光伏供电在智能变电站状态监测系统中的应用研究

结合国内首个高度集成的智能变电站——朝阳何家220 kV智能变电站的实际情况,设计了一种独立式光伏供电系统,省去了铺设电缆等工作,同时与避雷器绝缘在线监测装置的无线通信方式相协调。经过实验室测试和变电站现场的实际应用检验,证明该独立光伏供电系统能够对负载避雷器绝缘在线监测装置实现24 h不间断供电,保证了绝缘监测装置对避雷器绝缘状态的实时长期监测,有效预防避雷器因绝缘事故造成的损失,同时满足何家智能变电站高度集成的特点。     

72.5kV空气绝缘HGIS关键技术开发

介绍了一种空气绝缘的72.5 k V HGIS设备,对比研究了空气、N2、CO2的绝缘特性,设计开发了72.5 k V单断口真空断路器,研发了HGIS样机,并通过了型式试验。该机无污染气体或温室效应气体排放,使高压开关设备真正实现了环保,符合国家环保要求。     

3U0越限报警信号的可靠来源分析

通过对不同来源的3U0越限报警信号的可靠性、实时性进行对比分析,得出电磁型过电压继电器依旧是产生3U0越限报警信号的最可靠手段,该继电器的3U0电压模拟量输入应取自电压并列屏开口三角试验芯抽出电压的小母线端子排,该3U0电压同时被接入测控装置的专用遥测板,该遥测板的线性采样量程应达到±200 V。对于智能站,测控装置应直接接收电压并列IED装置的GOOSE报文和SMV采样值报文来产生3U0越限报警信号和3U0电压。     

基于GWO-SVM的电压暂降扰动源识别

针对电压暂降扰动事件发生频繁、扰动种类多样,难以有效识别扰动源的实际情况,结合电压暂降扰动信号的时-频特性、灰狼优化算法(GWO)和支持向量机(SVM)分类模型,提出了一种电压暂降扰动源识别新方法。通过S变换对电压暂降扰动信号进行多分辨率时-频分析,从S变换结果矩阵中提取出信号的特征曲线,建立6类电压暂降混合扰动信号的8个特征量。构建GWO-SVM一对余(OVR)分类器,以提取出的特征量作为输入,对扰动源进行分类识别。基于MATLAB/Simulink构建电压暂降模型,经仿真验证分析,该方法可以有效识别电压暂降扰动源,也为电压暂降扰动治理提供必要的技术支撑。     

基于PFIS的继电保护常态特性在线监视与隐性故障诊断

为提高电网继电保护运行管理能力,提出了多种基于PFIS(继电保护故障信息系统)的继电保护装置常态特性在线监视与隐性故障诊断方法。对继电保护运行自检告警信息进行分类实现本体运行状态在线监视;将继电保护装置运行时的配置信息与基准值进行一致性比较实现配置参数在线监视;在线采集继电保护装置模拟量信息采用同源比对法对模拟量准确性进行分析实现模拟量测量隐性故障诊断。辽宁电网PFIS采用上述方法实现了继电保护在线监视与状态评估,系统运行良好,证明了方法的正确性和有效性,具有较高的推广价值。     

大功率直流系统六相磁耦合非隔离型双向DC-DC变流器研究

针对大功率电力电子系统对高效率、高功率密度、高可靠性双向变流器的需求,采用交错并联磁集成技术,深入研究了适用于大功率系统的六相交错型非隔离全耦合双向功率变换器,同时研究了适用于该变换器的、具备多自由度可变耦合度的阵列式对称化六相耦合电感器。首次提出了可实现六通道变换器主电感之间对称化全耦合的磁集成理论;通过对主电感全耦合理论和变换器的工作模态的详述分析,推导了不同占空比区间下静态及动态等效电感,采用归一化的处理方法,给出最佳耦合系数设计准则,并同时给出了通用扩展型阵列式耦合磁件的设计方法;最后通过仿真和实验,对采用非耦合与全耦合电感的变换器进行性能对比测试,证明了理论分析的正确性。六相非隔离磁耦合技术能够降低每个通道的电流应力、增大功率输出容量、降低总电压电流纹波,并同时改善变换器每相电流纹波和动态响应特性,进一步提高功率密度,更适用于大功率直流变换系统。     

配电网运行情况分析及智能运维决策生成研究

为准确高效地掌握配电网运行情况,发现薄弱环节,并制定具有针对性、可行性的精准运维策略,提出了配电网运行情况分析及智能运维决策生成框架与系统。该框架基于现有配电网运行管理系统、生产管理系统(production management system,PMS)等,集成配电网设备台账、运行、故障统计等多方面数据,通过对各级单位的设备、线路等运行情况进行横向、纵向统计分析,直观地展现各单位目前的薄弱环节以及需要重视的环节,清楚地呈现了配电网实际情况与健康程度。同时,基于所分析的数据,生成配电网差异化运维策略预案,并通过预案落实及实践反馈不断优化策略,为今后配电网精准运维管理提供了参考。     

避雷器模型对快速暂态过电压仿真的影响

GIS中,在隔离开关操作时产生的快速暂态过电压（VFT0）下利用EMTP软件对避雷器的模型进行分析,研究各种避雷器模型的优缺点.以国内某550 kV GIS变电站为例,列举了2种操作方式,并对其产生的VFTO进行计算和分析,讨论了在不同避雷器模型下,对其VFTO仿真结果的影响.计算结果表明：正常工作情况下,GIS内部由于隔离开关操作会引起VFTO,不同模型下VFTO计算结果不同;对地电容和非线性电阻模型下,由于模型过于简单,结果误差较大;考虑极化效应和IEEE的模型计算结果较为准确,但仍存在问题,有待进一步研究.     

基于BAS-IGA的含分布式电源配电网故障定位

针对遗传算法解决含分布式电源配电网故障区段定位易早熟收敛的问题,提出了一种基于天牛须搜索算法和改进遗传算法相结合的故障定位方法。该方法首先利用天牛须搜索算法产生高质量的初始种群,其次通过构造遗传算法数学模型、优化3种遗传算子和调节交叉变异概率对遗传算法进行改进,最终经遗传迭代产生最优解,达到精确定位故障区段的目的。以IEEE33节点配电网模型为例,分别针对单重故障、多重故障以及信息畸变情况进行仿真。仿真结果表明,提出的优化算法定位准确率为100%,且收敛速度快、容错性好。     

基于PMU优化部署的电网CPS线下攻击保护

针对电网信息物理系统可能遭受的恶性数据注入攻击以及海量的测控数据和复杂的运行方式,提出了一种线下优化部署相量测量单元（PMU）的保护方案。以线性恶性数据注入攻击模型为例,首先采用行最简形矩阵转换方法建立了一套攻击者为攻击指定数量状态量的最小代价攻击模型。然后,针对最小代价攻击模型,提出了一种有效防御并保证全系统可观的相量测量单元优化部署策略;为使该保护策略能够运用于大型电网,提出了一种分区自治保护方案。最后通过IEEE 9节点、IEEE 14节点和IEEE 30节点系统算例验证了所提线下保护模型的有效性。