配电系统电压凹陷幅值与频次的区间评估

针对配电系统电压凹陷评估中存在的不确定性,结合区间运算和现有电压凹陷随机评估方法,提出一种配电系统电压凹陷幅值、频次的区间评估模型与算法.在假设系统参数不变的情况下,重点研究了负荷变化和元件故障率不确定对电压凹陷评估的影响,是现有故障定位法的扩展.针对配电系统的结构特点,在研究区间潮流算法的基础上,提出了基于区间估计的电压凹陷幅值、频次评估的数学模型和评估步骤,对RBTS-母线2配电系统进行的仿真证明,该方法仅需进行1次区间评估,就能求出参数在任意区间段上变化所对应的电压凹陷幅值、频次的变化区间范围.仿真结果与确定参数的评估结果比较,验证了算法的有效性和正确性.     

复杂配电系统电压跌落状态估计可观性分析

电压跌落状态估计算法(SSE算法)是一种基于单电源辐射状网络结构的二阶曲线拟合算法。但是目前众多分布式发电接入及小电厂并网发电使得配电网络结构呈现复杂化、多电源化,传统电压跌落状态估计算法无法直接使用。针对该问题,提出了电压跌落状态估计可观性的概念,并且从故障电流叠加的角度出发,构造了电压跌落状态估计可观性的数学模型,合理地解决了部分故障路段不可观的问题,使得SSE算法可以应用到多电源复杂配电系统中。     

复杂配电系统电压跌落状态估计可观性分析

电压跌落状态估计算法(SSE算法)是一种基于单电源辐射状网络结构的二阶曲线拟合算法.但是目前众多分布式发电接入及小电厂并网发电使得配电网络结构呈现复杂化、多电源化,传统电压跌落状态估计算法无法直接使用.针对该问题,提出了电压跌落状态估计可观性的概念,并且从故障电流叠加的角度出发,构造了电压跌落状态估计可观性的数学模型,合理地解决了部分故障路段不可观的问题,使得SSE算法可以应用到多电源复杂配电系统中.     

基于虚拟节点的复杂电网电压跌落随机评估方法

随着电力系统中敏感设备的大量应用,电力用户对供电质量要求不断提高,电压跌落的评估成为现代电能质量研究中的一项重要内容。本文提出了一种在故障点增加虚拟节点的电压跌落随机预估方法。该方法通过求解复杂电网中任意地点发生对称或不对称故障时各节点的电压跌落幅值,计算出不同故障类型下的电压凹陷域。根据待考察的电压跌落幅值范围,推出对应的故障区间,并结合故障分布概率给出各节点年电压跌落频次的评估结果。在标准IEEE-30节点系统中验证了本文电压跌落评估方法的有效性。     

基于电压跌落状态估计的复杂配电网络故障路径搜索算法

基于电压跌落状态估计，提出了适用于复杂配电网络的故障路径搜索算法。对于辐射状配电网络，该搜索算法以分界点为搜索节点，以馈线段为搜索半径，以馈线段平均残压值为搜索目标，搜索速度大大加快，抗噪声能力较强。对故障路径末端馈线段的逐点搜索也有效地解决了合理确定故障点的问题。单机和双机辐射状网络的算例分析结果表明了该算法的正确性、有效性和快速性。     

配电系统元件故障率的估算方法研究

配电系统元件故障率的分析与确定是系统可靠性评估的基础。针对配电系统元件不同故障原因共存和故障统计时段较短、故障统计数据不完整的现状,提出了配电系统元件故障率估算的一种新方法。首先在分析元件故障原因的基础上,建立了元件偶然故障和老化失效的混合分布模型;然后针对收集到的元件故障统计数据,在故障统计时段较长的情况下,直接采用极大似然(MLE)方法对混合分布模型中的未知参数进行估计,在故障统计时段较短、截尾现象较严重的情况下,针对这些双边定时截尾故障数据,采用EM算法进行参数估计,从而得出元件的混合故障率函数;最后对某地区配电系统10 kV架空线的故障率进行了相关计算。通过对不同统计时段以及不同方法得出的结果进行对比,验证了该方法的有效性和实用性。     

考虑系统峰谷时变区间特性的电压暂降频次评估

故障前电压是影响系统电压暂降频次评估的重要原因之一。现有电压暂降频次随机评估方法,通常假定发生故障前系统母线电压为额定值,而实际故障前电压在电压曲线区间范围内变化,且不同运行方式下随着峰谷变化有不同区间边界。针对故障前电压实际特征,建立故障前电压的数学模型———幅值区间矩阵和时间权重点值矩阵,体现了故障前电压峰谷、时变、区间三大特征。在此模型基础上提出用区间分析的方法评估电压暂降频次的一般步骤。通过对实际区域电网仿真分析,并与故障前电压为额定值和实际截面电压评估结果比较,证明了该模型和算法的正确性和有效性,采用提出方法对电压暂降进行评估,更符合工程实际。     

基于实时监测数据校验的配电系统电压跌落仿真系统研究

提出了在将实时监测与仿真计算进行有效结合的基础上对配电系统中由故障引起的电压跌落问题进行分析评估的系统设计方法,以在提高仿真计算精确度的同时减小对现场监测设备数量的需求。给出了该系统的总体框架,详细说明了实时监测数据导入PSCAD、利用供电管理部门提供的实时网络拓扑和运行参数自动生成PSCAD仿真程序以及利用实时监测数据对仿真程序进行校验的方法。最后通过实例说明了该系统的功能。所提出的混合仿真系统研究为配电系统电压跌落问题提供了较好的理论基础和技术手段。     

特高压输电线路暂态特征估算方法

以实验室主频理论工作为基础对暂态噪声主频分量的特性进行了研究,得出主频与故障距离、系统阻抗成反比,而电流主频分量幅值与其均成正比。通过对暂态特征进行最小二乘拟合提出了一种新的估算方法,能够得到主频和主频分量幅值的解析式,对暂态特征进行直观的估计。仿真和误差分析结果显示,主频的估算误差小于6%,主频分量幅值的估算误差在故障距离小于600km时小于8%,说明该估算方法能较准确地对暂态特征进行定量分析。基于估算方法进一步得到,并联电抗器的存在使得主频增大,幅值减小,对暂态过程有利。而随着电压等级的升高,主频频率减小,而幅值增大,暂态过程愈发严重。     

基于MCMC法进行电压跌落随机预估方法的研究

针对电压跌落随机预估中蒙特卡洛法（MC法）静态性、计算效率低、耗时长的缺陷,提出基于马尔可夫链蒙特卡罗法（Markov chain Monte Carlo,MCMC）对电压跌落进行随机预估。研究建立了电压跌落故障状态变量的数学模型,并利用Matlab建立了IEEE-9节点测试系统模型,使用Gibbs抽样法得到故障模型的状态变量。通过分析电压跌落幅值的概率分布,并用MCMC法和MC法分别对电压跌落指标进行仿真计算。仿真结果表明,该方法较蒙特卡罗法稳定性好,收敛速度快,计算时间短。     

基于网络传播特性的配电网电压暂降随机预估方法

敏感负荷的大量投运使得用户对电能质量的要求不断提高,电压暂降的快速有效预估成为当前电压暂降研究的一项重要内容。提出了一种基于网络传播特性的配电网电压暂降随机预估方法。首先基于配电网拓扑搜索电压暂降传播路径,通过序分量法获得不同路径下电压暂降的垂直/水平传播特性。进而根据路径搜索结果建立故障源至负荷侧的配电网电压暂降传播方程。最后结合不同故障类型及线路故障率计算暂降凹陷域和相应预估指标。对某实例配电网系统开展算例分析,验证了所提方法的有效性与优越性。     

电压暂降的计算及故障点电压暂降系数确定

由于电力系统中新型电力电子设备的广泛应用,电压暂降已逐渐成为影响设备正常运行的主要电能质量问题之一,为避免电压暂降对设备正常运行造成危害,电压暂降计算已成为电力系统运行分析不可缺少的一部分。采用故障定位法,设计了电力系统电压暂降计算软件,从而实现查找、统计、分析、预估等功能,实现电力系统的电压暂降计算,并提出一种故障点电压暂降系数(FPSC)的量化指标,对电力系统不同的故障点进行了FPSC的计算,根据FPSC的数值确定对全网电压暂降影响严重的故障区域;并利用电压暂降分析程序的输出结果对欲购进新设备的电压敏感性进行了评价;以某实际工业配网为算例,利用所设计计算软件对该本地配网进行了电压暂降的分析计算,所做工作可以为用户采取电压暂降抑制措施提供理论指导。     

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。     

Voltage sag mitigation in an Indian distribution system using dynamic voltage restorer

Now a day’s most power quality problems in distribution systems are related to voltage sags. Hence, diverse solutions have been tried to compensate these voltage sags to circumvent financial losses due to voltage sag at industries. Dynamic voltage restorers (DVRs) are now becoming more recognized in industries to diminish the impact of voltage sags to sensitive loads. The DVR, which is placed in series with a sensitive load, must be able to react speedily to a voltage sag if end users of sensitive equipment are to experience no voltage sags. This paper discusses the use of series reactive injection as a voltage regulator. The proposed approach is to develop analytical aspects and to illustrate these by an example of a real Indian distribution system. Voltage sag can be eliminated by continuously injecting very small voltage profile to the system. The scheme combines the method of instantaneous symmetrical components and complex Fourier transform relations. The proposed technique, based on half-cycle averaging, can mitigate voltage sag at desired locations in distribution systems. The proposed methodology is applied in a 4 bus system and a real Indian distribution system.     

基于典型波形特征与改进DBSCAN的电压暂降同源识别方法

针对电网内单次短路故障可能触发多条母线上的电能质量监测装置记录电压暂降波形,造成电压暂降录波数据冗余、电网电压暂降水平过估计的问题,提出一种基于典型波形特征与改进基于密度的有噪空间聚类(DBSCAN)的电压暂降同源识别方法。首先,提出综合倾斜因子、波形相似度和持续时间三维特征,综合刻画电压暂降同源性;同时,研究电压暂降经多级变压器的传播特性,推导出13种变压器相电压等效传递矩阵,并提出基于Bhattacharyya距离的波形相似度计算方法。其次,利用共享近邻点(SNN)改进DBSCAN,对由三维特征构成的矩阵进行同源聚类,提出基于电网节点总数和监测点总数的聚类参数计算方法,实现电压暂降同源识别。应用实测数据和IEEE 30节点系统仿真数据进行验证,结果证明了所提方法的正确性和有效性。     

New approach for power lines performance estimation based on load variation due to voltage sags

The power line performance has traditionally been assessed in terms of its efficiency and reliability. The increase of the effect of voltage sags on sensitive loads, maybe located far away from the faulted line, is the reason to carry out a new analysis of power line's performance. A new method to evaluate the power line performance, based on voltage sag indices, is proposed. The voltage sag indices suggested to assess power lines performance are the load variation, the non delivered energy and the total cost due to voltage sags. The proposed power line performance is compared with the traditional performance based on power line outages. The results show that the proposed method can change the assessment of power lines performance and therefore the utility focus for investment.     

雷电引起的电压暂降严重程度自学习评估方法

雷击故障是造成电网电压暂降的主要原因之一,准确评估雷电造成的电压暂降的严重程度,可以为制定最优治理方案和敏感用户选址提供依据。本文提出一种数据驱动的电压暂降严重程度自学习评估方法。首先,基于雷电造成的电压暂降机理,结合雷电定位系统和电能质量监测系统中的监测信息选取参与挖掘的参数;其次,减少离散化结果对规则准确性的影响,使用离散化评价系数确定不同参数的离散区间数目;然后,针对电网数据库动态变化时挖掘算法效率过低的问题,使用基于增量式学习的关联规则挖掘算法持续更新挖掘的规则,从而赋予其自学习的能力;最后,提出基于综合赋权法的加权欧氏距离评估实际场景的电压暂降严重程度。通过某地区电网的监测数据和IEEE30节点的仿真数据进行实证分析,结果证明,本文方法能在实际使用过程中准确挖掘出有价值规则,实现关注节点的电压暂降严重程度评估。     

基于互近似熵的电压暂降波形匹配方法

随着越来越多电压暂降敏感设备接入电网,因电压暂降干扰带来的直接及间接经济损失日趋严重,这对供电质量提出了更高要求,准确识别暂降源是治理电压暂降问题中必不可少的步骤。文中分析了各类短路故障引起的电压暂降类型及其经变压器传变后暂降波形的变化情况,并根据理论分析建立各类暂降的标准样本波形。提出了一种基于互近似熵原理的电压暂降源辨识方法,通过计算实测波形与样本波形之间的互近似熵,直接进行相似度匹配,实现故障暂降类别的准确识别,并利用电网实测数据对该方法进行验证。结果表明该方法与实际工程相贴合,具有很强的实用性。     

电压暂降事件分类及短路类型识别研究

随着现代化敏感电力电子设备的广泛应用以及新型电力负荷的迅速发展,电能质量问题日益受到关注,其中最为突出的就是电压暂降。为了更好地研究电压暂降对电力系统的影响,文中首先根据来源电压暂降事件进行分类,主要来源包括短路故障、大型电机启动和雷电等。接下来对短路故障引起电压暂降进行识别,使电压暂降系统能够根据监测到的暂降波形识别出短路故障类型。最后通过江苏电网电压暂降监测系统中的数据波形的案例分析,归类到4种典型短路故障分类,验证了文中算法的可行性。     

Multiphase transmission line modeling for voltage sag estimation

This paper presents a novel approach for voltage sag indices calculation based on instantaneous voltage estimation. The estimation uses traditional state estimation where redundant measurements are available. The estimation is based on time domain state estimation which uses time domain modeling of the power network. The time domain current monitoring is used to have linear mapping and to achieve high performance of voltage sag estimation. The fault estimation procedure is prior of the voltage sag estimation. This paper shows a possible for fault instance detection, fault location identification and fault type estimation method that are required to estimate voltage sag for different line models utilizing residual analysis and topology error processing. Lumped parameter and distributed parameter transmission line modeling are developed to estimate instantaneous voltage at a three-phase power system in time domain. Magnitude and duration of voltage sag as main indices are calculated from the estimated instantaneous bus voltage. The performance of the novel approach is tested on IEEE 14 bus system and the results are shown.