主动配电网系统负荷控制与电能质量监测

主动配电网系统是适应分布式电源接入进行主动控制与管理的新型配电系统.分析主动配电网系统的可中断负荷特性;基于智能计量技术和通信技术建立柔性负荷控制模型,提出负荷控制策略;并针对主动配电系统电能质量恶化问题,研究基于负荷终端的电能质量在线监测技术,提出基于HHT的电能质量检测方法;主动配电网系统实例仿真分析结果验证了该负荷控制和电能质量监控技术的优越性.

抑制配电网三相不平衡的柔性接地装置控制方法

为提高现有柔性接地装置抑制配电网三相不平衡的稳定性与信号跟踪能力,提出一种基于改进双闭环控制策略的柔性接地装置控制方法。通过对控制系统进行建模和分析,并提出注入电流的控制策略。该策略在双闭环控制的基础上,采用电流内环PI控制和电压外环滞后网络控制。将中性点电压参考值设置为零,并以其作为控制目标,实时比较参考值和中性点电压反馈量之间差值。该差值经过串联滞后校正环节后可作为电流内环产生参考电流,电流理论参考值与实际测量值构成的偏差作为PI校正环节的输入量,实现对输出电流的目标控制,有效提高电流的稳定裕度,缩短了输出与输入信号的跟踪时间。系统仿真分析结果表明该方法在三相不平衡过电压抑制中性能良好,能够将配电网中性点不平衡过电压精确抑制到零。

智能电网能量流的时空多尺度大数据探讨

随着电力业务的飞速发展和大数据应用技术的不断完善,电力大数据时代正式到来。然而现有电力数据尚无法满足智能电网的安全稳定等发展需求,智能电网需要能够反映电力能量流可观性的立体全景信息。为此,分析智能电网能量流时空多尺度大数据的概念,通过广域电网实时宽频带时空多尺度同步测量技术,可准确、可靠获取电网能量流全景数据,该纳秒级宽频数据能精确反映电力能量流特征。能量流时空多尺度大数据可为智能电网科学研究提供更准确的全景数据信息,有助于解决电网动态安全稳定监控、复杂大电网建模降维与解耦、电网能量传递分析和暂态保护控制等电力系统科学技术难题,具有重要的理论价值和工程应用前景。

风电并入冷热电联供系统的优化运行控制

冷、热能只需满足阶段性平衡,而电能则需满足实时平衡。为了提升风电的利用水平和降低风电随机性对电网的影响,提出风电以制热方式和供电方式参与冷热电联供系统(CCHP)供能的供热模式及供电模式。构建并分析风电供能模式控制方法,并对2种供能模式分别建立以包含燃料成本和购电成本的系统运行成本为目标函数的优化模型。考虑风电出力预测偏差,采用α-超分位数方法刻画各随机目标函数,进而建立相应的随机优化模型。通过算例分析风电不同供能模式下的经济效益;研究不同置信水平对系统运行成本的影响。仿真结果为风电供能模式的选择提供了依据;该研究可为智能电网背景下可再生能源的高效合理利用提供新思路。

基于对地参数双端测量及闭环控制的配电网柔性接地有源消弧方法

针对中性点经消弧线圈接地配电网发生单相接地故障后故障电流难以全部补偿、消弧效果不佳的问题,提出了一种基于对地参数双端测量及闭环控制的有源消弧方法,通过向配电网中性点注入一工频电流来实现故障消弧。所提出的对地参数双端测量法以柔性接地装置的注入变压器为注入端注入一特征频率电流,以消弧线圈内部电压互感器为返回端测量空载电压,实现了配电网对地参数测量。该方法考虑了消弧线圈阻尼电阻,且消除了注入变压器漏阻抗对测量精度的影响,从而消除了传统对地参数测量方法在建模和原理上存在的误差。进一步设计了电流闭环控制方法,由测得的配电网对地参数计算得到注入电流的参考值后,通过比例谐振(proportional resonance,PR)控制器校正注入电流实际值与参考值的差值,再经L型滤波电路后注入配电网中性点,有效抑制故障相电压为0。仿真和实验结果证明了所提方法精度高、响应速度快,可实现接地故障快速可靠消弧,且适用于不同过渡电阻的故障情况。

配电网柔性接地装置电压控制方法研究

针对配电网运行过程中柔性接地装置的接地故障抑制以及电压维稳问题,深入研究电压控制策略。通过对柔性接地装置系统建模分析,采用电压控制方法,设计一种将反馈与串级校正有机结合的复合校正方案。同时对反馈补偿器、串级控制器进行参数设计,削弱控制系统对参数变化的敏感性,消除外界对系统的干扰,并将系统的动、稳态性能调至最佳值。仿真分析表明,该复合校正控制方案可实现柔性接地装置输出电压的快速、精确控制,并能有效应对配电网对地参数及故障参数变化带来的影响。

基于注入电流调控的含分布式电源配电网消弧与选线方法

为解决分布式电源(DG)接入中压配电网,导致消弧线圈难以抑制接地故障残流,从而无法实现可靠消弧的问题,分析DG接入对接地故障电流的影响,提出基于注入电流调控的含DG配电网消弧方法。通过有源消弧装置向中性点注入测定电流得到正序网络等效电压源的大小,计算并注入消弧电流,实现接地故障可靠消弧。进一步提出基于零序导纳测量的接地故障选线方法,通过对有源消弧装置和馈线零序导纳的测量,实现接地故障准确选线。PSCAD/EMTDC仿真结果表明,该方法可有效抑制含DG配电网接地故障残流,从而熄灭接地故障电弧,并实现永久性接地故障馈线的准确判别。

低压大容量配电网无功与谐波综合补偿控制方法研究

针对目前配电网低压系统中常见的无功补偿和谐波治理装备难以兼顾无功与谐波综合动态治理的问题,结合配电网低压系统中的APF容量小以及DSTATCOM无法补偿高次谐波的现实,在多模块型并联主电路拓扑的基础上,提出了一种大容量的无功补偿和谐波治理的综合控制策略。将无功补偿和谐波治理的容量实时分解到不同频带内,通过不同的功率模块,实现动态无功调节和谐波的分频段补偿,有效提高了多模块型APF在大功率场合应用的灵活性。理论分析和仿真证明了无功和谐波分频段综合补偿的有效性和可行性。

适用于光伏微网并网和孤岛运行的控制策略

光伏微网的谐波问题和孤岛运行逆变器间的环流问题变得越来越突出,提出一种含有串联逆变器和并联逆变器的并网接口,并对下垂控制环节进行改进。在光伏微网并网运行时,通过串联逆变器实现最大功率点跟踪,同时通过对并联逆变器的控制,达到消除谐波电流、补偿三相不平衡电流达到电能质量治理的目的。在光伏微网孤岛运行时,采用改进的下垂控制策略,即在下垂控制环节引入无功功率扰动环节来减小并网逆变器输出端电压幅值差,从而抑制环流,实现功率的自主分配。Matlab仿真结果验证了所提控制方法的有效性和可行性。

基于储能和无功优化的直驱机组海上风电场低电压穿越策略

针对直驱永磁机组海上风电场中的低电压穿越问题,提出了一种基于储能和无功优化的控制方案。采用锂电池作为分散式储能设备,吸收故障时刻直流母线上的多余功率,抑制电网故障时机组直流侧电压上升。同时根据各台机组的不同运行状况分配不同的无功指令,选取网侧变流器输出的有功功率、直流母线电压、机端电压作为评价指标,依据评价指标结果对风电场中各台风电机组低电压穿越能力进行评估,优化控制各台机组的无功出力,从而有效提高整个风电场的无功输出能力。以某海上风电场为例进行仿真分析,仿真结果表明了该方案能显著提高风电场低电压穿越能力。

冷热电联供系统能量流函数及运行策略

详细分析系统能量流特性,提出刻画冷热电联供(CCHP)系统在"以热定电"和"以电定热"2种运行策略下的能量流函数。为提升CCHP系统的经济环保效益,建立其经济环保调度优化模型,目标函数包含燃料成本、购电成本及考虑污染气体排放需缴纳惩罚费用的环境成本,能量流函数作为能量平衡等式约束。算例仿真结果表明,所提能量流函数及模型可实现CCHP系统的优化调度,从而降低生产成本,改善环境效益,提高能源利用水平。

基于大数据的智能电表入侵检测方法

智能装置感染病毒软件的征兆一般是CPU利用率和网络通信流量异常上升,提出AMI中基于大数据的入侵检测方法。由各智能电表记录其CPU负荷率及网络通信流量,将此数据与电量功率数据一起上传到用电管理中心数据服务器,再由异常甄别系统对相同型号智能电表的CPU负荷率及网络通信流量进行对比,即可利用大量表计数据的统计特性,识别出CPU负荷率和通信流量明显偏高的异常电表。所提方法无需在智能电表上安装和更新病毒检测软件,可在智能电表有限的计算能力和通信带宽约束下满足信息安全防护的基本需求。

基于配电网双端信息融合的单相断线故障实时监测方法

由于配电网结构复杂、运行方式多变,易发生各类断线故障。单相断线故障的故障特征不明显,常规方法难以有效监测,可靠性低。为解决这一问题,提出一种基于配电网双端信息融合的单相断线故障监测方法,通过实时监测电源侧及负载侧电压、电流信号,提取断线故障特征信息,综合建立断线故障识别判据,实现单相断线故障实时监测,该方法显著提高了单相断线故障的识别精度。PSCAD/EMTDC仿真分析结果表明:该方法不受配电线路参数和系统运行方式的影响,能够有效排除其它故障,可靠准确地识别单相断线故障,监测准确、快速,满足配电网安全运行在线监测实时性要求,具有一定的工程应用价值。

分布式冷热电多联供系统的经济运行

分布式冷热电多联供系统中冷、热、电负荷的变化和平衡具有不同的特性和规律.基于冷、热、电负荷不同平衡要求,在总供能周期内,满足机组运行约束下,以系统各供能单元的联合供能成本最小为目标函数,求解最优供能方案;将分布式供能系统分为联合供能系统、区域供能系统和"配网供电,空调供热"的传统分供系统三类,以南方某大型居民区为应用实例,对比标准煤耗量和供能企业经济性2个指标,比较分析3种供能系统的调度结果;表明:该文提出的联合供能方式能显著提高一次能源利用率,具有良好的社会综合效益.

相电源馈入中性点的配电网接地故障相主动降压消弧装置及其应用

针对传统消弧线圈不能完全抑制间隙性弧光过电压及故障相转移装置在发展性故障情况下存在引发严重相间接地短路过电流的风险,提出一种相电源馈入中性点的配电网接地故障相主动降压消弧方法。发生单相接地故障时,从接地变压器二次侧提取与故障相相电势相反的线电压向量,通过注入变压器升压馈入至配电网中性点,强迫故障点电压至电弧重燃电压以下,实现熄弧并阻止电弧重燃,有效抑制间隙性弧光接地过电压和不停电处理可恢复性绝缘故障,并研制出由接地变压器、单相注入变压器等相关设备组成的主动降压消弧装置。在10kV真型配电网试验场通过大量实验测试和挂网运行验证了所建议方法和装置的可行性和可靠性。通过与现有同类技术比较,该装置具有性能好、兼容性强、造价低、短路电流风险小等优势。

电缆-架空线混合线路故障行波定位及自适应重合闸控制

提出一种基于预值查表故障搜索算法的混合线路双端行波故障定位方法.基于各个电缆-架空线连接点产生的行波到达线路两端的时间差建立故障区段预置表,利用故障时初始行波波头到达线路两端的时间差查表搜索故障区段,根据故障区段进行重合闸控制,如果故障在电缆上则闭锁重合闸,反之,则开放重合闸;并根据双端行波定位公式计算出故障点位置.EMTP仿真结果表明,提出的行波定位方法可准确定位故障点位置,误差小于50m,且不受故障点位置、故障类型及过渡电阻的影响,可精确实现重合闸,具有较强的实用性.

基于行波模量传输时差的配电网接地故障定位新方法

为解决配电网接地故障的定位难题,在分析配电网接地故障行波零模与线模分量传输特性的基础上,提出了一种配电网接地故障定位新方法。该方法采用合适的小波变换标定零线模行波波头,并根据配电网故障行波历史数据拟合零线模时间差与故障距离、零线模时间差与零模波速的对应关系曲线,然后据此关系曲线提出了基于零线模传输时差的故障区段判别方法,最后研究了基于双端行波零模分量的配电网故障精确定位新方法,可在线路接地故障情况下准确判别故障区段并精确计算故障点位置。该方法具有较高的定位准确度,可有效解决配电网接地故障定位难题,仿真分析验证了该方法的有效性和准确性,有望在配电网中得到实际应用。

分布式配电网故障行波定位方法

针对配电网结构复杂、线路分支多、故障定位困难的问题,分析故障行波零线模分量传输波速的差异,据此提出一种基于行波模量时间差的分布式配电网故障定位方法。该方法选取部分配变终端安装行波采集装置,在配网不同位置设置模拟故障点,模拟故障点产生的故障行波传输到各采集装置的时刻构建基准线模行波时差矩阵;当实际发生故障时,按相同规则形成故障行波时差数组与基准矩阵的比较得出故障点所在区间,再利用故障点零线模行波分量到达测量端时差不同的特性,通过迭代算法准确得到故障点在区间中的位置。仿真结果表明,该方法可以准确判断故障发生在主干线路和分支线路区段中的具体位置,定位误差小于150m。

单-多端行波组合的架空线配电网单相接地故障定位方法

针对配电网网络结构复杂,分支多,故障定位困难,提出了一种单端、多端行波相结合的配电网单相接地故障定位方法。首先根据配电网拓扑结构,依据最优配置原则,选取需安装行波定位装置的配变终端,然后通过奇异值分解(SVD)对故障行波信号进行检测,应用多端行波故障选线算法判别障故障线路。在此基础上,各行波定位装置采用小波波形相关性方法,检测两个相关反射波时间差进行单端行波测距。仿真结果表明,该方法在某台定位装置失灵、时间记录错误时也能实现配电网的故障准确定位,具有很强的容错性和较高的定位精度。

改进的配电网对地参数谐振测量方法

在配电网中性点经消弧线圈串联阻尼电阻接地方式下现有对地参数测量方法测量误差较大,因此,提出一种改进的配电网对地参数谐振测量方法。该文分析消弧线圈串联阻尼电阻方式下现有对地参数测量方法的局限性,并通过分别构建消弧线圈串联、并联阻尼电阻2种接地方式下的谐振测量等效回路,推导了2种接地方式下配电网对地电容和对地泄漏电导数学表达式。通过在中性点接入变频恒流信号源,向配电网注入特征电流信号并实时测量零序电压互感器开口三角形处特征电压信号,可测得系统谐振频率;进而依据对地参数表达式实现配电网对地参数的快速、准确测量。PSCAD/EMTDC仿真分析和模拟实验验证了所提方法的正确性,仿真分析与实验结果均表明该方法测量对地参数精度高、适用范围广。