考虑新能源出力相关性的电网电压暂降随机预估

针对含有风电、光伏及电动汽车充电站的新能源电力系统,提出了一种考虑新能源出力相关性的电网电压暂降随机预估方法。首先构建了故障信息随机模型及新能源出力随机模型,采用拉丁超立方采样（Latin hypercube sampling,LHS）得到故障信息样本,利用皮尔森相关分析法确定同一类型新能源出力的相关系数后,采用Nataf变换及LHS法得到含有相关性的新能源随机出力样本;然后通过故障仿真模拟,得到一系列暂降事件,计算各节点电压暂降指标,预估各节点电压暂降情况;最后以IEEE 30节点为例进行了仿真分析,研究相关系数变化下的新能源出力及不同类型新能源的接入对电网电压暂降的影响。     

面向电压暂降的电网结构评估

为了从缓解电压暂降的角度对电网结构提出评估指标并指导运行、规划和改造,针对母线发生4种故障引起的电压暂降分别建立各故障类型的凹陷域矩阵,提出了基于电压暂降的各故障类型的电网结构评估指标及综合考虑4种故障的电网结构平均评估指标。所提出的评估指标可作为评判电网结构优劣的指标之一。在IEEE30节点系统基础上,通过开关变换和电源接入点位置的变化构造了不同的电网结构,并利用所提的评估方法对其进行了分析与评估。验证了提出的评估指标是可行的,能有效地指导电网结构的优化、电网的安全运行、规划和改造。     

基于改进层次分析法的多级电压暂降严重程度评估

准确评估多级电压暂降的严重程度对敏感设备的稳定运行及电压暂降治理具有重要意义。提出了一种基于改进层次分析法的多级电压暂降严重程度评估方法。首先,分析了瞬时性故障和永久性故障下重合闸相应动作过程的多级电压暂降波形。然后,运用权值函数法求出各级暂降的严重程度。基于过程免疫时间的特性,刻画出敏感设备的多级电压暂降过程免疫时间(process immunity time, PIT)特性曲线。利用各级暂降的关联性和严重程度指标值对层次分析法进行改进,确定了各级暂降的权重,实现了多级电压暂降严重程度的量化评估。最后,采用改造后的IEEE30节点系统进行仿真验证。结果表明,所提方法合理且有效,减少了评估结果的主观性,为敏感设备多级电压暂降的评估和治理提供依据。     

考虑电网多节点暂降的故障线路严重度评估

针对现有暂降域分析方法的不足,提出一种新的故障线路严重度评估方法。基于故障点法,定义平均电压幅值、遭受不同深度暂降的节点数等指标,用以描述故障点的严重度。通过熵权法确定各指标权重,计算各故障点综合严重度系数。将位于同一线路的故障点综合严重度系数取均值,作为该线路的综合严重度系数,进而得到考虑多个敏感负荷节点暂降的故障线路严重度排序。仿真算例表明,所提方法能定量评估故障点和线路对关心节点造成的暂降严重度,为进一步采取暂降减缓措施提供参考依据。     

基于场景构建的电压暂降特征量随机评估方法

电压暂降幅度与持续时间分布是电压暂降的主要特征量,也是敏感负荷损失预估及治理方案选择的重要依据。但现有随机评估方法往往存在计算量大、精度低等不足,使得分析得到的电压暂降特征值难以进行实际应用。针对配电网节点众多、负荷变化特征明显等特点,选择将场景法应用于电压暂降特征量随机评估中。首先通过K-medoids聚类方法进行节点类别划分及典型节点选取。其次通过节点加权网络等值实现了配电网初始运行状态的多维场景降维处理。进而结合短路故障概率分布曲线及网络阻抗折算,提出了典型电压暂降场景集生成方法。最后以某配电网网架结构为例,计算了其供区内敏感负荷点处电压暂降特征量,验证了方法的有效性与可行性。     

基于一种电压暂降新型描述的敏感设备免疫能力评估

介绍了电压暂降传统描述方法,分析了其在敏感设备免疫能力评估过程中的局限性。结合设备电压耐受曲线提出采用多暂降阈值和持续时间的电压暂降新型描述方法,并在此基础上提出针对设备免疫能力评估的单个事件和站点评估方法,给出站点暂降描述图的概念,可与设备电压耐受曲线方便的结合起来,评估设备因暂降发生故障的频次与频次区间。提出基于新型描述方法的电压暂降严重程度综合指标,较好解决了传统方法存在的过度评估与不精确问题。最后运用所提出的站点评估方法对PLC、ASD、AC Relay、PC 4类典型敏感设备电压暂降免疫能力进行评估,并与传统方法所得结果进行对比分析,验证了本文所分析的传统方法过度评估的缺点以及采用本文方法进行设备电压暂降免疫能力评估的可行性。     

综合考虑系统与设备侧的节点电压暂降评估

针对从供需两侧评估电网节点电压暂降水平的需求,提出考虑系统和设备侧的节点电压暂降严重程度评估方法。首先,根据系统与设备评估重点构建指标:基于累积/互补累积分布函数、严重性指标及暂降统计表定义节点平均电压暂降影响度指标,与电压暂降频度指标共同构建系统侧指标集;由节点综合电压耐受曲线及能量损失公式构造节点综合故障率作为设备侧指标,再形成兼顾系统和设备侧的综合评价指标集。其次,对指标集赋权,并采用基于马氏距离的逼近理想点(TOPSIS)法刻画节点电压暂降严重程度,在IEEE 30节点系统仿真,并使用所提方法评估节点电压暂降严重程度,实现了电压暂降薄弱节点的辨识。最后,通过模糊C均值聚类方法对不同组合指标进行评估合理性分析,结果证明文中所提方法能解决单一指标评价片面的问题。     

计及负荷耐受度的电压暂降综合评估指标研究

随着PC、继电器、变频设备等敏感负荷的大规模使用,诸如电压暂降等暂态电能质量问题日益凸显,在一些敏感设备占比较高的高新工业园区,针对电压暂降事件的投诉日益增多。针对此问题,在对国内外电压暂降评估现状进行全面而客观的分析的基础上,进行了计及负荷耐受度的电压暂降综合评估指标研究。首先通过蒙特卡洛法对多致因因素导致的暂降事件进行模拟,得出各个节点的电压暂降特征量的期望值,由此计算系统侧暂降事件的严重程度。然后根据敏感度概率模型针对不同类型的敏感负荷计算设备的暂降期望值,结合各类型敏感负荷在总负荷中的占比计算负荷侧指标,最后通过变异系数法提取系统侧指标和负荷侧指标的权重得到综合评估指标。     

敏感设备电压暂降故障水平的风险评估

为了提出更完善的敏感设备电压暂降的评估方法,分析了现有的敏感设备电压暂降敏感度评估的不足。论述了在电力市场环境下实行敏感设备电压暂降故障水平风险评估的必要性,建立了一种以电压暂降严重性指标为依据的敏感设备电压暂降故障水平的概率模型;以经济指标表征事件的后果,建立了敏感设备电压暂降故障水平的风险模型,可以方便决策者和设计者直接使用。在IEEE3机9节点系统中的评估结果证明了该方法的合理性和可行性。     

基于多元线路特征因素融合的电压暂降严重程度评估

现有电压暂降严重程度评估方法未充分考虑多元线路特征因素对输电线路故障概率的影响,从而导致评估结果出现较大误差。由此,本文提出了基于多元线路特征因素融合的电压暂降严重程度评估方法。首先,基于线路历史故障数据,采用关联规则量化多元线路特征因素对线路故障的影响程度。然后,通过改进D-S证据理论融合多元线路特征因素建立准确的线路年故障概率模型;并采用基于最大熵模型的故障点法评估节点的电压暂降水平。最后,提出了一种同时考虑系统侧电压暂降严重程度和用户敏感设备耐受特性的综合电压暂降严重程度指标用于评估节点电压暂降严重程度。通过与某区域电网实际电能质量监测数据对比,本文所提方法的准确率可达到90%以上。同时通过与未充分考虑线路特征因素的评估案例对比,所提方法的准确率明显提高。因此,在进行电压暂降严重程度评估时,综合考虑线路特征因素可以有效的提高评估结果的准确率。     

电网结构对电压暂降传播的影响及其量化分析方法

有效的电压暂降治理方法对减少用户经济损失起着重要的作用。现有电压暂降治理方法基于随机预估等方式获取电网各节点的电压暂降水平,从而针对暂降严重的节点进行治理,但这些方法仅能量化暂降水平的大小,难以分析造成暂降严重的根本原因,治理效果亟待提高。其本质原因在于忽视了电压暂降在电网中的传播规律和电网结构对电压暂降的影响机制。为此,对电压暂降受电网结构属性的影响进行分析并对其量化方法开展研究。首先,基于电网故障模型分析电压暂降幅值与电网结构的关系,并将监测周期内多次故障下电网所有节点电压平均幅值构成的序列定义为电压暂降模式,以挖掘电压暂降受电网结构属性的影响;然后,通过分析电压暂降的传播特性,从电网拓扑属性和物理属性出发提出电压暂降结构性指标,从电网节点规模程度、聚集程度、传播效率和支撑能力等不同的方面量化电网结构对电压暂降的影响;最后,提出电压暂降受电网结构影响程度的综合评估方法,为电网侧电压暂降治理提供决策支持。基于IEEE 30节点系统的仿真结果验证了所提方法能够反映电网结构对电压暂降的影响规律,以敏感用户接入电网的规划为例,验证了所提结构指标有助于从电网侧治理电压暂降问题,并能够对优质供电园区的电网规划与重构、电网运行方式反演、电压暂降传播途径抑制等措施提供决策支持。     

考虑不同敏感设备耐受特性的用户侧电压暂降严重程度区间评估方法

电压暂降严重程度指标是定量评估节点暂降水平的基础。针对现有评估方法未考虑敏感设备耐受能力不确定性与差异性的问题,提出了一种改进的用户侧电压暂降严重程度区间评估方法。首先,阐述了现有评估方法无法反映不同敏感设备耐受能力不确定性的问题。为刻画耐受能力的不确定性,基于典型敏感设备的不确定区域,采用区间数理论对严重程度指标计算方法进行修正。针对传统区间评估方法运算结果过于保守的问题,基于节点负荷占比波动范围确定区间权重,采用仿射算法计算得到用户侧综合严重程度区间指标。通过测量函数进行节点排序。采用IEEE 30节点系统进行仿真验证。结果表明所得区间指标能够通过区间范围与上下边界,刻画配电网节点用户侧的综合暂降水平与动态耐受特性。     

一种量化评估暂态电压稳定性的指标与方法

暂态电压稳定问题对系统安全稳定运行提出了严峻挑战,研究一种量化评估实际系统暂态电压稳定性的方法具有重要意义。在电力行业标准中大扰动情况下暂态电压稳定判据的基础上提出电压暂降指标,包括电压暂降严重性指标和电压合格性指标,涉及单一故障下节点电压暂降指标、多故障集下节点电压暂降指标以及系统电压暂降指标,并以此评估实际电网中任意节点或整个系统的暂态电压稳定性。算例分析采用广州电网2016年规划数据,利用PSD-BPA进行时域仿真,仿真分析结果体现了故障类型、负荷模型对暂态电压稳定性的影响,及所提指标用于量化评估实际系统暂态电压稳定性的直观性与有效性。     

大功率电驱离心式压缩机组电压暂降问题分析与治理

为有效治理含大功率电驱离心式压缩机组天然气压气站电压暂降问题,文中根据两座含大功率电驱离心式压缩机组压气站（简称压气站）的运行信息,通过分析压气站电压暂降特征水平与站内敏感设备故障概率,提出压气站电压暂降分层分级治理方案。首先,根据压气站的设备参数信息,分析了压气站内电压暂降敏感设备类型、分布与连接关系;然后,分析了站内敏感设备电压暂降耐受机理,结合历史数据通过核密度估计方法拟合压气站电压暂降特征水平,利用能量损失函数评估敏感设备电压暂降故障概率;最后,根据压气站电压暂降特征水平与站内敏感设备故障概率提出了有效的电压暂降问题分层分级治理方案。     

利用过程免疫时间优化保护的电压暂降缓减方案

电压暂降对敏感过程的影响与导致暂降的故障电流、清除故障的保护定值以及过程暂降免疫力有关。引入过程免疫时间和用户可接受后果状态的概念,确定用户可接受的暂降持续时间,将过程免疫力分为3个等级。研究过程免疫时间与三段式电流保护定值之间的关系,提出通过利用过程免疫时间优化保护缓减电压暂降影响的方案。对IEEE 14节点配电系统、某实际含短线路配电系统和2种典型敏感过程进行仿真,验证了所提方法的正确性和有效性。结果证明,对于过程免疫时间较长的敏感过程,所提方法可有效缓减由Ⅱ段和Ⅲ段电流保护以及含短线路系统中由带延时的电流保护清除的故障所引起的电压暂降的影响。     

敏感工业过程电压暂降免疫时间评估

近年来,对敏感工业过程进行电压暂降治理的前提是合理评估其电压暂降导致的经济损失,而敏感过程电压暂降免疫时间是评估体系中的关键信息。为提升过程暂降免疫时间评估方法的实用性,提出了响应信息流概念,并基于此提出了一种基于设备免疫力的过程免疫时间评估方法。该方法将暂降敏感工业过程视为一组合系统,依据系统中各部分的功能以及电压暂降响应特性将其分为延迟型、竞争型以及传导型3种模块组合结构,并对各模块响应传播延迟进行了刻画。根据模块对电压暂降响应的时间延迟与模块组合特性可确定暂降导致的响应信息流的传播路径,并评估过程免疫时间。最后通过实测案例分析,说明所提方法能够适用于敏感过程免疫时间评估。     

省级电网电压暂降评估与工业用户潜在供电点优选

针对省级电网大多节点缺乏电压暂降实测数据和评估结果,从而造成工业用户入网缺乏依据的问题,提出了仿真计算省级电网节点电压暂降指标以及优选工业用户潜在供电点的方法.为了更准确地评估节点电压暂降水平,提出了省级电网的仿真计算范围,并考虑了因仿真范围扩大而凸显的不同电压等级线路的故障率和故障类型比例的差异性;考虑10 kV电压等级线路故障,扩展电网调度部门10 kV电压等级线路的BPA模型数据,并实现自动调用BPA并行仿真计算得到电网侧的节点暂降指标;引入暂降关联成本的概念,综合考虑电网侧暂降指标、用户侧负荷暂降耐受力、暂降经济损失以及专线架设费用等因素,优选潜在供电点;通过对某省电网进行实例分析,验证了所提方法能有效避免电压暂降过评估或欠评估问题,为工业用户优选潜在供电点提供参考.     

考虑保护配合动作随机性的电压暂降频次评估

电力系统元件发生短路故障时,保护的动作决定了电压暂降持续时间。传统电压暂降频次评估重点研究了故障类型、故障位置、故障前电压、变压器绕组联接方式以及故障阻抗对电压暂降频次的影响,仅简单假设故障由主保护清除,未考虑保护配合动作对电压暂降持续时间的影响。为了更准确刻画电压暂降持续时间,从实际电网保护配置和定值的固有属性出发,基于马尔可夫状态空间法,建立了主保护与后备保护配合清除故障的概率模型,并根据电网保护定值定量确定各暂降持续时间的概率,提出一种考虑保护配合动作随机性的电压暂降频次评估方法。对IEEE-30节点系统和250节点系统进行了仿真分析,结果证明所提方法符合实际,原理简单且适用性强。     

敏感设备电压暂降敏感度模糊评估方法

提出了基于模糊理论的敏感设备电压暂降敏感度评估方法。暂降期间设备从安全到故障存在一个过渡过程,提出将这一过渡过程作为模糊极限过程,用设备隶属于安全状态的隶属度进行描述。利用能量函数作为设备隶属于安全状态的隶属函数,并结合正态分布函数刻画系统扰动和设备耐受曲线的随机分布规律。系统扰动和设备耐受曲线的概率密度函数参数分别由IEEE 30节点仿真数据及实际测试数据得到。仿真结果验证了所提方法的有效性和准确性。     

考虑皮尔逊相关系数和切比雪夫距离的电压暂降类型计算方法

电压暂降类型是进行故障类型识别和治理设备选型的重要信息.首先,根据电压暂降的类型定义和其经变压器传播的类型变换特性,建立电压暂降类型模式库.定义和提取了三相电压的六维向量,以进行暂降类型计算.应用皮尔逊相关系数,建立待计算电压暂降与模式库各元素的相关系数矩阵,计算其相似程度.提出基于切比雪夫距离的待计算电压暂降与模式库中各矢量的距离矩阵.基于相关系数矩阵与距离矩阵,构建电压暂降类型相关度矩阵,考虑混合判据计算电压暂降类型.经仿真数据和实测数据验证,所提方法准确度较高,能克服传统方法对浅暂降和相位跳变敏感的缺点.建议在省级电能质量监测平台中应用所提算法,实现暂降类型的实时计算,为区域电压暂降的有效评估和治理提供参考依据.