基于实时运行数据挖掘的配电变压器状态评估

随着配电网在线监测的广泛应用,利用海量的运行数据进行设备健康状态评估,主动干预配电网设备缺陷和故障预警,提高有限人力资源的利用效率成为配电网运维的发展方向。通过对智能公变监测终端采集的配电变压器实时运行数据进行分析,选取反映设备健康状态的指标,在状态评价通用模型的基础上,采用变权综合和平均变权方法,建立了基于实时运行信息的配电变压器状态评估模型。算例表明评估结果及趋势与故障记录相吻合,验证了该评估模型的有效性,反映了在配电变压器缺陷的早期诊断和预警方面具有应用前景。     

基于综合赋权与WRSR的高压开关柜状态评估方法研究

高压开关柜作为配电网络中应用最广泛、使用数量最多的配电设备之一,为保证高压开关柜稳定运行及电网安全,需要对其状态进行准确评估。文中提出了一种综合赋权与加权秩和比(WRSR)相结合的新的开关柜状态评估方法。首先根据高压开关柜的绝缘状态、电气状态、机械状态和历史记录等信息,建立状态评估体系,运用层次分析法和熵权法相结合分别计算指标主客观权重并实现综合赋权;其次建立基于加权秩和比(WRSR)的开关柜状态评估模型,该模型构建简便,且具有强大的信息统计分析功能,可以实现状态分类及定量评估;最后运用该评估方法进行了实例分析,同时实现对多个开关柜的状态评估,并根据评估结果对多个开关柜的状态进行排序,进而制定相应的检修策略,有效地提高了检修效率。     

中低压配电设备状态信息采集系统总体设计及其实现中的关键软硬件技术

由于配电设备量大面广,对配电设备状态监测研究不够深入,针对该情况,文章设计了一种配电设备状态信息采集系统。采集系统以Lab Windows/CVI为软件开发平台,结合串行接口、USB接口,利用多线程技术,实现了对配电设备状态量的高速采集、实时显示以及存储等功能。实验结果表明,该系统能运用于大规模数据的实时采集,且具有可靠性高、可扩展性好等优点,为全面获取配电设备状态信息提供解决思路与可行方法。     

计及节点-线路重要度的配网实时健康状态评估

随着大量分布式光伏的接入，配电网运行状态变得更为复杂。为准确的评估配电系统实时健康状态，提出一种计及网络节点与线路重要度的配电网实时健康状态评估方法。首先，考虑光伏接入网络最优潮流、负荷重要性和某节点停运后的负荷损失对LeaderRank算法进行改进，考虑某节点停运后的功率损失和节点LR值对负荷矩算法进行改进，利用改进的电气LeaderRank算法和线路负荷矩算法对配电网中节点与线路重要度进行评估；然后，基于配电设备运行的电气量与非电气量参数分别计算配电节点与线路的健康指数。综合考虑配电网中节点与线路的健康度和重要度计算配电网的健康指数，判断配电网的健康状态。最后，以某地10 kV配电网为例，得到其健康指数为2.266 3,处于一般缺陷状态，适当提高该配电网中分布式光伏渗透率，其健康状态有所改善，证明所提方法的有效性与合理性。     

配电变压器运行状态评估的大数据分析方法

为提高配电变压器的故障预测水平和使用寿命,提出了配电变压器运行状态的大数据分析评估方法,构建了常规评估方法与大数据方法结合的业务流程架构。结合配电网的多源数据,分析了配电变压器运行状态相关的数据类型、来源及预处理方法,通过数据流处理方法量化各属性的相关关系;基于信息熵理论构建了配电变压器运行状态评估模型,同时将大数据在线评估和常规综合评估方法进行有机结合,实现概率预测与特定指标评价的统一。经实例验证,结果可以有效反映配电变压器的整体运行状态。     

周期及路径综合优化的配电设备巡检策略

为提高配网设备巡检工作的质量和效率,提出了面向巡检周期及路径综合优化的配电设备巡检策略。通过综合考虑配电设备重要等级及状态,确定了配电设备不同的巡检级别,并结合基准巡检周期形成配电设备差异化巡检策略。基于启发式搜索A*算法,提出考虑交通信息的启发式函数,实现了以巡检耗时最短为目标的路径优化。以某地区配电设备巡检工作为例,分析了不同策略下巡检工作量及巡检耗时,验证了所提配电设备巡检策略优化设计方法的正确性和有效性。结果表明:所提出的配电设备重要度及实时状态评价方法,能够为巡检计划的制定提供合理的依据,有效减少巡检工作量约40%。同时采用A*算法设计的巡检路径优化算法实现了巡检最短路径优化和耗时最小路径优化。     

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。     

基于多源数据融合的恶劣气象下10 kV配变实时状态评估

针对配电变压器运行状态表征信息繁杂众多的特点,基于对电力系统多源数据的提取与处理,建立了融合外部气象因素、设备内部健康状况以及当前运行条件的10 kV配变实时状态评估模型。首先采用基于Tomek links欠采样的随机森林法进行恶劣气象下配变故障概率与预计停电时长的预测;然后选取状态参量的监测值,采用威布尔分布与最大似然参数估计来计算配变的实时可靠度,提出了一种通过主客观综合赋权计算得到该台设备内部老化造成的实时故障概率的方法。最后应用该模型对某地区某台10 kV配变24 h内的综合劣化度进行了实时评估,结果表明:采用基于Tomek links欠采样处理能够显著改善停电时长的预测效果,同时配变实际故障情况与所提状态评估模型的预测结果较为符合,验证了模型的有效性。论文研究可为10 kV配变的状态评估提供参考。     

变压器在线监测装置配置优先级评估模型

如何合理配置在线监测装置,提高在线监测装置综合经济效益,是电力行业关注的新问题。针对这一问题,提出了一种变压器在线监测装置配置优先级综合评估模型。该评估模型包含设备层和系统层,设备层可分为设备属性评估和运行状态评估。其次,对各评估方法进行了描述,包括基于模糊层次分析法的变压器设备属性评估方法,基于状态评估技术的运行状态评估方法以及基于风险收益指标的系统层评估方法。最后,以实际电网算例对所提模型进行了验证,仿真计算结果证明所提评估模型能够对不同变压器在线监测装置的配置优先级进行较为合理的排序,并且综合考虑多方面因素,评估结果更具全面性。     

采用组合赋权法的智能变电站继电保护设备状态模糊综合评估

智能变电站继电保护设备状态评估对提高设备运维效率和资产利用管理水平具有重大作用,提出了一种基于组合赋权法与模糊理论的智能变电站继电保护设备状态评估方法。全面建立包含继电保护设备历史状态信息和实时状态信息的状态评估指标体系,结合改进层次分析法及反熵权法、变异系数法结合的主客观权重法来确定各指标组合权重,有效克服了单一赋权方法的局限性。采用模糊综合评价法对设备状态进行评估,选取岭形模糊隶属度函数计算指标隶属度。通过实际算例验证了所提方法的有效性和精确性。     

多时空视角下计及源-荷功率不确定性的故障严重度综合评估

为了全面、有效地分析新能源与负荷功率随机波动下设备故障对电力系统运行的影响,提出一种计及源-荷功率不确定性的故障严重度综合评估模型。考虑电网运行的安全、稳定与经济性和稳暂态不同时间尺度过程,从多时空视角构建故障严重度的综合评估指标体系。利用随机响应面法处理不确定性因素并计算指标概率密度分布,获取期望归一化决策矩阵。采用G1-熵权法进行指标赋权,并对逼近理想解排序法进行改进,实现故障严重度综合评估模型的求解。IEEE 39节点系统的仿真结果表明,所提模型可以较全面、客观地实现故障筛选和排序,具有一定的灵活性和普适性,便于决策者从全局和局部视角辨识关键故障。     

基于故障本征证据和特征指标的换流变压器状态评估

针对当前状态评估指标体系对带故障运行的换流变压器"评估死区"的问题,提出一种基于故障本征证据和特征指标的换流变压器状态评估方法。分析了换流变压器阀侧绕组的绝缘特性并选取适用于换流变压器状态评估的故障类型和指标量;采用数据驱动的模糊层次分析法提取故障类型的特征指标,并用关联规则提取故障类型的本征证据集,得到拓宽的状态评估指标体系;引入变权思想突出劣化指标对整体状态估计的影响,以反映换流变压器的真实运行状态,对故障设备的二次评估拓宽了状态评估的应用范围。实例分析结果表明,该方法对换流变压器故障判定的准确率更高,故障识别和故障程度的二次评估使状态评估结果更具实践价值。     

基于重要参量和参数修正的配电网设备故障率计算方法

针对现有研究中,利用配电设备的平均故障率进行建模修正的方法忽略了一些因素的影响,以及基于健康指数计算设备故障率的模型研究还不准确等问题,提出了基于重要参量输入和故障率参数修正相结合的方法.将影响配电设备故障率的因素分成渐变性因素和突发性因素;筛选出各故障模式对应的重要监测参量,采用基于重要参量输入的方法计算渐变性因素联...     

矩阵算法和优化算法相结合的配电网故障定位

区段定位是配电网故障处理和供电恢复的重要环节。针对现有矩阵算法容错性差,而优化算法定位速度慢的问题,将两者进行优势互补,提出一种矩阵算法和优化算法相结合的配电网故障定位方法。首先,从故障告警的因果关联关系出发,建立配电网的矩阵描述并构建故障区段定位的改进矩阵判据,在告警信息正常时能够快速准确定位故障区段。其次,考虑存在告警信息畸变时,根据矩阵判据结果筛选可疑区段,并在此基础上构建优化模型进行容错判断,有效实现高容错性故障定位。最后,通过不同配电网系统算例仿真验证了所提定位方法的有效性和容错性。     

综合评估县域配电系统投资与发展状况的新方法

县域配电系统投资与发展状况综合评估是配电系统规划和投资需求分析的一个重要环节,也是值得研究的重要问题。县域配电系统评估指标具有混合多属性特征,为此首先提出一种面向对象的综合评估指标体系;然后采用组合权重法和自适应变权重机制确定指标体系的权重,其中组合权重法将指标权重分解为排序权重和分类权重,以分别反映评估指标的不同属性和不同评估对象之间指标样本值的整体差异对评估结果的影响程度,并分别借助序关系分析法和投影寻踪原理确定,进而再根据最小鉴别信息原理确定组合权重;之后采用自适应变权重机制对存在指标值严重偏离正常范围的评估对象进行权重修正;最后采用某省的5个县域配电系统实例对所提出的方法进行测试,并借助雷达图寻找电网建设的薄弱环节。仿真结果表明：所提出的评估方法能够合理反映县域配电系统的投资与发展状况。     

柔性直流配电网保护方案及设备研制

针对典型柔性直流配电网开展了保护分区及保护配置策略研究;根据直流线路的故障特性,分析了直流极间短路故障、单极接地故障以及断线故障的保护方案。对于直流电网快速故障定位和隔离的要求,提出一种基于差动保护和多点方向信息的综合故障定位方法。基于所提出的保护和故障定位方案,研制了高采样率且具备多类型模拟量接口的直流配电网保护设备。经实时数字仿真(RTDS)系统仿真和动模试验,验证了保护方案的可行性和故障定位方法的正确性,所研制的保护设备动作行为、性能指标满足直流配电网安全运行需求。     

基于状态检修的电网运行风险评估

设备故障率的计算是电网运行风险评估中的关键环节,将基于状态检修的设备故障率算法应用到电网运行风险评估中,在一定程度上提高了设备故障率的准确度、可信度。基于状态检修的电网运行风险评估方法充分考虑了电网运行中存在的不确定性,通过线路过载、变压器过载、过电压、低电压和失负荷五项风险指标较全面地描述电网运行风险水平,且应用了层次分析法计算电网综合风险指标,为对比电网不同运行方式下的风险大小提供了参考依据。通过实际算例分析,验证了基于状态检修的电网运行风险评估方法的有效性。     

基于雷电信息的电网故障诊断系统研究

随着信息技术的发展,电网运行信息、故障信息及一次设备状态监测信息逐步开始融合,为实现基于多数据源信息的故障诊断与应用提供了前提依据,文中提出了一种利用雷电定位信息进行电网故障分析的信息综合处理方法。首先从整体上剖析了现有电网故障信息系统与雷电定位系统的基本构成和数据特征,在此基础上应用分阶段故障分析的思想,设计了使用雷电定位信息进行故障分析的流程,并提出数据融合与处理方法。最后,以某电网220 kV线路实际故障为例,对该故障诊断算法和方法和流程进行说明,并验证其有效性。     

行波故障测距装置的检测与评价

为了开展行波故障测距装置型式试验,分析了输电线路行波故障测距装置的相关标准,提出了装置的检测项目。针对行波故障测距精度主要影响因素,建立了行波故障测距装置功能和性能测试系统,并通过测试实例,详细介绍了仿真模型建立及故障的设置方法。试验结果证明了测试方法的有效性和实用性。最后依据DL/T 357-2010标准,在多年设备检测的基础上,提出行波测距装置评价体系,对装置的软件与硬件综合性能进行评判,提出装置应用范围,为工程设备选型提供技术依据和保证。     

基于配电自动化主站的单相接地故障定位系统设计与应用

为满足大量配电终端、故障指示器接入配电自动化主站,提出基于单相接地故障录波暂态量故障特征提取方法和融合故障录波故障特征量和故障事件信息的单相接地故障区段定位策略。设计基于配电自动化主站的单相接地故障在线定位系统。为满足工程应用,给出现场设备混装、通信延时、启动条件缺失条件下的解决方案以及融合单相接地、短路接地故障信息的统一处理策略。工程现场应用结果表明,基于配电自动化主站的单相接地故障定位系统能满足各种接线方式下、复杂环境的应用需要。