基于数据分析的变压器套管新型在线监测预警策略研究

套管是电力变压器的重要附件,其安全稳定运行至关重要。为此,常采用在线监测技术对其运行状态进行实时监测。在电网内部,变压器套管在线监测系统已有一定应用。然而,监测数据不仅取决于套管自身绝缘性能,而且受温度、湿度和系统运行电压等环境因素影响,且当前各套管监测厂家推荐的预警策略各异,难以满足应用要求。因此研究适宜的在线监测预警策略至关重要;文中对广东电网在运变压器套管的介损值历史监测数据进行了统计分析。研究发现变压器套管在线监测应用过程中会出现短时性、间歇性的数据异常,异常率接近1%,导致监测系统告警。剔除这些异常数据后,套管介损在线监测数据相对平均值在±15%范围内小幅波动,数据分布近似服从正态关系,进而提出在线监测时介损值相对变化应小于30%的新预警策略,优化了原有的预警策略,新的预警策略适应了不同类型变压器套管的出厂值差异,适用性更强。     

基于模糊聚类和模糊推理的电网连锁故障预警方法

在连锁故障研究过程中,对其可能给电网带来的风险进行预警可以引导运行人员实现科学决策,从而避免大面积停电的发生。为实现连锁故障的预警分级,首先应用模糊C均值聚类及其修正方法对连锁故障概率进行分级,然后将失负荷、低电压和过负荷指标作为输入变量,构建反映电网静态安全水平的故障严重度模糊规则和隶属函数集,应用模糊推理方法对综合严重度等级进行划分,最后将概率和严重度综合,根据最大隶属度原则确定连锁故障风险预警的等级。以IEEE-RTS79系统为算例评估了不同的初始扰动下电网发生连锁故障后的风险水平,并分析了电网运行状态的差异对连锁故障预警等级的影响,验证了算法的合理性和有效性。     

调控一体化在线数据挖掘与风险预警系统

针对当前电网调度中心难以对监控和调度大数据进行全面分析的现状,提出调控一体化下在线数据挖掘和风险预警技术方案,通过关联分析,识别预警指标,实现对电网安全风险的预警。该系统目前已在山东调度中心得到应用,协助调度人员有效地理解海量监测数据中反映的电网运行状态关键信息,实现对电网运行状态的有效感知和调度控制的优化。     

具备VSG特征并网变流器的预同步及主动孤岛判别方法研究

针对具备VSG特征的并网变流器,研究其预同步及主动孤岛判别方法,提出一种基于逐步追踪思想的预同步控制和基于电网电压自扰动的主动孤岛判别方法;预同步控制按照一定步长调节变流器侧输出电压的幅值和相位,进而追踪逼近电网侧电压幅值和相位,当差值在很小范围内时,合闸实现离网到并网的"零"冲击;主动孤岛判别是将电网侧电压幅值以微小步长进行负扰动,扰动后的值作为变流器输出侧电压幅值的参考给定,若电网连接,则扰动基本无影响,若电网断开,因扰动使得电压持续减小,最终判别出孤岛现象。通过MATLAB仿真分析,验证了所提方法的有效性和可行性。     

考虑无功功率的大电网主动解列最优断面搜索策略

主动解列是指当大电网遭受大扰动失去同步时,主动断开一系列线路将电网切割为多个电力孤岛以防止事故进一步扩大的一种控制方式。本文提出一种考虑无功平衡的大电网主动解列最优断面搜索策略。该策略容许在不对电网进行化简的前提下,搜索同时满足电网有功与无功平衡的最优解列断面。并通过对华中电网算例仿真及波兰电网算例验证该策略的有效性以及正确性。     

输电网线电磁扰动定位与认知研究

针对现代电网智能化、自适应化的需求,提出一种输电线电磁扰动定位与认知的理论方法,并给出了适于分析电网中电磁扰动类型的等效电路还原法。提出了电力网电磁扰动"电磁纹"的概念,并建议在进行大量统计分析的基础上做成电力线上的电磁扰动波形认知库。该方法的最终目标是要为输电线赋予智能,使电力输电线具有一定的感知能力,使之不但具有"血管"功能,还具有"神经"功能。     

基于仿真大数据的电网智能型超前安全预警技术

电网安全预警是保证电网安全稳定运行的重要手段。首先介绍了"分析型"电网安全预警技术的现状,并简要分析了目前遇到的问题。接着提出了基于仿真大数据的"智能型"电网超前安全预警技术,分析了将纯"模型驱动"模式变革为"模型-数据混合驱动"模式的可行性与优越性。该技术在广东电网的初步应用效果良好。     

浅析智能电网中的电力大数据应用

随着大数据技术的蓬勃发展和电力系统智能化程度的不断提升,必须注重电力大数据的收集和处理,以探索电力大数据背后的潜在价值。阐述了电力大数据的特点与应用技术,以综合服务平台和智能化产品研发支撑平台为例,分析了电力大数据现阶段的应用情况,并指出电力大数据在电网状态监测、电网损耗监测、电网安全稳定分析及智能预警方面有广阔的应用前景。     

基于电能质量装置数据和改进克隆选择算法的电力动态负荷建模

电力负荷具有随机性、非线性、时变性和分散性等特点,且电网自然扰动提供有效数据不足,使得负荷建模难度很大。为了解决这一难题,利用广东电网电能质量监测管理系统后台数据库的大量非对称扰动数据进行负荷建模。采用BPA中三阶感应电动机并联ZIP负荷模型和改进的克隆选择算法,通过自适应调整高斯变异和定向进化机制来提高多维函数的全局寻优能力和辨识效率。基于实测数据的负荷建模结果表明,所提出的算法对提高辨识精度和克服模型参数的分散性具有显著作用,能够满足实际工程的应用需要。     

基于云技术的实时气象数据接入及其在宁夏电网中的共享应用

气象数据对电网规划、电网建设、电网检修、负荷预测等业务开展具有重要作用,将存储于气象云的海量气象数据接入电力内网,并在此基础上开展气象数据与电网运行数据的挖掘应用是促进电网企业数字化转型发展的迫切需要,通过研究穿过电力端隔离装置实现气象信息实时接入技术,提出气象数据接入及其在各电力业务系统中共享的技术路径和实现模型,同时给出气象信息、地理信息、电网设备相结合进行关联分析的典型应用案例。应用结果表明,实时气象数据的接入及共享应用能够有效提升电网安全运行水平和精细化管理能力,可提供精准的气象预警。     

基于广域测量系统的电网扰动在线监视和评估

合理的运行方式和及时有效的事故处理是提升电网安全的重要保障。文中从改进电网运行方式、提高调度实时监控能力出发,提出了基于广域测量系统(WAMS)的电网扰动监视、分析、评估、存储和离线研究的整体框架,并就相量测量单元(PMU)数据在电网扰动监视中的应用进行了比较分析。电网扰动时,不仅需要对扰动事件自身的性质进行分析,还需要对扰动后电网运行方式的变化、电网潮流和安全裕度的变化进行分析,并对扰动过程中机组调频等二次设备的动作响应行为进行评价,以期改进电网运行方式。对电网扰动过程信息进行集中式存储管理,则有助于方式离线研究和事故反演。     

广西电网电能质量智能监测分析系统建设与应用

目前电能质量监测装置的类型众多,存在数据存储格式不统一,在线监测数据无法共享利用等诸多问题.广西电网公司建立了电能质量智能监测分析系统,实现了对电能质量监测数据的统一管理,为数据的共享和应用提供了一个通用平台.介绍了广西电网电能质量智能监测分析系统的建设与应用情况,利用系统对110 kV甘祥变电站电能质量状况进行分析,并就如何提高监测系统运行可靠性提出了相关建议.     

基于WAMS的电网扰动识别方法

电网规模的不断扩大带来了潜在的安全问题。为保证电网安全可靠运行,运行人员需要及时掌握电网扰动情况,并采取适当的控制措施。近年来,基于全球定位系统（GPS）技术构建的广域测量系统（WAMS）能够实时地将全网同步测量信息传送至调度中心,使全网动态监测成为可能。文中提出了基于WAMS的电网扰动检测和识别方法,以便根据不同的扰动类型快速确定相应的控制措施,抑制其对系统的影响。首先,从理论上对电网中常见扰动（短路、切机和切负荷）的特征进行了分析;在此基础上,应用模式识别的思想,初步探讨了借助于电力系统中同步相量测量单元（PMU）实时量测量所反映的特征进行扰动识别的方法与实现步骤;最后,通过华北电网扰动仿真进一步明确扰动的特征,验证了理论分析的正确性和利用所提出的方法区分电网扰动的有效性。     

风电并网暂态电能质量扰动的检测与识别

风能的随机性、间歇性和波动性等特性使得电力系统的电能质量在风电并网运行时受到了十分复杂的影响,因此针对风电并网运行中的暂态电能质量问题,文中提出了一种基于db4小波变换和有效值法的新方法对暂态电能质量扰动进行检测与识别,并通过详尽的理论分析和Matlab仿真对该方法进行了验证。研究结果表明该方法能有效地完成对暂态电能质量扰动的检测与识别,为检测与识别电力系统在风电并网运行时的暂态电能质量扰动提供了一种切实可行的新方法。     

Power system disturbance patterns

Power system disturbances (e.g. surges) may or may not affect the performance of sensitive electronic and electrical equipment. When the performance of a utility's customer's sensitive equipment is significantly affected by alleged power supply disturbances, then the utilities may become involved in a complex process of detecting the possible patterns of the occurrences of these disturbances which may identify the origins of the power supply anomalies affecting the customer's electronic equipment. The activities, involving the utility and its customers, directed at mitigating the impact of power system disturbances on sensitive electronic equipment are discussed. The importance is stressed of having an adequate knowledge of the utility and its customer's electrical power system configurations and their operational activities prior to initiating a monitoring scheme to detect power supply anomalies. The disturbance patterns in a power supply system monitored continuously at a single site over a two-year period are presented, and the problems that might evolve from short-term site monitoring are discussed     

一种基于分层分析系统的电能质量扰动分类方法

建立了电能质量监测和分析系统,对改善电能质量、避免设备损坏和电力系统故障有重要的作用.提出了一种基于分层分析系统的电能质量扰动分析算法,来提高电能质量扰动分类的准确性及对噪声的适应性.采用多种信号处理算法方法,萃取能反映信号扰动参数的特征并逐层进行分析,最后综合判定信号的扰动类型.在不同噪声水平的情况下,通过对6种常见的单一电能质量扰动信号和4种复合扰动信号的仿真,验证了该方法的有效性和准确性.     

Power system disturbance identification from recorded dynamic data at the Northfield substation

For a power industry undergoing deregulation, the growing number of power marketers and independent power generators increases the variability of power flow patterns in an interconnected power system, thereby making the prediction of critical operating conditions and limits more demanding. Consequently, transmission system operators need new tools to understand the effects of disturbances. Among these needs are tools to classify and identify disturbances as they occur on the power system. In this paper, power system disturbance data from the Northfield substation dynamic recording device in the US New England power system are analyzed and their features extracted. Then a classification method is used to identify the disturbance. Events with multiple disturbances are also addressed. A MATLAB-based software, called ‘Event Analyzer’, has been developed for the disturbance identification.     

面向电网安全稳定的发电设备远程监测与诊断平台

将发电企业的设备运行信息实时传输到电力科学研究单位的技术中心,可以及时组织专家力量开展发电设备的远程监测和诊断分析。提出了集团级发电设备远程监测与诊断平台建设的总体技术方案,系统功能包括数据集成、在线监测及诊断分析3个层次,通过加密和压缩实现了远程海量数据的传输,基于SOA标准搭建了分层构件化及应用模块化的系统架构,采用统一信息建模技术和数据适配接口解决了异构大数据的利用,并通过基于设备工作机理的软测量及诊断技术,以及实时数据智能挖掘技术等,实现了锅炉、汽轮机、发电机等设备的远程监测与诊断。示范工程应用表明：提出的总体技术方案和系统架构正确合理,有助于提高发电设备运行的安全性和稳定性。     

Application of Abrupt Change Detection in Power Systems Disturbance Analysis and Relay Performance Monitoring

This paper describes the application of the abrupt change detection technologies to detect the abrupt changes in the signals recorded during disturbances in the electrical power network of South Africa for disturbance analysis and relay performance monitoring. The aim is to estimate the time instants of the changes in the signal model parameters during the prefault condition, after initiation of fault, after the circuit-breaker opening and autoreclosure, etc. After these event-specific segmentations, the synchronization of the different digital fault recorder recordings are done based on the fault inception timings. The synchronized signals are segmented again. This synchronized segmentation is the first step toward automatic disturbance recognition, facilitating further complex feature vector analysis and pattern recognition. Besides, the synchronized, segmented recordings can be directly used to analyze certain kinds of disturbances and monitor the relay performance. This paper presents many practical examples from the power network in South Africa     

电能质量扰动及其在线监测装置的设计

电能质量在线监测是获取电能质量信息的唯一途径。在引入电能质量基本概念基础上,对电能质量扰动类别进行了阐述;针对电能质量扰动的基本特征,提出了一种集中分布式的电能质量扰动在线监测系统方案,并对系统核心部件——电能质量在线监测装置进行了设计和开发。