,VDS)与信息物理系统(cyberphysical system,CPS)融合的数字变电站数据异常检测方法。首先,在分析CPS中面向通用对象的变电站事件(generic object oriented substation event,GOOSE)和制造报文规范(manufacturing message specification,MMS)数据的行为特征基础上,研究了IEC 61850协议规范的度量方法,提出了网络和系统管理方案;其次,基于VDS的异常检测方法和流程,结合数字变电站过程层报文特点,提出了变电站流量异常隶属函数以及基于CPS融合的参数确定方法;最后通过仿真验证了所提方法不仅能有效识别信息设备物理故障和恶意入侵导致的数据异常,对于拒绝服务攻击也能实现准确检测,相比于传统方法具有更高的准确性与可靠性。

基于智能感知与深度学习的智能变电站设备状态检测方法

针对现有变电站设备状态检测方式单一、检测效果欠佳的问题,提出一种基于智能感知与深度学习的智能变电站设备状态检测方法。首先,在变电站四个角落安装低功率的热像仪,以实时监测设备状态。然后,应用中值滤波和侵蚀技术处理设备热图像,获得灰度图像后,利用加速鲁棒特征法提取图像特征,初步监测设备状态。最后,基于深度学习模型对图像特征作训练分类,以检测存在故障的设备。基于Tensorflow平台对其性能进行试验论证,结果表明,相比于其他方法,所提方法的检测准确率和召回率更高且检测速率更快,能够直观准确地掌握变电站的设备状态。

基于绝对延时的DCCT异地同步现场校准方法及不确定度研究

直流电流互感器(DCCT)的准确性合格与否是其状态评估及现场投产验收的重要依据,对直流输电保护控制的稳定运行起着极其重要作用。因此本文分析了目前直流电流互感器现场应用情况,就现场校准方法存在的问题,提出一种基于绝对延时的DCCT异地同步现场校准方法,开展了DCCT绝对延时的测试方法研究,解决了一直以来开环异步、人工计算造成的准确度及效率低的问题。文章构建了高准确度直流互感器现场异地同步校准系统及不确定度分析模型,确保了可信度。所述方法在实验室中得到了验证,并开展了±500kV永富直流工程直流电流互感器现场校验工作,为我国换流站DCCT现场校准提供参考依据。

基于数字物理混合仿真的电子式电压互感器暂态特性及其测试技术研究

介绍了阻容分压电子式电压互感器的原理架构,分析了阻容分压电子式互感器经微分积分后的暂态传变特性。从继电保护应用的角度关注了电子式电压互感器的暂态传变特性对快速距离保护的影响。提出了一种基于数字物理混合仿真的电子式电压互感器暂态测试技术方案。采用数字仿真输出小电压信号再利用功率放大器将其放大,再搭建电子式电压互感器阻容分压的物理仿真平台,建立完整的测试系统。利用突变量检测确定初始时刻,同步采集模拟量原始电压信号与试品数字信号,进行暂态过程电子式电压互感器的暂态误差计算。通过开发的测试系统在实验室的应用,以验证测试技术方案的可行性。

数字化跨间隔电能计量系统的现场多维测试技术

为解决智能变电站电量计量不平衡问题,针对数字化跨间隔电能计量系统涉及环节较多、实验室测试存在盲区、现场检测手段匮乏等特点,提出一种用于变电站现场实施的跨间隔电能计量多维测试技术。分析数字化跨间隔计量异常的主要原因,提出基于无线传输的间隔化注入测试方法及其实现方案,对分布式终端同步、被动采样的精确触发及采样曲线拟合等关键技术进行描述。由实验结果可知,该测试方法在保持被测系统架构完整性的前提下,实现跨间隔电能误差定位及相关性能检测,有助于提升数字化计量专业的现场调试检修能力。

直流电压测量装置暂态阶跃响应性能现场测试技术

为提高特高压直流输电工程的安全性,针对目前换流站内运行的电压测量装置缺乏有效的暂态特性检测手段的问题,研究了一种适用于直流电压测量装置的暂态阶跃响应现场测试技术。分析了直流电压测量时阶跃过冲电压及响应延时的产生机理,提出了一种基于低电压分段测试的暂态阶跃响应现场测试方法。采用交直流电压叠加测试实现暂态阶跃过冲电压测试,通过二次系统暂态阶跃测试、广义多项式曲线拟合及三次样条插值实现阶跃响应延时测试。在现场搭建测试系统对直流电压测量装置进行检测,结果表明,该测试技术可满足现场暂态阶跃响应检测的需求。

ECT采集单元积分回路的暂态特性改进及其检测系统研发

电子式电流互感器采集单元的暂态误差及拖尾现象影响继电保护设备在故障发生时正确动作。通过仿真验证了过零点暂态误差是拖尾现象产生的根本原因,且这种误差是由罗氏线圈的电路积分环节造成的,从原理上无法完全消除。因此,提出提高硬件积分回路的衰减时间常数以及动态启用软件积分的积分衰减算法分别改进对应类型采集单元的暂态传变特性。为了对改进后的采集单元的暂态特性进行测试,提出采用连续时域微分技术来模拟罗氏线圈信号的输出,通过故障相位补偿同步技术实现暂态误差的测试。所提方法为基于罗氏线圈原理的电子式电流互感器的工程应用及采集单元更换提供了一套完整的检测手段。

光学电子式电压互感器暂态特性及其测试技术研究

光学电子式电压互感器的暂态特性需要深入研究以保证继电保护等自动化设备的正确运行,并促进新的保护原理的应用。在理论分析光学电压互感器数学传感模型的基础上建立了一套暂态仿真系统,探究了在一次侧不同相角下的短路和带滞留电荷重合闸暂态过程中,影响光学电压互感器暂态特性的相关因素及影响度。建立了一套光学电压互感器暂态特性测试系统,研制了测试系统硬件平台和功能软件,对实际的光学电压互感器产品进行了暂态测试,为光学电压互感器的工程应用提供了一套实用的检测手段。

直流断路器结合暂态行波的HVDC输电线路故障保护算法

针对传统交流系统保护难以适用于目前的多端高压直流输电线路问题,提出直流断路器结合暂态行波的多端高压直流输电线路直流故障保护算法。首先,通过小波变化提取故障时刻高频暂态电压分量,并基于区内、区外故障小波能量值的故障识别方法,提出设计含混合式直流断路器多次重合闸判定方法的直流故障保护算法。最后,在MATLAB/Simulink仿真软件上搭建四端高压直流输电线路模型。仿真试验验证了保护算法的可行性,以及在故障识别成功率和过渡电阻耐受能力方面的优势,对于直流输电线路故障快速判定具有重要的理论指导和实际意义。

数字积分式采集单元的可靠性技术研究

为提高电子式互感器的运行稳定性,针对采集单元模块在变电站现场易受干扰、积分后的暂态特性无法满足要求等问题,文中研究了一种高可靠性的采集单元实现方案。分析了数字积分式采集单元的工作原理与异常产生环节,提出了采样预警筛查、数字积分的动态扰动衰减、结构及硬件抗干扰设计等关键措施,试制了电流互感器的采集单元样机,并委托专业机构进行了检测。测试结果表明,采集单元具备良好的暂稳态信号传变特性和电磁兼容能力,可满足数字化变电站的工程应用需求。