地区电网外网等值自动生成系统的开发与应用

外网等值模型必须跟踪外网运行方式的变化以确保地调EMS应用软件的计算精度.为提高地区电网EMS应用软件的实用性,作者开发了自适应的外网等值自动生成系统.该系统利用IEC61970 CIM(Common Information Model)标准从省调EMS系统读取电网模型和实时数据,然后自动为地区电网生成外网等值模型,并按IEC61970 CIS/CORBA(Component Interface Specification/Common Object Request Broker Architecture)规范通过广域网将外网等值模型发送至各地区电网,供地区电网EMS/DTS应用软件使用.该系统的外网模型可灵活定制,可在外网中自动生成或人工指定缓冲网,以满足等值精度和计算速度的要求.该系统实时自动运行,可随时为地区电网提供外网等值模型和相应的实时数据,大大提高了地区电网EMS/DTS应用软件计算结果的正确性.     

不同外网等值模型对EMS应用效果影响的试验研究

利用广东省调实时外网等值自动生成系统为深圳地调生成了几种外网等值模型：外网简单挂等值机模型、外网直接等值模型、缓冲网等值模型和详细外网模型。通过远程网将等值模型送到深圳地调,在深圳地调现有能量管理系统上进行了几种主要开合环操作的仿真计算,并和现场实际操作的测试结果进行了比较,评估了应用不同外网等值模型时开断潮流的计算精度。结果表明,缓冲网等值模型具有与详细外网模型一致的精度,是最佳的外网等值建模方式。     

南方电网雷电定位系统及其应用

雷击是影响南方电网运行的重要因素,雷电定位系统是研究雷电规律和指导电网输变电设备防雷的有效手段。介绍了南方电网雷电定位系统的联网必要性、整体结构、站址优化、应用系统、及其在输电线路雷击故障点巡查、输变电设备故障原因分析、雷电活动规律研究等方面的应用情况。南方电网雷电定位系统实现了南方五省区雷电探测数据联网及共享,开发了服务于全网的雷电定位信息WEB应用系统和雷电参数统计分析专家系统,依据全网探测站布点情况、雷电探测精度要求,进行了全网探测站布点优化,广东、广西、云南三省省内雷电定位精度优于1km的覆盖率分别提升了149%、16%、103%。系统自投运以来,在南方电网区域内积累了海量雷电活动数据,可有效指导输变电设备雷击故障分析、南方电网雷电活动规律研究及输电线路差异化防雷。     

长春地区电网外网等值在线自动生成系统的应用

为了提高地调EMS应用软件的计算精度和实用化程度,以长春地调为示范开发了地区电网外网等值在线自动生成系统。系统按照IEC61970国际标准导出吉林省调EMS中的实时电网模型,根据预先设定好的地调电网缓冲网边界自动为地调生成外网等值模型,再通过电力调度数据网将外网等值模型下发至长春地调,长春地调EMS系统利用模型合并等技术,将外网等值模型应用于地调EMS应用软件。现场运行表明,该系统能够大大提高长春地区调度员潮流计算的精度,有效降低地调EMS运行维护人员的工作量。     

新的综合雷电定位系统的误差计算

讨论了时差和方向综合雷电定位系统的精度估算问题 ,包括点位中误差、误差椭圆、观测值中误差 ,以及误差等值线等。对雷电定位探测网的设计和工程应用具有重要价值。     

广州电网新一代雷电定位系统的建设与应用

广州地区雷电活动频繁,但在广州仅有1个探测站点布置,且不含中心站,雷电探测效率和定位精度均较差,不能满足雷击故障定位需求。基于此,广州电网从2012年开始新一代雷电定位系统建设,2013年建设完成涵盖5个探测站的新雷电定位系统,并完成与中国南方电网有限责任公司(以下简称"南网")雷电定位系统联网,联网后的新系统在雷击探测效率与定位精度两方面都有了明显提升,同时新系统建有中心站,可实现落雷次数、雷电流幅值等关键参数的测量统计。为此,使用新系统对广州地区2015年与2016年的雷电活动情况进行了统计与分析,同时针对2016年广州输电线路雷击跳闸数据进行对比,分析了3种雷电定位系统在定位精度和探测效率两个关键指标上的差异,所得结果显示:新联网系统探测效率为91.4%,比旧系统提高约17%;新联网系统平均定位精度为592.52 m,比旧系统平均定位精度(896.66 m)提升约34%。     

外网等值自动生成系统中地调侧外网估计误差的阻断

在外网等值自动生成系统中，外网量测不准确会污染内网的估计结果，为阻断外网的估计误差，提出在缓冲网中设置唯支路量测，在地调侧能量管理系统(EMS)中自动设置边界关键量测，以此阻断外网状态估计的估计误差对内网状态估计的影响。采用一步式状态估计方法对此问题进行了理论分析，并对由于网络传输中断而造成的内、外网量测采样时间不一致时，采用一步式状态估计方法的阻断效果作了数值仿真验证，证明效果明显。该方法已经成功应用于深圳地调EMS。     

输电线路雷击拍摄光触发器设计研究

介绍了为建立特高压输电线路雷击远程在线自动拍摄系统而设计的一种能有效探测雷电通道光辐射从而为雷击拍摄装置提供触发信号的光触发回路.讨论了雷电光和背景光的信号特征及对光电接收器的影响,明确雷电光触发器的性能指标,并提出一种采用光电二极管的雷闪光电检测回路设计方法.在不同距离下,发射红外光模拟雷击光信号,检验所设计的光触发器响应性能,并由此对光触发器的有效探测距离进行估算,结果表明光触发器的探测距离最小为560 m,满足设计要求,最后通过建立雷击自动拍摄装置试验验证了所设计的触发器的有效性.     

山东雷电监测定位系统数据分析与应用

本文给出了山东雷电定位网的布网形状、覆盖区域、探测效率及定位精度，并介绍了雷电定位网在电网调度中的实时应用，主要为：雷击故障点的确定及自动报警、雷电活动趋势的预报及电网走廊雷电活动特性的实时分析。另外还对山东雷电监测定位网１９９３年到１９９６年期间探测到的１３７６６５次闪电数据进行了统计分析，得到了山东雷暴月、雷暴天、雷暴小时数以及雷电强度分布、回击数分布、密度分布等。     

雷电系统采集数据远程传输的多途径实现

介绍了雷电定位监测系统中采集数据所使用的音频调制、电力系统网络、Internet网络、卫星通信等传输模式的传输流程、特点及选用原则,说明了各数据传输模式所采用的通信协议及其在全国电力系统雷电定位监测系统的实际运用情况。通过多途径实现系统按需选点布站,提高了系统的覆盖范围、定位准确度与探测有效率。     

广东省地区电网外网等值自动生成系统设计

为了使地区电网能量管理系统(EMS)计算准确,需要省级电网调度中心自动计算并发送外网等值信息。为此,设计了便于地区电网应用的外网等值参数自动生成系统框架。该系统实时反映网络拓扑的变化,并与动态等值计算参数相配合,以公用对象请求代理程序结构(CORBA)规范完成数据通信平台,按公用信息模型(CIM)标准完成从SCADA／EMS的模型转化,随时为地区电网实时网络分析提供开放、灵活、方便的外网等值模型,大大减少了地区电网EMS的维护工作量,提高了计算精度。     

中国电网雷电监测与防护亟待研究的关键技术

为了加强电网的雷电监测与防护,减少雷害事故,保证电网安全,建设坚强电网,全面介绍了中国电网雷电监测与防护技术水平的现状,提出了电网雷电监测与防护技术领域亟待开展研究的6项关键技术,包括雷电流直接测量、雷电辐射电磁场传播特性、全数字化雷电探测、雷电参数统计、防雷差异化分析方法以及雷电屏蔽模拟试验技术。详细介绍了开展这些关键技术研究的目的、意义和思路。指出尽快开展这些关键技术研究将获得目前全世界都普遍缺乏的雷电流实测参数,提升中国雷电监测网的探测效率和定位精度,描绘出中国不同区域的雷电活动特性,更准确地分析和评价输电线路防雷性能,为科学评价输电线路雷电屏蔽措施的屏蔽效能提供有效手段,并为中国相关防雷标准和规程的制修订提供基础参数和依据。     

改进网格法及其在雷电参数统计中的应用

为改善采用网格法得出雷电参数统计值可信度与空间精度不够高的缺陷而提出了改进网格法,该方法将传统网格法的单一参数(网络面积)扩展到双参数(网络面积和观测范围)。以重庆市某年雷电定位数据为例,比较分析了传统网格法和改进网格法在雷电日、雷电小时、地闪密度3类雷电参数统计时的差异。统计结果表明,采用改进网格法时3类统计值均不会随网格精度的提高而出现显著变化,其可信度及空间精度均高于传统网格法,且所得雷电参数的物理意义更明确。改进网格法可为提高差异化防雷设计提供支持。     

电力系统外网在线动态等值方案

为提高在线暂态稳定仿真的精度,需要提高外网动态等值精度。首先需要引入缓冲网,将靠近内网的少量外网厂站详细建模,以保留外网重要的动态响应细节;其次应保留外网中对内网动态过程影响较大的发电机的详细模型。为此,文章提出了外网动态等值中缓冲网设定策略和保留发电机策略,并给出了判定标准和公式。算例表明,采用上述策略后,内网的仿真精度可大大提高,与标准曲线十分接近;在外网非常庞大的情况下,虽然判定标准和公式所确定的保留发电机和缓冲网规模相对很小,但基本上提供了外网动态模型的重要细节,适于在线应用。     

远程雷电流监测系统的开发与实验

地闪雷电流波形的测量对于研究雷电特性以及雷电防护有着非常重要的意义,为测量地闪雷电流波形,介绍了一套远程雷电流监测系统的开发及其应用实验。测量使用自行研制的自积分式Rogowski电流探头测量雷电流信号,可测量雷电流幅值达50kA;以ARM处理器为核心的采集系统采样速率为40MHz,采样精度为12位,正负极性触发,存储容量达32MB,可一次性存储64次测量结果;信号传输使用光隔离传输系统,提高了系统的抗干扰能力;设计实现了系统数据的远程访问。针对整套测量系统进行的模拟实验和标定结果表明,整套系统的动态性能良好,满足雷电流测量的需要.     

利用高精度GPS技术建立广西雷电探测定位分析系统

介绍新建广西电网雷电探测分析系统,利用高精度卫星GPS技术和高精密电磁场天线进行地球表面雷击金进行分析定位计算的原理,它有分布在广西11个地区的雷电探测站和中心分析服务器组成雷电探测网,有具备接收探测网和WEB地理信息系统相结合的雷电地理分析系统,具有最新的高分辨数码地图,方便用户使用的结构、功能,以及对雷电活动分析统计等功能.     

电网雷电大数据采集系统研发

随着中国电网雷电监测预警网中雷电相关探测设备规模不断扩大,为提升雷电数据采集的实时性、完整性和准确性,研发了电网雷电大数据采集系统。阐述了雷电大数据的产生,分析了现有雷电数据采集方案存在的问题,说明了基于分布式集群的系统关键技术方案,介绍了雷电大数据采集系统具体实现的功能,并选择某省电网进行系统的部署及应用。应用效果表明,提出的电网雷电大数据采集系统能显著提升数据采集性能,同时具备全方位监控、智能化运维等特点,为雷电数据采集设备提供了统一的、稳定的、可扩展的数据接入平台,对电网雷电监测预警网的安全稳定运行具有重要意义。     

闪电定位资料与人工引雷观测结果的对比分析

闪电定位系统(LLS)是目前最主要的雷电监测手段,在雷电预警以及雷电防护等工作中起着重要的作用,但其性能指标大多基于理论分析,实际检验工作一直比较缺乏。为了对闪电定位结果的精确性进行检验,利用2007/2008年广州从化人工触发闪电的近距离光电观测数据,分析了广东电网闪电定位系统对人工触发闪电事件及其回击过程的探测效率和探测精度。结果表明:对于14次包含有回击过程的人工触发闪电事件,闪电定位系统共探测到13次探测效率约为93%(即13/14);对于能够利用观测资料确认的62次回击过程,闪电定位系统共探测到26次,探测效率约为42%(即26/62);参与定位的站数≥3个的回击记录有24次,其中有21次回击过程属于接地点已知的地面触发闪电事件,闪电定位系统对这些回击过程接地点位置的平均定位误差约为760m;对于其中9次有雷电流直接测量结果的回击过程,闪电定位系统雷电流峰值反演结果的相对误差约为14%。     

基于改进果蝇优化算法的雷电定位研究

定位精度是评价雷电定位系统的重要指标之一,而定位算法直接关系到探测结果的精度。针对椭球面定位传统迭代算法易于发散等缺点,引入改进果蝇优化算法(MFOA)到雷电定位计算。文中给出了果蝇优化算法(FOA)的改进方法并利用MFOA进行雷电定位——通过不断缩小雷击点与探测点之间的距离误差,最终获得雷击点坐标。文章对MFOA进行仿真验证,并利用其进行雷击定位计算。结果表明:MFOA克服了传统定位算法易于发散及FOA易陷入局部极值等问题,收敛速度更快;通过MFOA求出的雷击点与实际雷击点相距362.4 m,满足雷电定位误差,验证了该方法的有效性,为雷电定位计算提供了一种新算法。     

输电线路跳闸雷电绕反击故障自动诊断系统的研发

为提升输电线路雷击故障判定的自动性与时效性,最大限度减少输电线路因雷击故障导致的停运时间,研发了输电线路跳闸雷电绕反击故障自动诊断系统。基于输电线路跳闸信息和雷电定位系统的广域监测数据,进行雷电流幅值与杆塔绕反击耐雷水平对比,实现了雷击故障杆塔区间准确定位和雷电绕反击性质自动辨别。该系统已在南方电网部署应用,将长期以来雷击故障点事后的人工查询和雷击事故判断提升为实时诊断,为输电线路雷击故障快速处置、差异化防雷评估改造工作提供了有效的技术指导,对于保障电网安全稳定运行具有重要的意义。