基于层次分析法的智能电网运行状态指标体系设计

研究层次分析法在智能电网运行状态指标体系设计中的应用方法,首先确定电网运行状态指标体系的构建原则,利用层次分析法建立指标体系分层、分级的量化评估模型,其次通过判断矩阵检验指标体系的合理性,计算出各指标权重值,最终获得电网运行状态关键指标体系。从安全、优质、经济和环保4个维度设计并实现了覆盖电网发电、输电、配电及用电各个环节的电网运行状态指标体系,并在深圳电力系统运行驾驶舱的建设过程中得到了应用与验证,推进了电网运行评价指标由繁到简,由定性到定性与定量相结合的转变。     

基于云模型和DSmT的风电机组状态评估方法

为准确掌握风电机组的实际运行状态,需要利用已有的运行数据对风电机组运行状态进行研究,从而为其他风电机组的安全经济运行提供依据。根据风电机组监控与数据采集(supervisory control and data acquisition,SCADA)系统和风电机组状态监测系统(condition monitoring system,CMS)获得的监测数据,提出基于云模型和Dezert-Smarandache理论(DSmT)的风电机组状态评估方法。首先确定影响风电机组项目层的评价指标,建立多源参数融合的两级状态评价指标体系;其次确定各评估指标的动态劣化度,建立云模型,求出隶属度;再根据隶属度求得概率质量(mass)函数,采用DsmT对mass函数进行融合,在融合过程中引入mass函数的快速收敛算法以减少计算量,按照最大信任规则,确定评估状态;最后以我国华东地区某风场的风电机组健康状态评估为例对所提方法的有效性进行验证。与当前的风电机组评估方法对比,所提风电机组评估方法更加准确。     

面向运行与规划的负荷承载力指标体系

针对电网负荷承载能力问题,提出了分别面向运行和规划场景的电网负荷承载力评价指标体系。所提指标体系在运行场景中可以评估系统实时运行状态,并考虑该状态下可能发生的各种故障从而得到系统当前状态下的运行风险以及给定可靠性水平下的负荷承载能力;在规划场景中可以借助该指标体系更为细致地将运行情况纳入考虑,通过统计指标反映不同规划方案下的负荷承载力。算例以供电问题较为突出的西北地区某区域电网为例,对多种运行方式进行了负荷承载力评估,并通过计算比较了不同规划网架下系统负荷承载力的变化,为系统实际运行规划提供了参考。     

自动电压控制下的地区电网电压无功运行状态评估指标体系

为从电压无功协调控制角度评估地区电网的电压无功运行状态,并量化造成运行状态不佳的原因,针对采用自动电压控制的地区电网,提出了一套电压无功运行状态评估指标体系。该指标体系以电网实际量测值为基础数据,基于地区电网的电压无功考核标准和控制策略,构建出三类评估指标:区域电源母线电压合格程度及其不合格原因评估指标、区域关口无功合格程度及其不合格原因评估指标、区域负荷无功平衡程度及其不平衡原因评估指标。通过对广东汕头地区电网的电压无功运行状态进行评估,验证了所提指标的正确性和有效性。所得结果可为地区电网运行参数设置、控制策略优化和无功补偿设备配置提供建议。     

配电网运行状态综合评估方法研究

目前大多数配电网评估指标体系都是针对配电网规划建立的,而没有形成一套完整的配电网运行状态评估指标体系。基于层次分析法建立了一套实用型配电网运行状态评估指标体系,包括6类上层指标和23个底层单项指标。详细介绍了评估体系中指标的含义、指标值计算所需基础数据及其来源。采用AHP-Delphi方法计算指标权重因子,从而提高指标权重的客观性,并利用模糊隶属度函数来确定单项指标评分公式。最后,通过对某实际配电网运行状态进行综合评估,验证了所述评估指标体系及评估方法的可行性和有效性。     

业务与硬件融合的智能电网调度控制系统健康度综合评价

为及时掌握智能电网调度控制系统的实时运行状态,针对其业务繁多、业务层级关系复杂、业务与硬件紧密耦合、工作方式特殊的特点,提出了一种多业务与硬件融合的健康度分层优先评价方法。首先,在对调度控制系统的业务层级关系进行梳理的基础上,结合优先级分层原则构建了系统定向指标框架;其次,以数据采集与监控(SCADA)系统核心应用为例,建立了一套融合业务健康度、硬件健康度、一主多备工作机制的系统层次化评价指标体系;然后,采用层次分析法并结合专家经验确定指标权重、制定评价标准;最后,采用加权平均和并接系统计算两种方法,实现系统健康度的综合评价。以现场实时采集数据为基础,通过实例验证表明,所提出的评价指标体系及方法易于实现,能较为全面、准确地反映智能电网调度控制系统的实时运行状态。     

基于组合赋权法的输电线路脆弱性评估

在电网连锁故障分析中,需要甄别出连锁故障传播过程中关键脆弱线路。首先,在考虑了系统网络结构和实时运行状态的基础上,构建了包含电压偏移量、潮流系数、电气介数的指标体系;然后,综合线路的客观数据信息和主观专家意见,进而提出了一种输电线路脆弱度评估方法。算例结果表明,所提指标能够弥补已有指标无法兼顾电网结构和运行状态的不足,评估方法具有较好的实用性。     

电动汽车充电机运行状态多指标综合评估

随着电动汽车的大规模应用,充换电设施在运行过程中的插拔接口接触不良、输出指标误差过大或安全性能测试不合格都将影响其使用性能。针对此问题,提出充电机运行状态多指标综合评估方法。在分析现有标准的基础上,提出各项指标模糊理论评分方法,构建了充电机运行状态评估指标体系;基于大量投用的充电机对电网稳定性、电池寿命及其自身安全可靠性三方面的影响,确定各项评估指标重要度,采用层次分析法及熵权修正法确定各项评估指标的权重值,建立综合权重矩阵。实例分析结果表明,采用充电机运行状态多指标综合评估方法得到的结果直观且与实际相符,具有较高的可靠性。     

基于PMU的电网等值在互联电网运行可靠性评估中的应用

互联电网发展迅速,逐步形成一个整体。如何在信息隔离的情况下准确评估互联电网下某区域电网可靠性,是互联电网安全运行面临的难题。针对这一问题,提出了基于PMU监测的互联电网区域电网运行可靠性评估方法。该方法利用边界PMU测量数据估计外网静态等值模型简化互联电网,采用互联电网异步迭代法更新外网静态模型等值参数,保证可靠性计算结果的准确性。基于IEEE-RTS-96节点系统的算例结果表明,所提方法能够在不依赖于互联电网各区域电网实际拓扑信息的情况下快速准确地计算互联电网子系统可靠性指标。     

考虑网络结构和运行状态的电网脆弱线路辨识

在电网连锁故障分析中,辨识出故障传播过程中的关键脆弱线路具有重要意义。计及电网拓扑结构和实时运行状态2个方面,构建包含电气介数、功率系数、负载率偏移量和电压偏移率在内的指标体系;基于熵权法建立脆弱线路的评估模型,综合有功和无功、局部和全局2方面实现对电网线路脆弱度的全面评价。通过仿真算例对系统的所有线路进行脆弱度排序,结果表明所提指标克服了已有指标无法兼顾电网拓扑结构实时和运行状态的缺陷,评估模型实际有效。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于卡尔曼增益动态修正的动力电池SOC估算

扩展卡尔曼滤波法(EKF)被认为是一种精度较高的电动汽车动力电池荷电状态(SOC)估算法,但是观测方程误差会对SOC估算结果带来影响。对EKF滤波过程进行改进,根据观测方程的误差对原EKF滤波过程增设动态卡尔曼增益修正系数,提出基于卡尔曼增益动态修正的动力电池SOC估算法。仿真结果表明EKF法可以有效克服SOC初始值不准确所造成的估算误差,动态卡尔曼增益修正系数可以进一步减小由于观测方程误差造成的SOC估算误差,使估算误差保持在5%之内。     

多ARM协同架构的智能合并单元设计

为降低合并单元设备成本、增强其智能化和通用化特性,利用多ARM（高级精简指令集处理器）并行处理的优势来构建智能合并单元。采用灵活的模块化方式来进行总体架构的设计,通过光纤接口方式与其他智能电子设备建立基于快速以太网的双向通信,遵循IEC 61850通信标准进行采样值报文和GOOSE报文的高速网络化传输。结合数据处理和报文传输的要求,详细阐述了采样控制和开入开出控制等核心部分的软件处理流程。采样值及GOOSE传输等相关测试结果表明,该智能合并单元工作可靠而稳定,可满足智能变电站中合并单元在实时性强、可靠性高、通信流量大等方面的要求。     

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