内蒙古电力科学研究院完成国内首次基于DDRTS仿真系统的GIS变电站现场整套系统动模试验

<正>近日,内蒙古电力科学研究院完成了鄂尔多斯达拉特旗王贵110 kV变电站现场整套系统动模试验。本次动模试验采用的试验平台为数字动态实时仿真系统(DDRTS),该仿真系统相比其他试验平台具有便携性优势,能够在变电站现场开展系统级闭环试验。试验准确地模拟了站内设备不同位置、不同类型的故障。王贵110 kV变电站为GIS变电站,站内大部分电气设备都是被直接或间接地密封在金属管道和套管组成的管道树中,无法直观地检查内部设备的运行情况,且常规试验方法无法模拟其内部故障。此试验平台准确模拟了刀闸闪络、电流互感器绕组间、电流互感器与断路器间等GIS内部的复杂综合故障。     

电流电压双施加在变电站设备检修中的应用

针对电力设备的试验缺陷和运行特点，提出采用电压电流双施加法对电力设备进行性能测试。在试验时，将升流器与变压器组合在一起同时对电力设备施加电压和电流，使试验时的电压电流更接近电力设备实际运行情况，使测试结果更准确。该方法可应用在电缆、高压套管、双出线GIS等设备的试验中。利用给出的试验方案对一变电站内的双出线GIS设备进测试，结果表明该方法的测量结果准确可靠。     

基于GSM网络的输电线路故障在线监测系统

为克服根据行波传播理论考虑线路结构特点等进行检测和信号分析的传统输电线路故障定位方法易受线路具体情况和信号传播衰减、干扰的缺点,提出了基于GSM无线通信网络建立的输电线路故障监测系统。这种系统采用自制的电流传感器直接监测线路铁塔上流过的故障电流,经信号处理和识别后,通过GSM网络以短消息方式进行数据的无线通讯,以监测、定位输电线路故障。实验室冲击电流和工频放电实验证明自制电流传感器在0～500A的工频电流和0～2kA的冲击电流作用下,传感器和测量回路的误差均<±3%。开发的检测系统经过测试线路上试运行,证实了其可行性和运行稳定性。     

适用于故障指示器线路故障定位功能验证的仿真建模及验证

故障指示器主站统计分析线路不同安装地点的采集单元上送的故障信息,能实现对配电线路故障区间的定位。接地故障期间同步模拟配网线路不同地点的暂态电流、电场的动态变化,是传统继电保护测试仪所无法解决的难题。基于实时仿真系统,设计了配网线路故障区间定位测试系统,模拟配网线路的典型故障工况,统计故障指示器主站系统故障区间定位准确率,且为故障指示器主站系统的开发、测试提供了动模测试环境,有助于主站算法的调试及功能完善。     

基于无线数据通信的智能变电站二次设备集成测试系统开发

针对现有的智能变电站仿真试验系统无法良好应用于变电站现场等问题,提出了一种基于无线数据通信的智能站二次设备集成测试方案,并研发了系统软硬件。该系统采用电磁暂态计算获取整站正常运行及间隔典型故障的电流电压值,通过专用的亚毫秒级高速同步无线数据通道将试验数据发送到各被测间隔,并开发分布式数据终端实现仿真测试系统与变电站二次系统的无缝连接,完成二次系统不同范围、不同功能的重点测试。通过实际变电站的模型搭建及故障仿真测试,验证了该测试系统的有效性。     

500kV电容式电压互感器油箱发热缺陷分析

正电容式电压互感器(CVT)在电力系统中主要对设备的信号计量及数据测控以用于故障跳闸,从而降低了电网设备故障概率。从变电站CVT运行频发缺陷统计分析,可知设备发热所占CVT故障比例最多。结合一起CVT油箱发热故障,根据现场试验与解体分析设备故障原因,总结出电力设备运行时的常见隐患和故障现象,为今后的CVT新建投运和运行维护提出防范措施。1缺陷发现过程在对某500 kV变电站进行精确红外测温时,发     

基于暂态零序电流法的 站内电缆监测系统及验证试验

及时发现变电站内电力电缆的故障对保证变电站安全稳定运行具有重要意义。介绍了1种基于暂态零序电流法的站内电缆监测系统,对系统的监测原理和各部件参数要求进行了论述,并采用单相失压模拟试验和人工单相接地试验对电缆线路监测系统进行了验证。试验结果表明,该系统可以准确地采集电缆线路故障发生时的暂态零序电流,并能及时将故障报警信息上报运维人员,保证变电站安全稳定运行。     

基于暂态电流信号的配电网小电流接地故障自动定位系统研究

正从稳态特征和暂态特征两个方面分析了小电流接地故障的信号特征及其工频零序电流分布特征。设计了一种采用暂态零序电流相似性定位法的故障自动定位系统,该系统主要由定位主站、小电流接地故障选线系统、FTU以及通信系统组成,利用基于暂态零序电流波形相似性的方法实现故障定位。基于暂态电流信号的定位方法不需要外加接地电阻或信号注入设备,不仅不受消弧线圈影响、检测可靠,且易于实现、投资小,可方便应用于DA系统。现场运行和试验证明了本系统算法的有效性和系统装置的可靠性。     

多功能微机保护与变电站综合自动化实验培训系统

多功能微机保护与变电站综合自动化实验培训系统可实现常规保护继电器特性测试实验、多种微机继电器特性测试实验、110kV及以下微机线路保护实验和多种电力设备保护实验。所有实验信号由全数字化信号发生器提供，可根据现场实际，灵活输出各种电流、电压信号。实验者还可以借助系统特有的组态软件组建任意结构的变电站进行综合自动化实验。     

基于OFDM低压窄带电力线通信的智能变电站二次设备集成测试系统研究

针对目前智能变电站二次设备跨间隔整组闭环测试在变电站现场难以有效开展的问题,提出了一种基于OFDM低压窄带电力线通信的智能变电站二次设备集成测试方案,并研发了系统软硬件。分析该系统采用电磁暂态计算获取整站正常运行及间隔典型故障的电流电压值,研发专用的高速同步电力线传输通道实现试验数据向各被测间隔的高速同步发送,并开发分布式数据终端实现仿真主站与变电站二次设备的无缝连接,完成二次系统不同范围、不同功能的重点测试。通过实验室仿真以及实际变电站的故障测试,验证了该测试系统的有效性。     

间谐波对全周波傅里叶算法影响研究

随着智能电网的发展,以电力电子装置为代表的非线性负荷在电力系统中得到了广泛的应用,给电网带来大量谐波、间谐波。由于间谐波的存在,使得应用于仪表计量、继电保护特征量提取的全周波傅里叶算法结果产生误差,造成基波和谐波检测误差、保护不正常动作等。文章从理论上推导出了含单一频率间谐波的基波信号的全周波傅里叶变换表达式,从傅里叶变换表达式中提取了基波和二次谐波幅值,绘制了基波和二次谐波幅值波动范围随间谐波频率和含量的变化曲线,得出了间谐波对全周波傅里叶算法提取基波和各次谐波幅值影响的普遍性结论。最后,以变压器差动保护为例进行仿真验证,仿真表明:由于间谐波对全周波傅里叶算法的影响,会导致继电保护特征量提取误差,从而引起保护误动或拒动。     

基于最优开关角的逆变器谐波优化研究

为了更好地抑制谐波和提高输出电压波形质量,在对逆变器进行深入分析与研究的基础上,提出一种新型最优开关角调制方法应用于SPWM逆变器。该方法仅对调制脉冲波的起点进行优化,而脉冲宽度依然随着正弦规律变化,在建立优化数学模型时加入滤波环节模型,目标是使滤波输出电压波形的THD最小,同时基于实际非理想情况考虑系统对开关角的灵敏度。在多个约束条件下求解非线性超越方程的最优解,并在不同开关频率、调制度和负载阻值下与一般SPWM调制方法对比优化效果,找到优化效果的最佳条件。最后,通过仿真和硬件实验验证所提方法的正确性。     

基于数据挖掘的楼宇电力能耗分析模型研究*

电力能耗分析对于建筑楼宇制定有效节能方案具有重要指导意义。提出一种基于K-均值聚类和FP-Growth关联规则的楼宇电力能耗分析模型,对商业楼宇总能耗、分项计量数据、气象温度等数据进行数据挖掘,得到具有一定启发性的强关联规则,为进一步完善楼宇设备的优化运行策略提供理论支撑。将所提方法应用于上海某栋建筑楼宇的能耗分析中,验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于参数估计的工频交流信号过零时刻检测方法

智能电网调试工程中广泛应用数字化检测设备,其相位准确度可通过工频交流信号过零时刻检测装置转换成时间准确度的检测,而当前大多数工频交流模拟信号过零检测方法用于电网同期检测,其准确度均达不到微秒级要求。本方法通过对输入信号进行连续采样,分别使用峰值检测及Levenberg-Marquardt算法估计正弦模型的相对频率和相位参数,并根据模型及估计的参数计算准确的过零时刻。在MATLAB上实现了该算法及模拟环境,改变信号的采样频率、估计信号长度、谐波分量及信噪比等参数,分别对算法进行测试。仿真结果表明,该算法在采样频率100 ksps,拟合数据长度不小于104时,对谐波含量1%以内,信噪比40 d B以上的工频交流信号过零时刻的估计误差为1μs左右。     

基于区块链技术的分布式电力市场交易平台研究

随着电力体制改革的推进以及大规模可再生能源的接入,参与电力交易的市场主体数量日益增加,导致了传统的集中式交易平台难以处理急剧增加的交易数据、难以实现跨区域的信息共享和资源统一优化配置。为此,提出了基于区块链技术的分布式电力市场交易平台,利用区块链技术去中心化、开放性、匿名性及安全可靠性等优势,建立基于电力交易智能合约的分布式电力交易机制,采取分布式出清交易方式满足大规模电力交易需求,适应大规模可再生能源的迅速发展。     

基于日负荷指标及改进分布式K-means聚类的用户用电规律研究

负荷聚类不仅能为精细化负荷预测提供高质量数据,还能结合用电规律进行用户行为分析;为应对海量负荷数据挑战,提出一种基于日负荷指标的降维及分布式K-means聚类算法。通过建立日负荷指标,将原始高维负荷数据转化为低维负荷指标;基于负荷指标,利用熵权法改进的分布式K-means算法进行聚类,挖掘出隐藏的典型负荷类型;结合算例,根据得到的典型负荷类型进行用电规律分析,与实际用户类型匹配,实现四类典型用电规律的归纳。     

农村10kV配电线路单相接地故障分析

通过对农村10kV配电线路单线接地故障原因的分析,指出单相接地故障对变电设备和配电网的危害,提出预防和故障处理办法,并建议应用新技术新设备,减少单相接地故障的发生,确保配电网安全、经济和稳定运行。     

基于S-LCL补偿的磁场感应式电能传输系统研究

无线电能传输(wireless power transfer, WPT)是电力电子领域当下的热点研究方向之一。在许多应用场合,需要无线电能传输系统具备不受松耦合变压器线圈自感所限制,且与负载无关的恒定电流输出能力。文章提出一种基于S-LCL补偿的磁场感应式无线充电系统及其补偿参数的整定方法。通过对系统补偿参数的合理设置,系统能够在近似零相位角(zero phase angle, ZPA）运行下实现电流的恒定输出。通过调整补偿参数的大小,功率MOSFET能够实现零电压开关(zero-voltage switching, ZVS)。为验证理论分析的正确性,文章搭建了实验样机,其输入直流电压为50V,输出直流电流为4A,电能最大传输效率达92.8%。     

基于ReliefF与互信息结合的特征评价、筛选的家庭负荷类型辨识方法研究

家庭负荷识别是实现需求侧精细化管理的关键。针对现有家庭负荷辨识研究中对所提取特征贡献度及相关性分析不足的问题,提出了基于ReliefF与互信息结合的特征评价、筛选的家庭负荷类型辨识方法。文中在现有研究基础上提取了16个家庭负荷运行暂、稳态特征,对其权重及特征间相关性进行分析,筛选了其中辨识效果最优的特征组合,利用基于粒子群优化的支持向量机(Support Vector Machine based on Particle Swarm Optimization,PSOSVM)分类模型对实测数据样本进行了辨识。算例结果验证了所提算法的准确性和优越性。     

基于全维度的电力变压器智能决策支持系统研究

在对现有变压器信息系统的研究分析基础上,提出了变压器全维度决策体系,实现了变压器多源异构数据的接入、整合和高级分析的功能,涉及变压器的状态评价、故障诊断、风险评估、寿命预测和检修决策分析模块,能够为变压器全寿期内工作开展提供必要的理论指导,并通过分布式物理架构和智能代理技术对系统进行了设计与实现,构建了变压器全维度智能决策支持系统。通过实例验证表明,该系统的模型分析结果与现场实际相符,分析结果具有合理性和准确性,具备辅助用户进行检修决策的能力,是变压器状态检修工作开展的有力支撑。