基于奇异值分解的PMU数据恢复法

同步相量量测单元(phasor measurement units,PMUs)因其同步性、快速性和准确性成为电网动态实时监测最有效的手段之一,并得到迅速发展。但由于通信堵塞、硬件故障、传输延迟等因素,现场PMU通常存在不同程度的数据丢失问题,严重制约其在电力系统中的应用与发展,甚至威胁电网安全。该文通过分析现场PMU量测信息,归纳了3种数据丢失类型;提出基于奇异值分解的动态数据成分分析方法,并采用盖氏圆法确定其最优特征成分数,可有效提取原始信号中各特征分量。进一步,提出基于训练、验证与丢失数据分类的数据恢复迭代计算方法,实现系统动态条件下仅利用单通道PMU量测信息的高精度数据恢复。通过仿真与实测数据验证该方法的可行性和准确性。该方法解决传统方法对系统动态信号丢失数据恢复失真的问题,为PMU量测信息更好的应用于电力系统的各个方面提供保证。     

瞬时测频新技术研究

本文提出了两种瞬时测频技术的研究应用,数字计数瞬时测频和注入锁相测频技术。数字计数测频技术利用高速ECL电路,实现对高速脉冲进行直接测频。注入锁相测频技术利用注入锁相振荡器将注入信号的频率信息转换成相位信息,通过对相位量的测量实现对输入信号频率的瞬时测频。     

电网量测信息在线智能检测评价及拓展应用

利用能量管理系统获取电网实时模型,依据电网量测信息、设备参数及电网运行方式检测量测不平衡信息和可疑拓扑状态,建立测点质量评估机制和厂站量测质量定量评估体系,动态生成量测权重,利用测点和厂站的量测信息评价得分,以科学的方法动态修正状态估计的量测计算权重,降低或屏蔽量测评分低的测点量测权重,避免"残差污染"或"残差淹没",提高状态估计的精度,为电网的安全稳定运行提供基础数据支持。     

基于APIT-MEMD的电力系统低频振荡模式辨识新方法

传统多元经验模态分解(Multivariate Empirical Mode Decomposition, MEMD)在处理多信道量测信息时存在量测信道之间数据不平衡性及数据相关性导致的主导振荡模式辨识结果误差较大,且模式混合现象未有效消除。提出了一种基于自适应投影多元经验模态分解(Adaptive-Projection Intrinsically Transformed Multivariate Empirical Mode Decomposition, APIT-MEMD)的电力系统主导振荡模式辨识方法。首先采用APIT-MEMD将含有振荡信息的多信道量测信息整体分解,精确分离出各量测信道内含有振荡模式的固有模态函数(Intrinsic Mode Functions, IMF)信号。然后,采用Teager能量判据甄选能表征主导振荡模式的IMF信号。进而,采用希尔伯特黄变换(Hilbert-Huang Transform, HHT)实现对各IMF中所含主导振荡模式的频率和阻尼比估计。最后,将所提方法应用到IEEE-68节点时域仿真算例和辽宁电网广域实测算例中进行分析和验证,结果表明所提方法的可行性和有效性。     

基于模糊聚类的NExT-ERA低频振荡类噪声辨识

低频振荡模态分析为电网的安全稳定运行提供了最基本的信息要素。针对环境激励下PMU量测的类噪声信号,讨论了自然激励技术结合特征系统实现算法(NExT-ERA)进行低频振荡模态识别的适用性,对非同步量测信号采用数据截断预处理后,利用该方法同样可以实现有效辨识。引入模糊C均值聚类算法对辨识结果中真伪模态进行自动拾取,提高了辨识精度。通过对IEEE4机11节点系统和IEEE16机68节点系统的仿真数据分析,表明所提出的方法对低频振荡类噪声信号具有较高的模态辨识能力和计算效率,在低频振荡广域监测中具有很好的应用前景。     

基于扰动传播时空相关性的电网扰动事件快速定位方法

广域测量系统(wide area measurement system,WAMS)为快速准确地定位扰动事件提供了量测信息和数据基础。然而,由于电网中有限的同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)布点以及通讯堵塞、硬件故障、GPS信号丢失和网络攻击等原因带来的数据质量问题,使得量测信息呈现不冗余性,给定位带来额外的挑战。该文提出一种适用于PMU量测信息不冗余场景下的电网扰动事件快速定位方法。利用主站电压相角量测数据生成Hankel矩阵,提出一种基于奇异值分解的扰动响应时间检测方法。基于电网子拓扑中的PMU测点以及网络拓扑连接关系,分别从时间和空间维度提取了表征扰动传播的时间差特征和空间距离差特征。进而,通过扰动传播的波速,耦合扰动传播空间距离差特征,提出基于时空相关性的自适应电网扰动事件定位方法。通过扰动传播过程的时空约束特性,实现了电网量测信息在时间维度不冗余的情况下,快速定位扰动事件的功能。基于IEEE 10机39节点系统和中国某西部实际电网,验证了所提方法的有效性和鲁棒性。     

广域量测信息大数据特征分析及应用策略

为深入理解广域量测信息特征,采用类比分析方法探究了广域量测理论研究成果难以转换成实际应用的原因。首先,以信息论大数据4V特征为条件,提出一种判断大数据的逻辑结构。然后,深入分析电网广域信息暂态数据、动态数据及事件标识数据的产生过程、描述结构及关联关系,结合某省WAMS系统实例,与大数据判断条件进行逐一类比分析,论述了广域量测信息是一种电网特有的大数据,难以满足多数WAMS理论研究成果对于数据持续性和准确性的要求,是理论成果难以向实用转换的重要原因。实现WAMS理论成果实用化,必须有效处理广域信息大数据,由此提出了建立数据可信分级、设计专用数据处理控制器、增添数据分群管理模式等数据应用策略。     

IEC 61968和IEC 61850量测模型的差异性分析

IEC 61968和IEC 61850是智能电网领域中2个核心的系列标准,目前IEC 61850标准正逐步将其应用范围扩展到配电自动化、分布式能源监控等领域,IEC 61968和IEC 61850信息模型的差异将会在使用2个标准进行配电网信息集成时产生许多不一致的情况,将阻碍信息集成的正常进行。文章基于IEC 61968和IEC61850标准的量测模型,分析2个模型在量测表达方面的差异性,作为这2个信息模型融合的量测方面基础。     

张弛振荡式电感测量仪

本刊一九八五年第六期发表题为“CM8601数字电容测量仪”一文,文中介绍了一种利用电路的瞬态特性测量电容的方法,该方法是把被测电容量转换成电压,再用A/D变换器将电压转换成数字量。本文将介绍一种新型简易的电感测量仪,其原理也是利用电路的瞬态特性,它是利用一个恒流源和一个兼作电子开关的电压比较器,使被测电感完成储能和放能过程,并在一标准电阻上得到周期变化的电压信号,被测电感值与张弛振荡的周期值一一对应,再利用频率计测周期原理而获得被测电感的数字量,称这种测     

组合激光雷达系统在输电线路测量中的应用

针对传统人工测量输电线路方法精度与效率较低的问题,提出一种机载激光雷达系统与地面激光扫描仪协同工作的组合激光雷达系统进行输电线路测量。机载激光雷达系统负责输电线路走廊点云数据的采集,地面激光扫描仪负责电塔高精度点云数据的采集,通过计算两个坐标系之间的旋转矩阵与平移向量,实现两组点云数据的融合。在张北500KV高压输电线路工程中进行应用试验,试验结果表明,该系统可以高效、准确地实现输电线路走廊中危险点的检测以及电力塔的倾斜度与变形监测,具有一定的实用价值。     

电网技术的创新、发展与应用

随着我国电网西电东送、南北互供、全国联网格局的形成 ,电网技术的创新与发展显得非常必要 , 数字化电网技术、紧凑型线路技术和紧凑型变电站设备、多回路和大导线截面线路以及特高压交直流输电技术等 10项创新技术和先进设备在电网建设工程中应积极推广。     

机载三维激光扫描系统在线路工程中的应用研究

机载三维激光扫描系统集激光、全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(IMU)等多种尖端技术于一身,是一项先进的三维航空遥感技术。该系统主要包括空中测量平台、激光系统、全球定位系统(GPS)和惯导系统(INS)、小幅面数码相机(DSS)等其他附件及一系列数据处理软件。机载激光扫描测量技术将给输电线路设计平台带来一场变革,使输电线路真正走向三维设计,从而使超高压、特高压工程的整个勘测设计流程发生根本性变化。     

基于LIDAR的电网生产管理系统高级应用功能研发

为了提高电网生产的精细化管理水平,使用3S、工作流引擎、构件及插件技术实现三维线路走廊管理、输变电设备管理及业务流程管理等功能,探讨了GIS与航空激光扫摸探测技术(LIDAR,Light Detection And Ranging)的综合应用。通过福建省电网生产管理系统功能的研发与实现,有效地促进了系统随电网生产业务变化不断发展与深化。实践证明,采用先进的LIDAR等信息化技术能推动电网生产管理的科学化、规范化和定量化。     

激光雷达在电力线路工程勘测设计中的应用

现阶段采取传统的航空摄影测量方式的超高压电力线路测量,仍存在无法穿透植被覆盖地区直接获得地面高程,也不能准确测量植被高度的问题。激光雷达是20世纪最重要的技术之一。由于激光雷达能够穿透植被覆盖层,而且有的激光系统集成GPS、IMU等设备,可以快速获取地形、地貌数据,获取植被高度数据,是工程测绘的全新手段。中南电力设计院于2006年5月在罗平至百色二回500kV紧凑型输电线路勘测设计工程中,运用激光雷达技术进行了生产实验,并且同常规勘测设计模式进行比较,实践结果表明激光雷达系统的精度基本能够达到设计要求,取得了较好的效果。     

500 kV输电线路杆塔接地网不同环境下优化降阻方案研究

为了解决优化电力系统输电线路杆塔接地网接地装置存在的腐蚀严重、稳定性差和使用寿命短等问题,以500 k V输电线路接地网模型作为研究对象,提出适用于不同环境的接地系统优化方案。利用CDEGS进行仿真,在结合接地网接地材料类型及布置型式的前提下,分析不同类型的土壤及地网面积对镀锌铜和铜覆钢接地网工频接地电阻和冲击接地电阻的影响。通过CDEGS仿真计算对降阻方式进行分析,得出了杆塔在不同土壤情况和地网面积下的各优化降阻措施。最后通过实验验证该结论的正确性,对输电线路杆塔接地的运行有重要实践意义。     

架空地线的损耗特性及节能技术

随着电网规模的扩大、输电线路长度的增加,架空地线电能损耗问题日益突出.采用现场测量和仿真计算方法对架空地线电能损耗特性进行研究,得到110 kV～500 kV典型单、双回线路电能损耗定量数据及感应电流、电能损耗特性规律.在此基础上提出架空地线单点接地,地线分段、换位及导地线配合换位等多种节能接地措施,并在广东电网开展节能工程应用.分别在广东电网、南方电网实施架空地线节能工程的投资成本和经济效益表明,架空地线节能技术可大幅降低架空输电线路运行损耗,具有巨大的经济、社会效益,对于实施电网节能降耗、推进绿色电网建设具有重要意义.     

电网稳定运行中负荷开关批量控制技术研究

负荷开关批量控制技术可实现批量控制负荷序列的维护管理、智能选线、快速并发控制及操作统计等功能,利用现有的遥控点表信息及数据传输通道实现对变电站断路器远方操作控制,并向省调系统传送实时可切负荷及控制结果数据。在电网稳定运行中变电站施行无人值班和强直弱交大受端电网严重故障时,负荷开关批量控制技术可以通过并行的方式批量控制电网负荷,并提供控制过程的可视化和交互操作,大大缩短故障处理时间。负荷开关批量控制技术对提升电网重、特大事故快速反应能力和保障电网稳定运行具有良好的实用意义。     

基于全域电力大数据的配电网现状自动诊断分析技术研究

本文在考虑地区电网实际的基础上,对配电网生产管理系统、电网调度自动化系统、用户用电信息采集系统、气象信息系统以及全业务数据中心的配电网数据进行深度挖掘,提出了基于CIM的配电线路拓扑结构图重构方法,并提出了对中、低压配电网的现状自动进行诊断分析的具体思路和实施步骤。并针对配电网存在的线路分段过多、网架冗余问题、供电半径过大等主要问题,提出了配电网自动诊断分析的具体方法及实施步骤。并以某市电网进行实例计算分析,列举了配电网现状自动诊断分析结果,获得了与一流配电网目标之间的差距,验证了本文所提出的配电网现状自动诊断分析方法的有效性。     

华北一东北联网工程系统调整试验

我国第一个大区电网间交流联网系统－－华北－－东北互联系统已与2001年5月投入运行。系统联络线是166km的500kV缓姜线。联网系统调试的主要内容有：①联网系统并列、解列试验,②联网系统无功电压调整试验,③联网系统联络线功率调整试验,④系统扰动试验（包括切机、跳线、PSS退出等）。系统调试的主要结论为：①华北－东北电网通过绥姜线并、解列,不会对两个系统造成大的冲击。②互联系统具有较好的联络线潮流控制能力。③互联系统具有较好的阻尼特性,可以保证系统发生小扰动时的动态稳定性。     

高速中高压网络载波通信机的设计和实现

目前的中高压电力线载波通信的传输速率都很低，只能应用于低速的场合，用户容量有限。采用数字信号处理技术、计算机网络技术、数字通信技术及嵌入式系统技术等，提出了高速中高压电力线数字网络载波通信机的设计方案，该载波通信机在40～500kHz的带宽内的传输速率可达几百kbit／s．对不同的传输业务具有很高的服务质量，解决了在电力线上进行可靠、快速、网络化的数据传输问题。