基于长短期记忆网络的PMU不良数据检测方法

同步相量测量单元(Phasor Measurement Units, PMUs)因其同步性、快速性和准确性,已成为复杂电力系统状态感知的最有效工具之一。但是,现场的复杂环境导致PMU数据存在数据丢失、数据损坏、同步异常、噪声影响等质量问题,严重影响其在系统中的各类应用,甚至威胁电网安全稳定运行。提出了一种基于长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)网络的PMU不良数据检测方法。首先分析了LSTM在不良数据检测中的优势。然后基于LSTM网络对时间序列选择记忆的特性,构造了一种双层LSTM网络架构,提出了对原始数据的分解重构方法。在此基础上,定义了两种目标函数,以获得不同的误差特征。提出了一种基于决策树的不良数据阈值确定方法,实现了不良数据的有效检测。通过大量仿真与实测数据验证了该方法的可行性和准确性,可提高PMU数据质量,使其更好地应用于电力系统的各个方面。     

基于改进RL模型的串联补偿线路单相接地 故障测距新算法

基于RL模型算法的测距式继电器是我国最早开发成功并获得广泛应用的微机线路保护继电器,但其直接应用在串联电容补偿线路中具有一定的局限性。基于此,针对常见的单相接地故障类型,给出了一种基于改进RL模型的串联补偿线路故障测距算法。该算法考虑了故障过程中MOV动作及串联电容对线路实际阻抗值的影响。与传统的串联补偿线路故障定位方法相比,该算法无需判断串联补偿装置是否在故障回路中,也无需知道串联补偿装置的相关参数和其具体工作状态,就能简单准确地实现串联补偿线路的故障测距。EMTDC/PSCAD和Matlab仿真计算结果表明,所提出的算法能够获得比传统算法更加准确的测距结果。     

基于双端量的串联补偿线路单相接地故障测距算法

针对串联补偿装置位于线路中间的情况,给出了一种基于双端量的串联补偿线路单相接地故障测距方法。该算法计及了故障过程中金属氧化物变阻器(MOV)的动作情况对线路实际阻抗值的影响,在无需知道串联补偿装置的相关参数和其具体工作状态条件下,就能准确地实现串联补偿线路的故障测距。利用EMTDC/PSCAD和MATLAB软件进行了仿真实验,实验结果验证了算法的有效性。     

低压电力线扩频载波通信方案

根据当前我国低压配电网的通信现状，提出了一种采用电力线扩频载波技术的通信网络设计方案，并介绍了电力线扩频载波技术以及线性扫频（chirp）信号。低压电力线扩频载波通信网支持所有配电自动化功能以及用户服务，其设计原则为：规范通信协议；对数据进行封装；采用有效的地址分配。同时，低压电力线扩频载波通信网还具有抗干扰性强、扩充性好以及与上一级通信网互联容易等特点。     

基于WAMS的电力系统机电暂态过程动态状态估计

广域同步测量系统(wide area measurement system, WAMS)作为一种量测手段，不可避免地会存在量测误差和坏数据。如果对WAMS量测数据不进行估计而直接应用，将有可能导致采取错误的控制策略，甚至恶化系统状态，造成严重后果。针对该问题，根据WAMS实测数据，提出了一种电力系统动态过程中发电机状态变量估计的新方法。该方法将发电机转子运动方程与外部网络解耦，进而给出对WAMS实测功角轨迹进行估计的模型，提出了相应的坏数据检测和剔除方法以及整体算法流程。仿真结果表明该方法可以实时提供估计后的发电机状态信息，有效减小WAMS量测数据误差及坏数据的影响，为基于WAMS的各种动态应用与实时控制打下了基础。     

用于抑制SSR的高压大容量低频电流发生器的研究与实现

针对火电厂用于提高机组抑制次同步谐振(SSR)能力的机端阻尼控制器向机组定子注入与扭振模态互补频率的次同步和超同步补偿电流的问题,提出一种应用级联式H桥多电平逆变器实现高压大容量低频电流发生器(HHLCG)的控制系统设计方法。HHLCG存在低频电流与输出的工频电压矢量非同速旋转、解耦困难、直流电压波动较大、电容电压平衡等突出问题,对HHLCG的电压内、外环和电流内环的三环控制方法进行了研究,重点研究了电压环的控制,提出电压闭环控制中对采样直流电压经过平滑处理的方法和占空比微调电容电压平衡控制方法。搭建了基于RTDS的数/模混合仿真平台。仿真及现场试验结果表明所提方法能够准确跟踪低频次同步目标电流的同时,实现直流电压的稳定与均衡控制,且稳态特性好,动态响应快。     

基于容积卡尔曼滤波的发电机动态状态估计

同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)能够对动态过程中同步发电机功角进行直接量测,但随机误差`PMU存在量测误差,从而对应用造成不良后果。提出一种机电暂态过程中发电机动态状态估计新方法。基于发电机四阶动态方程建立了发电机动态状态估计模型;给出了过程噪声误差计算方法;由于动态状态估计模型为非线性,进而提出基于容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter,CKF)的动态状态估计方法,利用球面-径向规则生成Cubature点,通过发电机动态方程对Cubature点进行变换,得到发电机状态量预报值。仿真分析利用某实际大区域电网同时实现了基于CKF和无迹卡尔曼滤波(unscented Kalman filter,UKF)的动态状态估计。对这两种方法的估计性能指标进行对比分析,结果表明CKF法状态估计效果和计算效率均优于UKF法状态估计。     

适用于机电波传播的电网框架结构模型

传统机电波理论将实际电网建模为整个二维空间的连续体模型,将机电波处理为二维平面波。这与实际电力系统情况不完全相符,因此不能真实反映实际电网中机电波传播的特性及现象。为此提出一种全新的由一维均匀参数段按照电网拓扑关系构建的电网框架结构模型。首先分析了实际电网中机电波传播过程的特征,提出电网边界的无反射性、扰动传播距离与地理距离的非一致性以及电网介质的分层特性。在此基础上,将一维链式电网中发电机转动惯量作用域的概念推广到实际电网,提出沿传播路径逐级对称分布转动惯量的等效化处理方法,从而构建了具有分段均匀参数特征的电网空间框架结构模型。进一步采用状态传递矩阵证明了转动惯量等效处理方法的正确性。最后,在PSD-BPA软件中进行IEEE 14节点系统仿真,验证了所建模型与实际电网模型的等效性。     

应用证据理论实现配电网单相接地故障选线保护

提出了一种利用多重故障信息融合选线方法。为实现这一目的，提出了故障测度概念，用来定量评价各线路可能是故障线路的程度。运用DS证据理论实现了多判据信息融合，将多判据选线问题转化为证据推理问题，使选线结果聚焦到各个判据的共同支持点上，选线性能得到极大提高。现场实测故障算例证实了文中方法的正确性。