基于局部反射理论的中压配电网电力线通信信道建模法

链路衰减是衡量载波通路传输质量的一项重要指标,为实现对信道衰减特性的预测,提出一种基于局部反射理论的中压配电网电力线通信(PLC)信道建模方法。利用电力线传输理论及局部反射理论,推导端接负载的传输线、不同特性参数的传输线级联情况下的电压传输规律。在此基础上,分别搭建中压配电网无分支线路、带分支线路及带负荷配电变压器线路的PLC信道数学模型。然后根据中压配电网拓扑结构,从配电网末端将所搭模型依次级联至载波信源处,得到末端节点与信源节点间的PLC信道模型,进而分析各节点处载波信号的传输特性。该方法原理简单,计算速度快,可移植性强。仿真及RLC电路实测结果表明了所提建模方法的正确性。     

中压配电物联网架空线-电缆混合线路电力线载波信道建模

针对中压配电网架空线与电缆线路混合连接的实际情况,提出了一种基于输入阻抗矩阵的混合型配电物联网电力线载波信道建模方法。首先,分析中压配电网架空线路和电缆线路的结构参数,在多导体传输线理论基础上,推导2类线路的相模变换矩阵,列写传输线的链参数方程;其次,重点分析了各类型配电线路节点连接处的阻抗矩阵关系;然后,根据配电网实际拓扑结构,将配电网划分为不同类型网络分支,给出各类分支输入阻抗矩阵的计算方法,依次求得网络中各节点及信源节点的输入阻抗;最后,由信源节点的输入阻抗与边界条件,结合各传输线的链参数矩阵及各节点的输入阻抗矩阵,求得网络中任意节点的电压向量,实现混合型配电物联网电力线载波信道的建模。理论分析与仿真验证表明了所提建模方法的正确性与有效性。     

中压配电网电力线载波通信组网优化方法*

为进一步完善中压配电网电力线载波通信(PLC)组网的灵活性和可靠性,在结合中压配电网的实际拓扑结构和信道环境的基础上,提出了一种基于遗传算法的PLC组网方法。该方法综合考虑了节点间实际距离、节点间链路衰耗、连接节点衰耗、节点自身价值及链路价值等因素,利用遗传算法计算网络的最大价值函数,确定网络的最佳链路集。在最佳链路集基础上,求取各通信节点的节点度,将节点度数值较大者作为网络的中继节点,进而完成配电网PLC的优化组网。与蚁群路由算法相比,文中算法考虑了配电网的实际拓扑结构与信道特性,中继节点和链路分配更为合理,使PLC网络具有更高的网络价值和网络传输效率。     

中压配电网电力线载波通信信道建模

电力线载波通信是智能配电网通信技术的重要选择之一。而中压配电网结构复杂,分支众多,存在电缆-架空线混合型线路,使得载波信号在其上的传输特性难以预估。结合中压配电网结构特点,提出一种载波信号在混合型配电网络中的信道建模方法。首先,在中压配电网的实际拓扑结构及线路类型基础上,定义了载波信号的传输线管道。然后,结合多导体传输线理论和行波理论,推导各传输线管道的传播矩阵及各节点的散射矩阵,并根据网络拓扑关系列写整个网络的电压方程。最后,由电压方程可求得在信源节点激励下全网任意节点的电压响应。该建模方法不受网络拓扑结构及线路类型限制,具有很强的适应性及可移植性。计算及电路仿真结果表明了方法的正确性及有效性。     

中压配电网静动态中继结合的分级分层电力线载波通信路由算法

为了满足中压配电网配电自动化系统高可靠性、高实时性的数据传输需求,电力线载波通信(PLC)技术需要灵活可靠的路由组网算法。在分析中压配电网结构特点的基础上,提出了一种静动态中继相结合的分级分层PLC路由算法。根据中压配电网的拓扑结构,采用静态中继法将PLC网络分为3个级次,保证网络整体逻辑结构与配电网的物理结构大致相符,加快PLC网络的组网速度;每一级次内使用改进分层搜索算法进行动态中继自组网,保证组网的灵活性与可靠性。仿真结果表明所提算法能够根据配电网的结构及信道环境自适应地组网,路由优化过程兼顾了链路质量与中继负载均衡性;所提算法计算量小、组网速度快,通过调整算法中的权重参数可以灵活满足组网对可靠性与实时性的不同要求。     

基于信息节点的智能配电网中压电力线载波通信信道建模方法

电力线载波(power-line carrier,PLC)技术是智能配电网重要的通信手段。为适应智能配电网可能出现的新的网络拓扑结构,提出一种基于信息节点的中压电力线信道建模方法。首先在网络关键位置设置信息节点,然后根据电路基本理论和均匀传输线理论推导出各信息节点间的电流电压关系式,最后利用传输矩阵方法得到信息接收点与发射点之间的电压传输特性。通过实验验证了该方法的正确性和普遍适用性。该方法可适用于树形、环网以及网格化等各种网络拓扑结构,为在智能配电网中压电力线采用载波通信技术提供了较好的分析方法。     

中压配电网无功补偿装置对PLC信道特性的影响分析

分析中压配电网无功补偿装置对PLC信道特性影响规律,为实现PLC在中压配电网中的应用提供必要的理论基础和参考依据。通过对中压配电网现有无功补偿方式及常见补偿装置的分析,指明经配电变压器接入中压配电网的低压集中补偿和用户终端分散补偿的无功装置对中压侧PLC信道特性影响可忽略不计。故在中压配电网PLC信道模型基础上,重点分析变电站集中补偿和杆上无功分散补偿两种方式下,无功补偿装置的数量、补偿容量、补偿位置等因素对载波信号的传输特性和输入阻抗的影响规律。研究结果表明:若无功补偿装置直接接入补偿点,则电压衰减的幅度随着补偿容量、补偿点数量的增加而增大,与补偿位置基本无关;若无功补偿装置经一定长度的电缆接入补偿点,则以上各因素对电压衰落的影响可忽略不计。     

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。     

复杂中压配电网可靠性评估新方法

提出了一种基于馈线分区和等值法相结合的复杂中压配电网可靠性评估算法。根据配电网络的拓扑结构,以开关为边界,将馈线网络进行分区,形成配电网络的区域节点模型。然后对简化网络进行分层,采用网络可靠性等值方法,将配电网络区域节点模型等效为简单的纯辐射状网络模型,利用故障模式及故障后果分析法计算负荷点的可靠性指标。采用邻接矩阵表示网络拓扑,通过对邻接矩阵的搜索和修改实现馈线的分区以及网络的等值过程。通过对RBTS算例的计算,证明该算法适合于复杂中压配电网的可靠性评估。     

基于改进蚁群算法的中压配电网络规划方法研究

研究基于改进蚁群算法的中压配电网络规划方法,设计合理的中压配电网络规划方案,降低中压配电网络的费用。构建以负荷要求、潮流限制为约束条件,投资和运行费用最低为目标函数的中压配电网络规划数学模型。通过变换状态转移准则改进蚁群算法,以数学模型为基础采用改进蚁群算法规划中压配电网络方案。实验表明该方法能使中压配电网络的负荷处于合理范围内,降低投资与运行费用。     

中压不接地配电网三相潮流新方法

在大量分布式电源接入中低压配电网的新形势下,三相潮流计算是分析其影响的基本手段。针对现有中压不接地配电网三相潮流研究主要采用人为设置参考中性点/零序电压的方式,导致无法仿真分析中性点/零序电压偏移、不接地网络零序潮流和相-地电压不平衡等情况,提出一种中压不接地配电网三相潮流新算法。首先,提出不接地配电网三相潮流在节点变量和导纳矩阵方面的特殊性。然后,设计基于功率平衡方程和牛拉法,采用导纳矩阵可逆化处理和矩阵替换技术实现约束零序电流为零的不接地配电网三相潮流算法。最后,基于6节点系统和修改的IEEE123算例仿真不接地配网的潮流,结合PSCAD验证所提方法在不同场景下的准确性以及在大电网中的适用性和收敛性,并在地市电网中进行实际应用。算例分析表明,所提算法计算结果准确,具有良好的工程实用性。     

中压配电网电力线载波通信系统自适应频点选择算法

在电力线载波通信中应用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)技术需要进行频点的优选。在分析信道输入阻抗对电压传输特性影响的基础上,提出一种基于在线测量信道输入电抗的频点优选算法。首先在默认频点下完成通信节点的入网,然后通过在线监测信道输入电抗筛选出部分频点,在这些频点处测试上、下行信号强度,通过简单计算优选频点作为子载波通道。以保定市实际中压配网为例进行仿真验证。仿真结果表明所提算法在保证通信质量前提下,可以筛选掉大量不可用频点,提高了频点优化速度。     

中压宽带电力线通信接入及信道特性测试与分析

针对国内中压电网的结构和特性进行了分析,给出了国内中压线路的宽带电力线通信(PLC)接入方式及其接入原理,对中压线路的接入设备、接入接口进行了归纳,在此基础上完成了国内第1条实际的中压PLC信道的测试,给出了反映信道特性的测试结果并进行了分析与研究。所完成的中压PLC信号的传输实验和测试研究,为宽带PLC进一步向中压电力线发展提供了设计依据和技术储备,为未来中压线路全程长距离接入提供了参考数据和资料。     

基于BLT方程的中压电力线载波通信信道建模

中压电力线载波信道呈现较强的频率选择性,为分析预测这种选择性,提出了基于BLT方程的中压电力线载波通信信道模型。从常见的描述单一负载电压响应的BLT方程出发,通过分析载波信号在复杂网络中的传播特性,得出了适用于中压电力线载波通信网络的信道模型。该模型不受具体网络拓扑的限制,可以将网络中各节点处的电压响应特性表示为管道传播矩阵和节点散射矩阵的函数,具有形式简洁,通用性强,便于分析计算的特点。最后,以由架空线构成的中压配电网为例,用所提的方法计算了在窄带范围(10~500kHz)内节点电压的幅频特性和相频特性,并通过在PSpice中用集总参数元件进行模拟的方法验证了模型的可信性。     

低压电力线载波通信路由算法研究

低压配电网拓扑结构复杂未知,电力线载波通信信道干扰与时变造成通信不可靠,影响通信范围。本文对低压配电网拓扑结构进行分析,探讨了自动路由的必要性。在传统的蚁群算法基础上,提出了基于蚁群算法、遗传算法和粒子群算法相结合的混合路由算法。仿真研究表明,该方法能提高收敛速度和保证全局最优。     

序优化理论在配电网重构中的应用

配电网重构是非线性组合优化问题,针对大规模配电网解空间过于庞大的特点,提出基于序优化理论的配电网重构算法。该算法从配电网运行和开关调整方式入手,借助开关支路交换法简化网络结构,得到解环生成原始可行解空间的方法。运用序优化理论制定一种按照评估值优先准则,进行解集的选择和排序,改进的粗糙函数不仅能够进行序曲线的确定,而且能去除大量的无效解,提高重构速度。通过实际24节点和美国PGE69节点系统的算例测试,验证了方法的有效性。     

影响光伏最大接入功率的PCC临界电压及计算方法

针对光伏电源接入中压配网的最大接入功率问题,在简化中压配网模型中分析了受母线电压及线路电流约束时光伏电源最大接入功率随配网PCC点电压变化的情况,并根据母线电压及线路电流随光伏接入功率变化的规律,推导影响光伏最大接入功率的PCC临界电压计算方法。经仿真验证,该方法准确性较高,适用范围较广。对光伏接入中压配网的规划和运行有一定参考价值。