借鉴IEC 61850功能分层的保护装置的设计

借鉴IEC 61850功能分层结构，将保护装置各功能模块划分为映射的过程层和映射的间隔层，映射层之间采用以太网通信。由于实现了与IEC 61850功能分层类似的结构和相同的通信网络标准，保护装置既能在现有变电站自动化系统下具有较好的性能，又可以通过与IEC 61850各功能层的直接互联运行在IEC 61850标准的变电站自动化系统中。详细阐述了该类保护装置的硬件设计方法和实现形式，并以电容器保护装置为例，初步建立了装置的IEC 61850设备模型。     

电压控制型并网逆变器瞬时功率降阶控制方法

电压控制型并网逆变器由于其特有的优点,如便于孤岛运行、可脱离锁相环、有利于提高电网稳定性等,受到越来越广泛的关注。针对电压控制型并网逆变器瞬时功率控制需求,文中提出了时间常数与功率幅度可自由调节的有功惯量支持控制与下垂控制。所提算法采用前馈与零极点消除的方式,将原有二阶有功控制系统降阶为一阶系统,从而有效改善了功率控制的动态响应,且由于前馈的引入,有效提高了系统的控制自由度,使得功率调节时间与功率-频率调节幅度可独立设计。实验结果表明所提控制方法可以实现具有良好动态性能的惯量支持及下垂控制。     

孤岛微电网分布式P-V协调控制策略

为提升有功功率分配精度和降低线路损耗,研究了一种孤岛微电网分布式有功-电压(P-V)协调控制策略.重点提出了考虑线损系数及节点电压优化量的有功分配因子设计方法,并研究了基于有功分配因子一致原则的功率分配方法.采用分布式稀疏通信网络进行信息交互,利用一致性算法得到二级控制所需的有功分配因子平均估计值和系统平均电压估计值,产生综合电压优化量完成下垂控制优化,实现孤岛微电网分布式P-V协调控制.该策略可有效兼顾线路损耗降低以及有功功率分配精度提升,控制各节点电压在合理范围内,并调节系统平均电压至额定值.最后通过MATLAB/Simulink仿真验证了所提控制策略的有效性.     

抗用电器干扰的电力线长度在线测量方法

在智能低压电网中,用电器干扰是影响电力线长度测量准确率的主要因素。利用信道传递函数,建立了电力线长度在线测量模型,仿真分析了用电器对传递函数相位的影响,结合线性优化技术,提出了一种抗用电器干扰的电力线长度在线测量方法。仿真结果表明,所测量的误差不大于3%。研究成果为提高用电器干扰下电力线网络物理拓扑测量的准确率提供了基础。     

电力系统接地网仿真计算分析系统的设计及实现

为提高接地系统仿真分析及设计的效率,提出并设计了一种以Qt库为基础的接地计算仿真分析系统,能够计算水平分层土壤情况下各种形状接地网的接地电阻,以及故障电流入地时产生的跨步电压,接触电压和地电位升高等物理量。仿真系统由相互独立的数据输入模块、仿真计算分析模块和可视化显示输出模块三部分组成,通过引入观测线、观测面及虚拟围墙的概念,使得软件具有更高的灵活性和易用性。对系统中采用的改进导体切割算法,电阻矩阵的加速算法及跨步电压的计算算法进行了分析介绍。算例分析中,对仿真系统的计算精度进行了对比校核,并对某变电站“凸”字形接地网进行了仿真计算分析,验证了分析系统的有效性和实用性。     

基于无线传感器网络的输电线路在线监测系统

输电线路在线监测系统对保障输电线路的安全运行具有重要意义.根据高压输电线路的布局和监测参数的特点,设计并实现了一种层次型无线传感器网络.子网为ZigBee网络,负责传感器数据的采集;骨干网为基于IEEE 802.11的多跳自组织网络,负责数据的远距离可靠传输.设计了输电线路在线监测系统的无线传感器节点和监测子站,介绍了其软件和硬件结构.进行了无线链接质量测试,得出常对数距离衰减模型与实测数据相符,可以通过接收信号强度指示（RSSI）值判断无线通信质量.     

孤岛模式下基于快速储能投退机制的微电网多源协调控制

针对小型微电网,提出了单刀双掷开关和快速储能等集成安装在微电网公共连接点处的方案.在此基础上,提出微源综合并网控制模型和基于本地信息的自我决策模型(快速储能模型、后备电源模型),实现了响应速度快但容量较小的快速储能与容量较大但响应速度较慢(或需要一定启动时间)的后备电源之间不依赖于通信的多源协调控制.利用PSCAD/EMTDC软件建立了仿真系统,以超级电容(作为快速储能)和微型燃气轮机(作为后备电源)为例对所提控制策略进行了验证,实现了微源在微电网进入孤岛过程中的主动控制及在孤岛运行模式下的自治运行.     

分布式发电对重合器模式馈线自动化的影响

研究了实施重合器模式馈线自动化(FARM)的配电网馈线在接入分布式电源(DG)后发生相间短路故障时自动开关设备的保护配合动作行为.基于馈线上2个自动开关设备间的配合,考虑实际运行中发生故障时DG有可能没有及时退出的情形,针对DG的不同接入方式以及短路故障发生的不同位置,详细分析了FARM系统中典型的重合器-熔断器配合、重合器-分段器配合、重合器-重合分段器配合以及重合器-重合器配合在DG接入后的运行状况.得到了FARM系统中按传统配合方式整定的自动开关设备面对DG接入在短路故障时出现误动、拒动、配合紊乱等情形的内在机理.提出了DG接入后保证FARM系统中自动开关设备保护配合准确的DG容量与接入位置的限制策略.     

数字化变电站通信网络的组建与冗余方案

根据站级网络与过程网络是否联通,提出了独立过程网络和全站唯一网络2种数字化变电站通信网络的组建方案。通过分析各自优缺点,指出独立过程网络目前较易实现,而全站唯一网络可先在规模不大、节点数目较少的新建中低压变电站中尝试,待积累一定组网和运行管理经验后,全站唯一网络将凭借信息高度共享等优势成为数字化变电站通信网络的最终形态。详细分析并比较了各种网络冗余技术在数字化变电站通信网络中的应用方法,包括由交换机实现环网冗余协议、快速生成树协议和链路聚合控制协议,由智能电子设备(IED)实现双网口热备用和双网口独立工作等;最后提出了当前实施网络冗余可能存在的问题。     

电力系统紧急控制多代理信息系统中UCA2.0应用初探

电力系统紧急控制需要信息快速交换,而多代理系统契合了该需要,每一个代理可以是一个智能电子化设备,他们之间的信息交互需要通信的无缝连接.UCA2.0技术的面向对象的建模自描述技术以及基于MMS的通信技术适应了这种发展,对多代理系统的建模和服务进行了初探.针对STATCOM,应用面向对象技术,定义了设备模型、功能模型、数据模型,并且在建模的基础上,探讨了在UCA背景下的Client-Server、Peer-Peer等协议在紧急电压控制中的实现方式和过程,并且通过示例系统进行了信息交换模拟.