输配电线路运行故障及对策

输配电线路出现故障时,光伏侧的故障暂态表现跟系统侧完全不同,影响传统工频量保护动作的可靠性。为使保护动作更加可靠,分析了光伏侧短路电流特征,得到了光伏侧短路电流各阶段的近似表达式,并对其功率控制暂态阶段的变化特征进行分析。结果发现其暂态电流是一个非旋转量,与系统侧的波形特征完全不一样。在此特性基础上,提出了一种纵联保护方法。仿真发现所提方案在各类故障和不一样的过渡电阻下动作均十分可靠,有望增强光伏并网输配电线路的安全性能。     

基于轨迹的最优潮流问题可行域计算方法

可行域对最优潮流问题求解具有至关重要的作用,然而如何构造最优潮流问题的可行域是一个具有挑战性的问题。本文基于一种非线性动力学系统提出了一种可行域计算方法。在指定空间中,该方法从已知可行解出发不断寻找其周围位置上的可行解,直到全部等间隔的可行解被找到,从而实现可行域的计算。利用所提出方法,本文研究了一个9节点及一个118节点系统的可行域。通过观察,得到了最优潮流问题在中载条件下最好解的启发性结论,并验证了可行域在较大规模算例中的非凸性。     

电压暂降期间工业园区分布式风机转子电流动态响应及其灵敏度分析

工业园区配置分布式风机是优化园区电源结构、节能减排的重要措施。并网点电压暂降期间,工业园区的风机响应特性对园区电能质量呈负面影响。为提高风机低电压穿越能力,首先需定量揭示低电压过程中转子电流暂态特性及影响因素,找到影响低电压穿越能力的薄弱环节。在研究双馈感应发电机低电压过程中的暂态特性的基础上,建立双馈感应发电机暂态转子电流详细模型,将低电压穿越能力的影响因素按电机的结构参数和状态参数两类分别研究影响程度,通过轨迹灵敏度分析,定量揭示各因素的影响程度,为提高园区风力发电机低电压穿越能力提供理论支撑。     

电力系统并行恢复分区新模型及算法

制定合理的电网并行恢复分区方案可以有效缩短系统恢复时间,而如何构建更为有效的分区模型及算法是该问题的关键。提出了电网并行恢复的分区新模型及快速求解算法。首先根据系统恢复的实际过程,构建了完善的系统并行恢复最优分区新模型;进而,为了克服大型混合整数非线性规划问题求解的困难,提出了分步求解策略:先基于电气距离对待启动机组进行划分和调整;再基于电气距离和潮流追踪算法的负荷分区和调整。所构建的模型相对比较完整,所提算法计算性能好且易于实现,而有望用于工程实际。不同规模算例验证了所提模型及算法的有效性和正确性。     

光伏并网下配电网单向功率潮流安全监测方法

针对传统的光伏并网下配电网单向功率潮流安全监测方法监测时间过长这一问题,研究了一种新的光伏并网下配电网单向功率潮流安全监测方法。通过建立太阳辐射模型并结合光伏出力计算出光伏并网下的配电网中是否存在威胁因子,利用潮流分析法分析配电网单向功率潮流安全监测的威胁因子威胁程度,建立威胁分析体系,当威胁因子威胁程度极高,配电网会立刻发出报警,并将监测结果记录下来。通过对比实验验证监测方法有效性,结果表明,给出的光伏并网下配电网单向功率潮流安全监测方法能够在短时间内精准地监测出配电网内部的危险因子,且稳定性强。     

工控运维中基于语义分析的智能电网控制攻击防御

为了降低控制相关攻击对智能电网的威胁,在数据采集与监视控制（supervisory control and data acquisition,SCADA）系统中,提出一种语义分析框架,利用智能电网的信息和物理工控设备,检测控制相关攻击。首先,对控制网络进行监控,识别控制命令,并从网络提取出与控制命令相关的语义和更新的测量值,并评估命令的物理后果;然后,采用自适应通用潮流分析算法,从控制命令提取出语义信息,并调整参数。在IEEE24节点、28节点和38节点系统以及一个2 730节点系统上进行实验,结果表明：与交流潮流相比,所提算法将24节点和38节点系统的检测延迟均降低了约50%,将2 730节点系统检测延迟降低了66%,平均漏警率为0.01%,最差情况下误警率为0.78%。     

大型汽轮发电机组的扭振快速保护

串补电容可能引发次同步暂态扭矩放大,极端情况下在0.5 s内导致汽轮发电机组大轴损伤,常规扭应力保护来不及保护。提出一种快速保护方法,该方法将电流或有功功率的工频变化量越限作为启动判据,波动转速幅值越限作为动作判据。针对XM地区M电厂的机组,选取12个算例进行时域仿真分析,结果表明,波动转速幅值与扭振幅值有较好的一致性,近似成正比;在仿真的转速中叠加现场实测的转速噪声信号,对保护算法及保护逻辑进行验证,结果表明扭振较轻时保护不动作,扭振较重时保护快速动作,最恶劣工况下暂态扭矩放大导致的疲劳值可降低至15 %以下。需注意机组脱网之后仍存在扭振的影响,保护定值应有足够裕度。     

考虑系统故障响应轨迹的交直流混联电力系统暂态能量计算方法

为提升直接法分析交直流混联电力系统暂态稳定的准确性,提出了一种考虑系统近似轨迹的交直流混联电力系统暂态能量计算方法。通过对交直流混联电力系统等值模型仿真得到系统近似故障响应轨迹,根据系统轨迹上直流端口电压、相角以及直流电流的取值确定直流端口传输功率,进而沿系统轨迹对直流端口功率进行积分,计算直流系统势能,提升了交直流混联电力系统暂态能量计算结果的准确性。分别运用所提方法和不计系统响应轨迹的能量函数计算方法对交直流混联电力系统测试算例进行分析,并与PSD-BPA时域仿真结果对比,验证了所提方法的优越性。     

适用于含新能源逆变电源网络的全时域短路电流计算方法

含新能源逆变电源在故障后无恒定电动势,因而传统交流网络短路电流计算所用的内电动势-阻抗方法不再适用。为解决该问题,提出了一种包含新能源逆变电源故障稳态和暂态2种时间尺度下的全时域短路电流计算方法。故障稳态计算中结合逆变电源的控制策略,将逆变电源视为非线性电流源,充分反映了逆变电源短路后的故障特性。故障暂态计算中基于稳态短路电流结果,利用由控制系统推演出的暂态微分方程,求解出暂态过程中的电流表达式。最后将计算值和仿真结果、录波结果进行对比,验证了该方法的可行性。     

基于ARIMA的矿山电网故障暂态行波波头辨识及故障测距

由于矿山电网含有大量的整流设备及非线性负载,运行时含有稳定的高次谐波分量和高频噪声,同时矿山电网多为短距离线路,故障后产生的暂态信号与原有高次谐波混叠严重,给行波故障测距带来了极大的困难。通过分析矿山电网故障行波的时域特征,提出基于整合移动平均自回归模型(ARIMA)对行波波头到达前的高频周期信号进行预测,并结合波头到达时刻的真实波形得到波形残差,同时对残差进行平稳性校验,通过行波波头到达时刻前后残差平稳性的不同确定准确的波头到达时刻,进而实现行波故障测距。利用低压电缆网络仿真实现矿山电网故障,仿真结果表明:与小波变换与经验模态分解相比,所提方法能够准确辨识行波波头,且不易受故障状况和噪声的影响,能有效提升行波可行性及精度,尤其适用于含有整流设备及非线性负载矿山电网故障测距。