基于HST模型的变压器寿命评估和优化检修系统开发

电力变压器目前广泛采用的检修方式是定期检修,正确评估运行中变压器的可靠性水平是状态检修成功与否的关键,基于此,开发基于热点温度(Hot Spot Temperature,HST)的变压器寿命评估和优化检修模型,该模型中,以阿列纽斯的反应速率理论和威布尔分布为理论基础,描述变压器的老化过程,目的是为了求解变压器失效率λ,并通过指数形式的方程组来计算HST,即通过分别求解顶层油温相对于环境温度的温升,绕组HST相对于变压器顶部油温的增量和滞后的环境温度,从而得到绕组的HST(为前述三者之和)。同时基于该模型,开发基于Java语言和My SQL数据库的软件分析系统,该系统优化变压器检修流程,在软件系统中对热点区进行统计分析得到相应的诊断结果,同时提供了丰富的变压器检修分析模块及界面,可有效减少检修次数,提高变压器利用系数,提高设备的可靠性。     

一种节电潜力在线自动检测和 快速能源审计智能系统的设计与实现

以国家实施"十二五"节能减排为背景,针对不同类型大用户进行有效的节能诊断和能源审计为目的,提出了硬件和软件结合的快速能源审计方法,设计了基于双AVR单片机的低端节能诊断仪和基于DSP2812的中端节能诊断仪。并结合电能质量国标和节能减排规则,开发配套节能审计软件,构成一个完整的节能诊断和快速能源审计智能系统。利用硬件设备监测记录用户耗能情况,提供基础数据支持,利用软件系统对数据进行深入诊断分析,针对大用户不同类型用电设备实施电能质量在线监测、节能潜力分析和快速能源审计。对系统硬件和软件设计思路进行了介绍,并通过现场试验验证了其可行性,证明可实现大用户节电潜力在线自动检测和快速能源审计自动化的目标。表明该系统具有智能化强、成本低、可靠性高、易推广等特点,可大大提高能源审计工作的效率、信息化程度和自动化程度。     

能源互联网接入设备关键技术探讨

作为能源系统与信息系统信息-物理深度融合的庞大网络,能源互联网"开放共享"的特征对用户侧能源的接入、控制和传输提出了挑战。针对能源互联网背景下用户侧综合能源管理问题,首先提出了能源互联网接入设备的概念,指明了其区别于能源路由器的特征,并从规划调度、运行管理和能源服务3个维度详细介绍了能源互联网接入设备的应用领域。然后,重点介绍了设备特征识别、需求响应、区块链、大数据、综合能源管理和电力市场等6项关键技术,并深入阐述了能源互联网接入设备与这些关键技术的紧密联系。最后,简要介绍了能源互联网接入设备的实施方案和未来挑战,以期为未来能源互联网下用户设备高效便捷入网提供一些借鉴和参考。     

基于多频超声波技术的变压器油参数检测方法

为准确检测变压器油状态,针对变压器油参数,给出基于多频超声波检测技术的变压器油检测方法。开发相应的硬件检测装置和上位机分析软件。硬件部分可利用多频超声波技术,在1 s内,将大量不同频率的超声波新信号聚集在一个扫描测量频率,进行数以百计的扫描,从而在很短的时间内完成变压器状态诊断。给出了系统的设计原理和主功能单元设计,主功能单元包括发射部分和接收部分。其次,阐述了多元统法的计算原理。基于此,上位机软件可对携带有变压器油参数信息的超声波参数进行统计和分析,以提取其特征量,进一步建立起变压器油运行状态与超声波特征量的关联,进而判断变压器的运行状态。实验检测表明该系统可在线实时检测微水含量、击穿电压(BDV)、活性水等变压器油参数,解决了传统检测装置检测步骤繁琐、不能在线检测等问题,提高检测灵敏性,降低检测成本。     

基于动态修正技术的电力变压器可靠性评估模型研究

选取变压器油纸绝缘系统作为评估的对象,取热点温度(HST)为核心点,结合Weibull分布和Arrhenius反应定律,建立基于HST的变压器老化故障模型,该模型用于描述变压器的老化过程,目的是计算绕组HST并求解变压器油纸绝缘系统的故障率。然后,基于电力变压器油中溶解气体分析(DGA)数据,结合灰色理论对模型进行修正,确保评估值能很好地跟踪并反映变压器的实际可靠性水平。最后,以江门供电局数据作为实例分析,验证了所建立模型的有效性,通过分析可知该模型能够很好地跟踪变压器的运行状态。     

基于PSCAD/EMTDC的配网检修线路临时挂接地线仿真模型研究

针对10 kV配网线路改造检修工作,存在漏、拆接地线情况,可能导致恶性“带地线合闸”事故发生,研究基于信号注入的检修线路临时挂接地线检测方法。根据配网特点,搭建适合地区电网变电站和输电线路的电磁暂态仿真模型,模拟线路检修时挂接地线的物理环境。结合PSCAD/EMTDC模型,验证检测方案的合理性,并分析配网各因素对检测精度的影响,主要包括:不同注入信号频率、变压器接入、线路分支较多、同杆并架和大地电阻等。基于仿真分析,提出一种基于电流分流原理的检测方案。仿真表明实际情况与理论符合,可有效检测三相接地、两相接地和单相接地情况,具有较好的实用性,对于10 kV配网线路检修工作,具有一定参考意义。     

用电负荷指纹管理的层次化系统设计

具备负荷特征识别功能的监控系统对实现电力需求侧的自主式、智能化管理至关重要。为解决非侵入式检测技术仅局限于既定设备的问题,促进各类用电设备的主动识别,以支撑自动需求侧管理体系下用电行为分析、用电优化控制功能。本文定义了基于家用电器运行特性的“负荷指纹”及其构成,并以信息物理融合系统为基础,提出负荷指纹管理的层次化技术架构,包括本地及云端两层用电负荷指纹管理平台。最后研制插座式智能采集终端、具备多通信技术的智能交互集中器,可为该技术架构的实现提供坚实的硬件支撑。     

适合多元用户互动的信息—物理融合能源USB系统

能源互联网接入设备是用能设施接入能源互联网的媒介。文中阐述了适用于多元用户互动的能源互联网接入设备的基本概念和特征,并基于计算机领域"通用串行总线(USB)"的理念,研发了信息—物理融合的能源互联网接入设备,即能源USB系统(EUSBS)。首先,阐述了EUSBS的信息—物理融合内涵和功能,并设计了总体架构和应用拓扑结构。基于此,对其软硬件系统进行研发,重点介绍了其中的硬件架构搭建、五类主要能源USB装置研发和实验测试。软件研发则简要介绍了其总体架构和主要功能模块。此外,以某商业楼宇为对象,通过安装EUSBS和配置分布式设备,对其进行了能量管理分析,初步验证了EUSBS可对接入设备进行实时监测和协调控制,实现了能量流和信息流的双重流通。最后,对EUSBS未来应用进行了展望。     

信息–物理–社会融合的智慧能源调度机器人及其知识自动化:框架、技术与挑战

着眼于能源5.0前瞻性基础理论,重点研究基于信息–物理–社会融合系统(cyber-physical-social systems,CPSS)的智慧能源调度机器人(robot of energy control,Robo EC)群体及其知识自动化的关键理论方法。包括:构建面向下一代能源电力系统的平行CPSS理想框架及工程可行性框架体系;提出基于数据驱动及自校正引导方法的新型高精度镜像计算实验方法,实现镜像系统对真实物理系统的趋优引导;研究面向未来能源电力系统集中/分散调度模式下的知识自动化流程和平行机器学习方法,实现Robo EC群体的知识自我探索和群体智慧水平的自动提升;探讨平行系统与真实系统的交互协调收敛数学机理及实现CPSS大闭环的系统化设计方法,获得能源、信息、社会三者的深度融合方法和系统化工程设计方法。在后续研究过程中,不断完善基于平行CPSS架构的Robo EC研究平台,并提出可最终尝试将Robo EC投入到小规模实际工程进行运行测试。最后,分析了其面临的挑战,为中国在"能源4.0"到"能源5.0"的技术发展之路上先行一步提供借鉴和思考。     

开放电力市场环境下多群体非对称演化博弈的均衡稳定性典型场景分析

该文讨论了能源互联网背景下日益复杂的开放电力市场(electricitymarket,EM)中典型场景下的多群体非对称演化博弈(asymmetricevolutionarygame,AEG)的均衡稳定性问题。基于复制者动态和李雅普诺夫稳定性理论,首先,以发电侧EM中两类企业参与电价竞价为例,讨论了较为简单的同方两群体AEG的均衡稳定性(渐进稳定性)。进一步地,将其扩展到由电网企业、新增供电实体和电力消费用户等不同群体参与EM电价交易的三方AEG中来,讨论了该系统在不同博弈态势下的均衡稳定性及其影响因素,同时给出了电网企业群体完整的动力学行为特性分析。最后,以新能源发电企业、传统化石能源发电企业和电网企业组成"新体–旧体–电网"三方参与EM新能源消纳为场景进行了实际应用分析,验证了该文对EM典型场景下多群体AEG的均衡稳定性分析的有效性和实用性。