混合量测系统中利用潮流信息的电网故障诊断

为了充分利用广域量测系统(WAMS)的量测信息,提出了一种在混合量测系统中利用潮流信息的故障诊断方法。首先指出了根据WAMS量测量实现故障唯一辨识的数学条件,为PMU配置提供了依据。该方法在运行中准实时地生成预想故障,根据WAMS系统的实时量测获取可观测区域的潮流信息,将其与预想故障进行匹配,进而识别故障。该方法充分利用了PMU与SCADA的量测信息,兼顾了两种量测的特点,可实现对电网故障的在线诊断。仿真表明,该方法准确性高,在PMU配置较少的情况下,也能实现对电网故障的在线诊断。     

一种基于潮流指纹识别的电网故障实时诊断方法

开关保护动作的误报、漏报、误动、拒动问题以及电网拓扑的频繁变化导致传统的基于开关保护动作信号对电网进行故障诊断的方法难以实用化。提出一种利用电网各支路潮流的变化量作为表征该故障的潮流指纹,并采用模式识别算法进行电网故障诊断的新方法。设计了基于节点阻抗矩阵的潮流指纹提取方法,并提出了电网故障模式自适应修正算法以及基于遗传算法的(等值)发电机的出力分配因子优化辨识算法,解决了电网拓扑频繁变化对构建故障模式集的影响及故障样本集的样本特征向量的计算精度问题。在此基础上,按照最近近邻判别准则设计了归一化故障判别函数,实现对电网故障的实时准确识别。利用某地区电网实际数据验证了本方法的有效性和实用性。     

一种基于潮流指纹识别的电网故障实时诊断方法

开关保护动作的误报、漏报、误动、拒动问题以及电网拓扑的频繁变化导致传统的基于开关保护动作信号对电网进行故障诊断的方法难以实用化。提出一种利用电网各支路潮流的变化量作为表征该故障的潮流指纹,并采用模式识别算法进行电网故障诊断的新方法。设计了基于节点阻抗矩阵的潮流指纹提取方法,并提出了电网故障模式自适应修正算法以及基于遗传算法的(等值)发电机的出力分配因子优化辨识算法,解决了电网拓扑频繁变化对构建故障模式集的影响及故障样本集的样本特征向量的计算精度问题。在此基础上,按照最近近邻判别准则设计了归一化故障判别函数,实现对电网故障的实时准确识别。利用某地区电网实际数据验证了本方法的有效性和实用性。     

基于有限相量测量单元测量故障分量信息的故障定位算法

提出了一种基于有限同步相量测量单元(PMU)测量故障分量信息的故障定位算法.采用间隔母线配置PMU的布点策略,即在2条配置有PMU的母线之间间隔一条非零注入并且未配置PMU的母线.该算法首先运用叠加原理获得系统的纯故障等值模型,进而对纯故障等值模型进行等价变换,以获得故障线路两端的系统阻抗等值模型和故障点注入电流源的转移等值模型,最后结合这2种等值模型,实现对故障点的精确定位.该算法没有迭代过程,不存在伪根问题,且计算量小.此外,该算法不受电网拓扑、过渡电阻、振荡状态及系统运行方式的影响.动模试验结果验证了该方法的有效性.     

基于北斗卫星导航定位系统的PMU可行性研究

在现代电力系统广域保护和稳定控制系统中,同步相量测量单元(PMU)起着重要作用。目前应用于我国电网中的PMU大都是基于美国全球定位系统(GPS)提供的授时信号来实现同步数据采集的。从保障互联电网的安全出发,文中提出了基于我国“北斗一号”卫星定位系统来开发适合我国电网的PMU,并论证了该方案的可行性。     

一种新的考虑电力系统潮流直接可解的PMU最优配置

同步相量测量单元(PMU)可以直接量测节点电压相量和与该节点相连的支路电流相量。通过在适当位置配置PMU,便可使潮流方程不需迭代直接可解,为此提出了计及PMU支路电流相量的潮流方程直接可解法,并采用粒子群优化算法解决了PMU的最优配置问题。算例结果表明本方法有效,并可以减少所需PMU的个数,因此具有实际的应用价值。     

广域实时监测与稳定预决策系统在区域电网的应用前景

同步相量测量装置(PMU)利用全球定位系统(GPS)提供的精确时间基准对电力系统的状态进行同步数据采集,PMU装置的出现为稳定性分析与控制方法提供了一条新的途径,因为传统的稳定性分析方法主要是基于各节点的异步采样数据来判别稳定。本文通过分析PMU系统的原理及应用现状,阐述了基于PMU系统的广域实时监测与稳定预决策系统(WAMS)在区域电网的应用前景。     

基于PSO-GRNN和D-S证据理论的电网分区故障诊断

针对大电网中保护和断路器误动、拒动、信息丢失等不确定的电网故障信息以及现有电网分区方法的不足,提出了基于粒子群优化广义回归神经网络（PSO-GRNN）和D-S证据理论的电网分区故障诊断方法。首先,通过改进图形分割法将大电网划分为相互重叠的不同区域,降低故障诊断难度。然后在各个区域建立PSO-GRNN诊断模块,根据故障警报信息,并行完成各自的故障诊断任务。最后,采用D-S证据理论对相邻区域的重叠区域进行分析,以实现对重叠区域的综合故障诊断。仿真结果表明,该方法能有效识别非重叠区域和重叠区域的故障,容错能力强,诊断准确率高。     

一种新的考虑电力系统潮流直接可解的PMU最优配置

同步相量测量单元(PMU)可以直接量测节点电压相量和与该节点相连的支路电流相量.通过在适当位置配置PMU,便可使潮流方程不需迭代直接可解,为此提出了计及PMU支路电流相量的潮流方程直接可解法,并采用粒子群优化算法解决了PMU的最优配置问题.算例结果表明本方法有效,并可以减少所需PMU的个数,因此具有实际的应用价值.     

多因素分级Petri网配电故障诊断方法

针对采用概率方法进行故障诊断易造成调度操作风险大的问题,提出一种配电网故障诊断的多因素分级Petri网模型,主要解决断路器或保护拒动、误动等故障信息不确定情况下的故障问题。该方法充分考虑了保护启动信息、保护出口信息、重合闸动作信息、断路器动作信息、事件顺序记录(sequence of event,SOE)时序信息以及连续电气量,实现故障信息不确定情况下的电网故障诊断。当电网故障存在信息不确定情况时,首先将连续电气量和SOE时序信息作为该模型的一级诊断区的输入,然后通过将连续电气量的故障时刻与SOE时序的故障时刻进行比较,根据比较结果判断并激发托肯能量变化的推理过程,给出存在信息不确定的情况下电网故障诊断结果。最后,针对某局部配电网模型进行了仿真验证,结果表明了该方法的有效性。     

具备故障限流功能的新型线间直流潮流控制器

直流电网在发生故障时,电流会迅速增大,危及整个系统安全运行。而用于切断故障电流的直流断路器开断能力有限,需要与故障限流器配合使用。随着直流电网结构的日益复杂,潮流控制问题也日益突出。在直流潮流控制器原有的潮流控制能力上,探索其故障限流能力并提出一种具备故障限流能力的新型线间直流潮流控制器拓扑。潮流控制部分采用线间直流潮流控制器,故障限流部分采用晶闸管控制电感投入实现限流。对所提控制器的工作原理、动作过程及理论分析进行了研究,并在单端等效系统及四端柔性直流电网中进行了仿真验证。仿真结果表明,该控制器可在正常运行时控制2条线路的潮流,在某一线路单极接地故障时进行故障限流并通过与直流断路器配合完成故障电流的切除,该装置及控制策略的可行性与有效性得到验证。     

基于断面负载均衡度的统一潮流控制器潮流优化控制方法

区域间断面的输电能力主要受限于重载通道的热稳极限,同时关键输电断面对于电网的安全稳定运行具有重要意义。文中提出一种针对断面输电能力受限和潮流分布不均的统一潮流控制器(UPFC)控制方法。定义了断面负载均衡度这一指标,为评估UPFC的潮流控制效果、UPFC对断面潮流分布的优化作用提供了可量化的指标。以江苏省苏州市500 kV UPFC科技示范工程为例,从三相永久性N-1故障、稳态运行和锦苏直流闭锁3种工况提出了相应的UPFC控制方法。仿真结果表明,基于所提指标的UPFC控制方法可以达到改善断面输电能力和潮流分布的目的,同时提高电网的安全稳定性。     

基于粒子群算法的直流系统网架结构优化设计

故障电流的抑制问题一直是阻碍柔性直流输电发展的主要因素之一,故障电流主要受直流线路上的直流潮流影响。然而,一旦直流系统发生大规模潮流转移,会对故障电流的抑制造成极大挑战。为了优化直流系统的潮流转移特性,将潮流分布熵和潮流转移熵作为描述直流系统潮流转移特性的指标。结合经济成本,加权构建综合指标,作为粒子群(Particle Swarm Optimization,PSO)算法的优化目标函数,以此寻找潮流转移特性最优的直流系统网架结构。通过与其他类型的网架结构的直流系统对比表明,采用提出的优化方法后,系统的潮流转移特性得到了明显提高,同时能够控制经济成本。     

计及潮流转移特性的直流潮流控制器优化配置

直流电网的潮流可控支路数遵循N−1原则,在线路上安装直流潮流控制器可提升直流电网的潮流控制自由度。现有关于直流潮流控制器配置的研究都只关注其稳态特性,考虑到直流系统发生断线故障可能导致线路过载,从潮流转移的角度提出一种新的直流潮流控制器配置方法。建立安装直流潮流控制器后的直流电网数学模型,应用灵敏度分析结合潮流分布情况确定直流潮流控制器安装位置,提出直流系统潮流转移熵,结合直流系统加权潮流熵对直流潮流控制器进行优化。仿真结果显示,在不同运行方式下,采用所提方法进行优化不仅能改善潮流分布,还能优化直流线路的潮流转移特性,且N−1故障后重载线路的平均负载率明显降低,验证了所提方法的有效性。     

统一潮流控制器对线路纵联保护的影响分析

外部交流系统故障时,统一潮流控制器的保护可能动作于使统一潮流控制器退出运行。这将引起交流系统中电气量的再一次快速变化,与交流故障造成的扰动形成“电气竞争”,可能给线路纵联保护带来不利的影响。对南京西环网统一潮流控制器示范工程进行了介绍。并在分析统一潮流控制器保护系统设计原则的基础上,通过理论分析和数字仿真研究了统一潮流控制器对纵联零序保护、纵联距离保护和工频变化量方向保护的影响。研究表明统一潮流控制器的接入可能导致工频变化量方向保护区内故障拒动或区外故障误动,有必要对相关线路的保护进行改造。     

基于特勒根定理的接地网腐蚀诊断研究

接地网是保证电力系统可靠运行、保证工作人员以及电气设备安全的关键设施,一旦接地网因腐蚀等原因发生故障,将危及电力系统安全运行。针对接地网腐蚀故障,基于特勒根定理,建立接地网故障诊断方程并利用迭代法求解,辨识发生腐蚀故障的支路。实验结果表明,该方法能够有效判定接地网腐蚀故障,提高电力系统接地网的运行可靠性。     

自然灾害下高风险多重故障集快速生成方法

随着电力系统稳定特性日趋复杂、极端自然灾害频发以及社会对电能依赖程度的增长,迫切需要将停电防御框架向自然灾害预警拓展.提出一种自然灾害下高风险多重故障集快速生成方法,将高风险预想故障纳入在线安全分析.在兼顾多类型自然灾害和多地点电气设备空间-电气耦合特性的基础上计算群发故障和相继故障的组合概率,从网架结构脆弱性、电网状态脆弱性和电网事故风险3个维度进行故障后果评价,采用回溯算法实现自然灾害下高风险预想集快速筛选和生成.实际电网的案例分析验证了所提方法的有效性和实用性.     

基于GPRS的短路和接地故障指示器的设计

介绍了一种应用于环网供电的,基于GPRS的短路和接地故障指示系统的原理和实现方法.该故障指示系统能够准确地指示故障的发生类型和故障地点,通过GSM模块通知电力网络监控中心,监控中心通过DMS管理系统对电力网络进行自动控制.     

统一潮流控制器选址定容的关键影响因素分析及优化方法

针对利用统一潮流控制器(UPFC)的潮流控制能力来改善输电断面潮流分布、解决关键输电线路过载问题的应用场景,基于电网络理论推导了UPFC串联侧装置所需安装容量与关键输电线路潮流转移需求、UPFC安装位置、网架结构参数之间的关系,提出了UPFC串联侧装置安装容量的计算方法。在此基础上,分析了影响UPFC装置安装容量的主要因素,并针对两种典型的网架结构,研究了转移单位潮流所需的UPFC串联侧装置安装容量受UPFC安装位置、网架结构参数的影响情况。进一步,提出了一套简单实用的UPFC安装位置和容量的优化方法。案例分析结果验证了所提出的UPFC串联侧装置安装容量计算方法和关键影响因素分析的有效性,同时验证了所提出的UPFC安装位置和容量优化方法的可行性。     

采用内点法的多目标低电压风险优化

随着现代电力系统的飞速发展与日趋复杂,一次故障或者扰动有可能给系统带来极大的风险。仅仅对当前潮流断面进行风险评估已无法满足安全性的要求。文中将风险理论与优化方法相结合,在以发电费用最小的最优潮流基础上,考虑对事故后低电压风险的优化控制,建立了一个多目标的优化模型,用以协调故障后系统运行的安全性与经济性;采用矢量化原对偶内点算法对该模型进行求解;选取河南某市电网作为算例,进行低电压风险优化控制的测试,分析了该电网故障后的电压安全性与运行经济性。算例测试结果与该电网运行情况相符,验证了算法的正确性与计算效率。