条件相依的输变电设备短期可靠性模型

输变电设备中长期规划可靠性预测中,变压器和输电线路的可靠性模型常采用恒定的稳态不可用率,然而由于设备的短期停运概率与预测时间和运行条件相关,这种模型并不适用于设备的短期可靠性预测。该文建立了条件相依的输变电设备短期可靠性模型,该模型由温度相依的老化失效模型、天气相依的偶然失效模型和电流相依的过负荷保护动作模型3部分构成。模型定量考虑了历史及未来的天气状况、环境温度、风速、风向、日照热量、负荷水平、服役时间等条件对变压器和输电线路短期可靠性的影响。算例详细计算不同运行条件下变压器的停运概率,分析不同时期影响变压器停运的关键因素。结果表明模型能够正确反映运行条件的变化,是合理有效的。该模型可应用于变压器和输电线路的运行风险评估和电力系统运行可靠性评估,帮助调度人员在短期运行规划和在线运行中做出合理的决策。     

计及老化线路电流承载能力退化特性的电力系统连锁故障分析

长期老化效应导致输电线路的电流承载能力退化以及老化失效风险增大,会使连锁故障风险进一步恶化。研究了输电线路老化对电力系统连锁故障的影响。首先,基于热平衡理论建立了输电线路老化相依的电流承载能力计算模型,阐述了电流承载能力与输电线路运行年龄的数值对应关系。在此基础上,综合考虑实时潮流和输电线路的老化效应,建立了包含实时潮流、运行年限、停运概率的三维映射关系,改良了输电线路动态停运概率模型。然后,通过引入概率阈值参数,建立一种改进的基于停运概率模型的连锁故障路径搜索准则,以连锁故障演化过程中的最大概率耦合事件为导向,在过滤低概率连锁故障路径的同时筛选代表性故障路径。最后,在改进的IEEE 39节点系统上进行了实例研究。算例结果证明,考虑线路老化效应后,由单线路意外事件触发的连锁故障事件增多,概率增大,其对应路径阶数增大,系统连锁故障风险明显升高,表明输电线路老化效应与连锁故障后果之间存在显著相关性。     

多因素驱动架空线路故障率模型

架空线路故障停运将严重影响电力系统的稳定安全运行,建立全面量化内外部影响因素的架空线故障率模型对评估电力系统运行风险起到了至关重要的作用。根据架空线路故障机理,提出了多因素驱动的架空线路故障率模型(Multi-Drive-PHM,MDPHM)。以比例风险模型为基础,基准故障概率函数考虑导线老化,连接函数中的协变量选择设备健康状态、负载率和天气状况,各影响因素与故障率的相关性通过假设检验验证。最后采用Levenberg-Marquardt法进行模型的参数估计。算例分析定量展现了各因素对架空线路故障率的影响,验证了模型的有效性。     

输电线路故障率模型研究

综合考虑设备老化、天气因素和设备状态对输电线路故障率的影响,搭建基于比率风险的新型输电线路故障率模型。模型的故障率函数由基准故障率函数和状态描述函数组成,基准故障率函数采用温升老化模型,状态描述函数中的协变量选择与输电线路运行密切相关的天气因素和设备状态,采用极大似然估计法进行模型参数拟合。算例分析表明提出的模型具备表征实际故障率的能力。     

计及天气影响的含风电场电力系统风险评估

提出了一种计及天气影响的含风电场电力系统风险评估方法。首先分析了天气状况影响系统风险的机理,并据此建立了基于天气状况的风机、输电线路等系统元件可靠性模型,其中输电线路模型计及了长距离输电线路可能出现多天气共存的复杂情形。然后,将上述模型与现有风险评估方法相结合,提出了计及天气影响的含风电场电力系统风险评估方法,并给出了具体风险评估流程。通过含风电场的改进IEEE-RTS79节点系统验证了所提模型及方法的合理性与有效性。结果表明,对(特别)恶劣天气出现概率高或有大规模风电接入的系统进行风险评估时,更有必要计及天气对系统风险的影响。与现有风险评估模型及方法相比,所提模型及方法更符合系统实际,评估结果更加合理。     

基于继电保护隐性故障的电力系统连锁故障分析

分析了现有的三种继电保护隐性故障模型,建立了新的线路潮流越限时隐性故障模型。该模型考虑了由保护定值导致的可修复隐性故障、由硬件老化导致的不可修复隐性故障以及由恶劣环境等因素引发的隐性故障。采用直流潮流法对电力系统进行连锁故障风险评估,找出风险指标大的关键线路,并据此提出了减小系统连锁故障风险的措施。对TS-9节点系统仿真结果表明,通过提高线路保护装置的可靠性,改善线路的负载能力都能降低风险值,减小系统发生停电的概率。     

基于继电保护隐性故障的电力系统连锁故障分析

分析了现有的三种继电保护隐性故障模型,建立了新的线路潮流越限时隐性故障模型.该模型考虑了由保护定值导致的可修复隐性故障、由硬件老化导致的不可修复隐性故障以及由恶劣环境等因素引发的隐性故障.采用直流潮流法对电力系统进行连锁故障风险评估,找出风险指标大的关键线路,并据此提出了减小系统连锁故障风险的措施.对TS-9节点系统仿真结果表明,通过提高线路保护装置的可靠性,改善线路的负载能力都能降低风险值,减小系统发生停电的概率.     

基于输电线路全工况信息的风险评估方法

针对传统风险评估方法没有充分反映输电线路的特殊运行环境及其自身特点,提出了基于输电线路全工况信息的风险评估方法。该方法首先根据统计方法由输电线路的历史故障、缺陷信息建立风险评估模型,再推导输电线路各部件状态量的量化过程,进而得到具有故障概率含义的输电线路风险评估结果。最后研究了输电线路设备的运行年限,输电线路所处的时间、地理位置信息以及电网的自身运行状态等多方面工况信息对输电线路风险值的影响。通过实例表明,所提方法能够较好地预测输电线路的风险情况,为输电线路的检修计划以及设备的更换提供良好的借鉴参考。     

基于风险评估的输电设备差异化运维策略

输电设备在风险评估基础上实行差异化运维可以有效解决周期性检修造成的设备过修和失修问题,能够合理利用资源,进一步提高输电设备的安全系数和可用系数。从影响输电线路运行状态的外因和内因出发,综合考虑雷害、污闪、外力等因素,建立输电设备健康评价模型,评定输电设备的健康指数和故障概率,进行风险评估。依据设备的风险评估结果,制定差异化运维策略。运维实践表明,根据输电设备风险评估结果,指导电力企业实现输电设备差异化运维是可行的。     

考虑气象影响的电力系统运行可靠性评估

气象因素会对线路运行温度产生影响,而线路运行温度与线路的阻抗以及故障停运率等参数密切相关,现有文献在进行系统运行可靠性评估时未充分考虑气象因素对线路多参数的影响。为此,首先以气象相依的输电线路热平衡方程为基础,研究了考虑气象因素的线路温度计算方法和气象条件相依的输电线路实时容量模型,在此基础上建立了导线温度相依的线路阻抗参数模型和线路实时停运模型。其次,提出了一种基于蒙特卡洛模拟的考虑气象因素的电力系统运行可靠性评估方法。最后,以IEEE 14和IEEE RTS96修改系统为例,分析了气象因素对容量、温度、阻抗、故障率等输电线路实时参数以及电力系统运行可靠性指标的影响,算例结果验证了所提出的考虑气象因素的线路运行可靠性模型和系统运行可靠性评估方法的正确性。     

220 kV变电站10 kV直供负荷的改善措施及其经济分析

为了协调220 kV与110 kV变电站布点关系,结合某省220 kV变电站三卷变压器10 kV低压侧直接向负荷供电（简称直供）的实际情况,对全省220 kV变电站进行统计分析,研究其直接供电的现状及运行中反映的问题,并有针对性地从技术和经济层面提出解决办法：对10 kV直供负荷供电时,将配电网规划和10 kV直供负荷相结合,优化配电网的结构,合理利用220 kV变电站的容量,由220 kV变电站向周边10 kV负荷系统直接供电,在确保供电可靠性的情况下,控制10 kV线路的送电距离。以上措施可挖掘现有电网的供电潜能,降低线路损耗,使电网布局更趋合理。     

智能变电站中高频开关电源技术应用

高频开关电源因其性能可靠、体积小、效率高等优点,已广泛应用于智能变电站直流系统中,为变电站安全、可靠运行提供保障。首先简单介绍了交直流一体化电源系统,然后分别对直流充电模块、通信电源模块、UPS电源模块作了详细分析,重点研究了高频开关电源的N+1冗余技术和均流技术。通过研究发现,这2种技术的应用提高了高频开关电源模块的可靠性。高频开关电源能够满足智能变电站对直流系统可靠性的要求。     

微电网概率性最优的储能容量研究

针对可再生能源发电受外界环境影响较大、难以控制,接入微电网后对其安全运行带来很大挑战的问题,指出在微电网中接入储能装置可有效地解决此问题;研究了微电网孤岛运行时储能容量的确定方法,提出了一种概率性最优的储能容量确定方法：计算了微电网调度出力与负荷需求的功率差额,并根据其概率函数密度曲线确定储能系统的最大充放电功率;根据储能系统不同时刻其充、放电量累计值的概率函数密度曲线,求出其最优储能容量,使电网能实现经济效益最优和可再生能源利用率最大。采用该方法确定微电网储能容量,具有求解方法简捷、所需储能容量小的特点。     

基于先验方差的发电机惯量辨识数据质量评估

发电机惯量是电力系统频率特性分析与在线应用的重要参数。基于发电机正常运行时机端有功功率和频率的类噪声信号可对发电机惯量进行实时辨识。然而实测数据质量存在的缺陷,导致现有算法对实测数据辨识效果较差。为解决该问题,本文以谱分析与系统辨识理论为基础,通过参考系统估计、模型参数方差估计、惯量方差估计三个步骤,建立惯量辨识结果的先验方差统计量,在进行辨识前对类噪声数据段进行评价和筛选,提升了惯量辨识的准确度。基于仿真数据和实测数据的数据评估筛选结果验证了本文提出方法的有效性。结果表明,先验方差较小的数据段,惯量辨识的准确度较高。     

基于暂态相关性分析的小电流接地故障选线方法

小电流接地系统发生单相接地故障时,接地点产生的暂态故障电流包含了整个系统中全部的暂态故障电流特征量。非故障线路的三相暂态电流主要表现为对地电容电流,考虑到系统中存在的电感影响,健全线路中的两相电流差非常小,且波形与自身的暂态零序电流明显不相关,而故障线路的两相电流差与其暂态零序电流表现出明显的相关性。利用这一特征,首先对母线电压进行小波变换,通过三相近似系数比例AR检测配电网是否发生了单相接地故障,并找出故障相;然后,运用相关性分析比较各条线路的两相电流差与零序电流的相关性,能够正确地选出故障线路,文章通过MATLAB/SIMULINK建模,验证了该方法的正确性。     

East China Market in Dire Need of Three Major Breakthroughs

Since started as a pilot project of regional power marketin June, 2003, East China power market has been actively andsteadily progressing, and has promulgated in succession amarket establishing program, market operating rules andspecifications for the functions of technical support systems.The technical support systems have been built up by stagesincluding the master station system in East China region and     

12th International Conference on Electronic Measurement & Instruments(ICEMI'2015)

正Qingdao,China 7.16-19,2015 The International Conference on Electronic MeasurementInstruments(ICEMI)is the world's premier conference dedicated to the electronic measurement and test of devices,boards and systems that is covering the complete cycle from design,verification,test,diagnosis,failure analysis and process of manufactory and products     

基于改进动态灵敏度的配电网无功优化规划

目前配电网无功优化规划多采用网损灵敏度分析等方法来确定配电网候选无功补偿点,可能选择虚假高灵敏度节点,选点分布较集中。提出一种基于改进动态灵敏度选点的配电网无功优化方法,对灵敏度和负荷阻抗矩进行修正结合并进行层次聚类,避免选择虚假高灵敏度节点,使得选点分布均匀。通过实例仿真分析,验证了该方法的有效性,并对几种灵敏度选点方法进行了比较研究,得出了一些有益的结论。     

1 000 kV特高压南阳站3/2主接线不平衡环流分析

特高压变电站1 000 kV系统采用3/2主接线,由于导电主回路电阻不平衡度较大及特高压变电站输送容量大,导致3/2主接线系统存在较大幅值的不平衡环流,极端情况下个别断路器相电流有过零甚至反相现象。结合特高压南阳站,从理论上分析不平衡环流中零序分量及其产生原因;论述了大负荷运行期间零序环流给站内二次系统带来的显著问题和严重后果;提出保护装置采用两断路器合流、单断路器最小相电流制动零序电流元件和两断路器合流制动单断路器零序电流元件的几种解决方案。以期后续交流特高压工程对此有足够的重视,供设计、施工和运行维护借鉴。     

电解铝整流系统建模与稳流协调控制策略

介绍了大功率直流电解铝供电系统结构,建立了包括电解槽负载模型、饱和电抗器（ＳＲ）模型以及有载调压变压器（OLTC）的整流系统模型,提出了稳流协调控制策略：OLTC可对系列电流进行离散性的粗调,SR可在一定范围内实现对系列电流的连续性微调,两者结合能有效地解决机组投入与退出、阳极效应发生等大扰动下的稳流精确控制问题。基于电磁暂态分析软件包（ＥＭＴＤＣ）搭建了6机组整流系统,对网侧电压波动、负荷波动等工况进行了仿真分析,仿真结果表明：所提协调控制策略能保持直流系统处于最佳的运行状态,可实现电解铝生产过程中电流的平稳。