SS4型电力机车计算机仿真模型建立及谐波分析

利用PSCAD仿真软件对韶山Ⅳ型电力机车(SS4)的运动过程建立动态仿真模型,提出了基于傅里叶级数展开方法的谐波电流计算方法。并以AT牵引变电所为算例,带入机车模型进行仿真计算,得出各次谐波电流分量及其谐波含量,并与实测数据进行了比较,结果证明本方法及模型是有效的。     

基于混沌时间序列的变电站设备温度预测

变电站输变线路和设备的温度变化能够反映其老化、负载过高等引起的安全隐患.通过对变电站设备温度数据的非线性分析和预测,实现对设备的有效预警,将避免事故引起的巨大损失.对变电站已测温度数据建立时间序列,利用小数据量法验证变电站设备温度时间序列的混沌特性.研究基于RBF神经网络的混沌时间序列预测并与神经网络预测进行对比,单步预测与多步预测结果均优于神经网络预测.仿真结论证明了基于神经网络的混沌时间序列预测方法的有效性.     

数字化变电站的安装、调试

以富村110kV数字化变电站为例,通过与常规综自站比较,对数字化变电站安装、调试方法进行了探讨和总结。     

基于空间矢量复合判断指标的变电站动力电缆漏电检测算法

为提高变电站长段动力电缆漏电监测水平,提出了一种基于空间矢量复合判据的变电站长段动力电缆漏电检测算法。首先对现有方法中无法检测三相漏电故障的问题进行了分析。然后,引入空间矢量的概念,将剩余电流数据转换为空间矢量圆,提出了剩余电流差流、A相漏电流以及空间矢量圆半径变化率3个漏电状态判断指标。并建立了针对电缆不平衡漏电及三相漏电故障的类型判断机制,实现了对长段动力电缆漏电状态及类型的准确检测。最后,通过仿真及江苏电网某500 kV变电站实际数据对所提方法的有效性与优越性进行验证。结果表明,该方法能够准确实现对不平衡漏电故障、故障演变过程以及三相漏电故障的判断,丰富了电缆漏电故障的诊断信息,有效提高了对变电站漏电问题的分析处理效率。     

基于自监督学习的变电站缺陷检测

为了在使用少量标注样本情况下提升变电站设备缺陷检测精度,提出一种基于自监督模型SimSiam的改进缺陷检测算法.不同于原始SimSiam,改进后的算法无需使用标志性图像(iconic images),如ImageNet数据集,而是直接利用非标志性图像(non-iconic images)如COCO数据集进行对比学习,并在下游的缺陷检测任务上获得可媲美有监督方法的性能.通过在投影层(projection head)和预测层(prediction head)中使用全卷积网络和空间注意力模块来代替MLP,保留高维特征的空间结构及局部信息;同时在计算相似度前先对特征图进行均值池化以得到特征向量,并对特征向量进行归一化以计算欧氏距离,从而改进了自监督对比学习的损失函数.实验结果表明该算法能充分利用非标志性图像进行对比学习,并在只标注少量样本的条件下提升变电站设备缺陷检测的精度,在表计表盘破损、挂空悬浮物、鸟巢、呼吸器硅胶变色及箱门闭合异常等5类缺陷检测任务上mAP达到83.84%.     

基于信息年龄的变电站业务无线接入选择算法

为更好满足变电站中大规模设备接入和高可靠低时延业务传输需求,提出了一种适用于变电站业务的多频异构无线通信网络接入选择算法。首先构造了一个异构无线网络覆盖下的变电站场景模型,综合考虑变电站业务对于可靠性和有效性的需求。其次为有效提升接收到信息的新鲜程度,以平均信息年龄（Average Age of Information,AAoI）作为无线网络接入选择的优化目标函数,提出了基于信息年龄的变电站业务接入选择优化问题。最后利用深度Q学习（Deep Q-Learning,DQN）方法求解该问题,以获得最佳的接入选择方案。通过对应用实例与试验数据的分析可以看出,所提出的接入选择优化理论和算法,可以降低业务传输时的平均信息年龄,提升数据的新鲜程度。     

电化学储能在保底变电站中的配置方案与控制策略

开展保底电网的研究是落实国家能源局关于坚强局部电网规划建设实施方案的重要举措,储能技术的应用可完善严重故障下保底电网按局部电网独立运行的能力。针对这一问题,提出了一种电化学储能在保底变电站中的配置方案与控制策略。首先,探讨了电化学储能在保底变电站中的接入方式,并根据灾害期间的供电负荷发展水平制定了电化学储能的容量配置方案;然后,提出了电流补偿方法、相位补偿方法以及相位预同步方法等,以实现保底变电站在并网转孤网、孤网转并网运行期间的平滑切换,完善了储能系统的抗灾控制策略;最后,以广东沿海某地区电网的保底变电站为例仿真验证了所提方法的有效性。     

新一代智能变电站采控装置

目前智能变电站广泛采用“智能终端+合并单元”过程层设备,但该方式合并单元无法满足“装置内部单一元件的损坏不能造成保护误动作”的基本要求。同时过程层设备间报文大多为一帧模式,一旦报文出现异常往往会导致保护误动。为提高继电保护的可靠性,提出了采集和控制完全双重化的新一代装置架构,探讨电压无缝选择技术、延时可测交换技术、过程层组网、插值算法等关键技术。新一代采控装置大幅提高了智能变电站的可靠性。     

基于B2B-MMC的柔性互联变电站改进型孤岛控制模式

在基于背靠背模块化多电平换流器(back-to-back modular multilevel converter,B2B-MMC)的柔性互联变电站中,当主变压器故障退出运行后,换流器需要从功率传输模式切换到孤岛控制模式。该过程产生的冲击电压和冲击电流会严重威胁设备运行安全和系统供电可靠性。为此提出了一种改进型孤岛控制模式。在分析MMC桥臂瞬时功率与直流母线电压的运行关系的基础上,将有功功率-直流电压平方分配特性的固定下垂系数与利用虚拟惯量的自适应惯性下垂系数相结合。其中自适应惯性技术是将B2B-MMC系统中直流侧有功功率和交流系统频率进行耦合,通过快速调节下垂系数从而抑制切换过程中的电压冲击、降低峰值电流,提高系统的稳定性。在PSCAD/EMTDC暂态仿真软件中搭建了基于B2B-MMC的柔性互联变电站模型,分析了所提方法在换流器切换过程中的响应特性,其结果验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于PTP报文的智能变电站IEEE1588交换机测试技术研究

针对智能变电站的交换机中本地时钟波动导致的时间同步系统可靠性差的问题,提出基于IEEE1588精确时钟协议（PTP）同步报文的交换机测试方法,并研发了手持式IEEE1588交换机测试仪。首先,通过协议报文获取报文时间戳、交换机驻留时间和路径延时时间;然后,计算测试仪与交换机的主从时间偏差值,得到被测交换机的同步误差;最后,通过现场测试证明所研发测试仪对交换机授时的测量和监控精度达到ns级,可满足实际应用需求。