环网下电力线载波通信信道特性的影响因素分析

智能配电网除传统的树状拓扑结构外,还将出现环网、格状网等结构。建立具有这些特殊拓扑配电网的电力线信道模型并进行信道特性影响因素的分析是在智能配电网中应用电力线载波通信技术的必要前提和重要依据。首先提出了对不同网络拓扑具有通用性的基于信息节点的信道建模方法,在此基础上通过仿真分析了主干长度、分支长度、负载阻抗和分支个数等因素对环网拓扑下信道传输特性的影响规律,重点分析了这些影响因素对信号衰减的影响。通过实验验证了所得结果的正确性和有效性。所提出的分析方法和所得结论为设计智能配电网电力线载波通信的调制方法提供了必要的理论基础和技术手段。     

电力线载波通信信道特性的影响因素分析

电力线信道模型的建立和信道特性影响因素分析是电力线上实现高速数据传输的理论基础。利用基于信息节点的建模方法建立了电力线载波通信信道传输特性的数学模型,在此基础上分析了信号源到接收源之间主干线长度、分支线路长度、支路负载阻抗和分支数量等因素对信道传输特性的影响规律,重点分析了这些影响因素对信号衰减幅值的影响。分析发现在信号衰减峰处,线路输入阻抗均基本保持为一个固定值。得出的结论为设计电力线载波通信的调制方法提供了必要的基础和依据。     

电力线载波通信信道特性的影响因素分析

电力线信道模型的建立和信道特性影响因素分析是电力线上实现高速数据传输的理论基础。利用基于信息节点的建模方法建立了电力线载波通信信道传输特性的数学模型,在此基础上分析了信号源到接收源之间主干线长度、分支线路长度、支路负载阻抗和分支数量等因素对信道传输特性的影响规律,重点分析了这些影响因素对信号衰减幅值的影响。分析发现在信号衰减峰处,线路输入阻抗均基本保持为一个固定值。得出的结论为设计电力线载波通信的调制方法提供了必要的基础和依据。     

环网供电系统电力线载波通信信道特性分析

为提高供电的可靠性,现代中压配电系统中将越来越多地出现环网拓扑结构。首先依据信息节点的信道建模方法,建立了具有环网的某实际配电网络的信道传输模型。然后在此基础上,对其信道传输特性进行了分析,利用仿真计算重点分析了各种因素对电力线载波通信模型的信道传输特性的影响规律。最后通过实验验证了所得结论的正确性和有效性。所使用的研究方法与总结出的相关规律对含有环网结构的配电系统的电力线载波通信调制具有重要意义。     

网络参数对低压宽带电力线信道的影响

在电力线载波信道的研究中,目前有关电网结构对电力线载波性能的影响研究较少,多径效应和频率选择性衰落现象难以从现有模型得到合理解释,也对电力线节点间的通信性能和路径拓扑中继理论支持不足,制约了宽带电力线载波通信性能的提升。针对此,通过使用基于传输线理论的方法对低压电力线通信信道仿真建模,分析了不同网络拓扑结构对频率为2~30MHz的低压宽带电力线信道特性的影响。仿真得到不同电力线长度、分支长度、单节点分支数、分布式分支数和负载阻抗的低压宽带电力线信道频率响应,并通过反傅里叶变换得到对应的信道时域冲激响应。结果表明,电力线信道频率响应中的峰值点和陷波频点的位置和衰减会受到上述网络参数的影响,时域冲激响应也会因此而衰减和失真。本文的研究对于宽带电力线通信技术在能源互联网中的有效应用具有重要意义。     

电力线通信中传输线参数测试与应用

为了研究电力线载波通信信道的特性,有必要对电力线通信中传输线的电气参数进行实际测试和分析。本文基于耦合传输线理论,模拟实际线路分布情况,对某一具体长度的电力线进行测试,理论推导出该长度的传输线在不同频率的电气参数值。通过对实际测量数据与仿真结果的比较,验证了理论计算的正确性。此外,基于传输线模型建立了电力线通信中各分支线路的模型,Pspice仿真结果基本和测试结果一致,为电力线信道模型的建立及其特性的分析与研究奠定了基础。     

低压电力线通信网络特性模型与组网算法

由于低压电力线载波通信网络具有物理拓扑复杂和电力线信道时变的特征,在实际应用中存在着通信可靠性较低的问题。为了提高低压配电网电力线载波通信系统可靠性,在总结前人提高电力线通信可靠性的研究基础上,分析电力线通信网络的拓扑结构和组网模型,并提出组网的优化目标函数;进而提出一种基于信道状态和服务需求的电力线通信组网算法。分析了网络拓扑结构,信道特性和通信误码率、传输延时之间的关系,并提出估算方法。仿真试验结果表明,所提算法可根据信道和通信链路的动态变化以及不同的服务需求而动态地建立并优化电力线通信网络路由,保证通信网络的有效性,为后续的工程应用提供参考。     

低压电力线载波通信传输线参数测试与分析

为给低压配电网电力线载波通信信道估算提供参考依据,有必要对电力线通信传输线的阻抗特性参数进行理论分析和实际测试研究。在简述配电网电力线载波通信传输线理论和传输线方程的基础上,总结了理想均匀传输线理论下和考虑集肤效应的电力线参数模型。使用HP4194阻抗相位增益分析仪对3 1芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套钢带铠装电力电缆线进行实际测试,并根据测试结果使用Matlab计算出单位长度导线的电阻、电感以及两导线间的电容和电导,验证了电力线物理参数模型公式的准确性和其实际可使用性。同时,这些实测参数也为电力线通信信道特性分析和估算提供了一定的参考依据。     

适用于电力线载波通信的同轴电缆建模研究

电力线载波通信技术因其良好的经济性和便利的应用性而成为智能电网通信的重要手段之一。通信网络元件高频模型的建立是电力线载波通信技术研究和应用的基础。首先从同轴电缆的物理结构出发,建立了同轴电缆的一次参数包括单位长度的电容C_0、电感L_0和电阻R_0的高频参数模型;然后利用分布参数理论建立同轴电缆的高频传输参数的模型;最后通过开、短路测试法验证模型的有效性和正确性。同轴电缆高频模型的建立为设计智能配电网中电力线载波通信技术的调制方式,提高电力线载波通信技术的实用化程度提供必要的理论依据和分析方法。     

智能计量设备电力线载波通信测试系统的设计

低压电力线载波通信技术已广泛应用于智能计量设备中,但由于恶劣通信环境严重影响系统的稳定性,有必要建立电力线信道模拟平台,实现对载波通信性能的测试。文章基于对低压电力线信道特性的分析,完成了对电力线负载、衰减和噪声模拟器的原理分析与设计实现,并在此基础上建立了智能计量设备载波通信测试系统。开展低压电力线载波通信性能测试,并对测量数据和结果进行了分析。测试系统的建立为相关设备的载波通信性能评估和选型提供了有效的手段和参考依据。     

考虑传输能力的含分布式电源配电网扩展规划方法

为灵活性资源提供快速、及时调度的网架传输通道,在规划阶段充分考虑网架结构与分布式电源(DG)规划对配电网传输能力的影响,提出考虑网架通道传输能力的配电网扩展规划及DG选址定容双层优化方法.首先建立了线路负荷裕度指标和潮流均衡度指标用以评价配电网传输能力;其次分析了网架通道传输能力的影响因素,在此基础上构建了配电网扩展规划及DG选址定容双层优化模型,保证了规划方案具有良好的经济性和网架通道传输能力,利用嵌套的混合粒子群优化算法进行优化求解;最后将所提规划方法与只考虑经济性规划方法进行了算例验证.仿真结果表明,所提方法不仅没有增加经济费用,而且所得规划方案网架潮流更均衡,线路负荷裕度更高,传输能力更优.     

Optimal energy management for industrialmicrogrids with high-penetrationrenewables

Determination of the output power of wind generators is always associated with some uncertainties due to wind speed and other weather parameters variation, and accurate short-term forecasts are essential for their efficient operation. This can efficiently support transmission and distribution system operators and schedulers to improve the power network control and management. In this paper, we propose a double stage hierarchical adaptive neuro-fuzzy inference system (double-stage hybrid ANFIS) for short-term wind power prediction of a microgrid wind farm in Beijing, China. The approach has two hierarchical stages. The first ANFIS stage employs numerical weather prediction (NWP) meteorological parameters to forecast wind speed at the wind farm exact site and turbine hub height. The second stage models the actual wind speed and power relationships. Then, the predicted next day’s wind speed by the first stage is applied to the second stage to forecast next day’s wind power. The influence of input data dependency on prediction accuracy has also been analyzed by dividing the input data into five subsets. The presented approach has resulted in considerable forecasting accuracy enhancements. The accuracy of the proposed approach is compared with other three forecasting approaches and achieved the best accuracy enhancement than all.     

供电方式对中压配电网技术经济性的影响

为建立计及供电方式影响的中压配电网技术经济性评估方法,比较了10 kV线路与20 kV线路的供电优势,建立了中压配电网供电方式模型和中压配电网规模估算模型,并分析了影响中压主干线总长度及其线损的主要因素。算例结果表明,为提高采用20 kV供电的技术经济性,城市新建区宜选择减小中压配电网输电走廊主干线回路数或主干线运行电流的供电方式。     

考虑负荷时空特性的配电系统运行效率评价方法

针对当前运行效率评价过程对电压质量考虑不足的问题,提出了考虑负荷时空特性的配电系统运行效率评价方法。首先,在明晰配电系统运行效率定义的基础上,从设备利用角度出发构建了配电系统运行效率评价指标体系;其次,挖掘了供电质量、网络结构以及负荷时空特性等因素对配电设备合理负载率的影响机理;最后,在各影响因素分析的基础上提出了配电设备合理负载率计算方法。研究成果对配电系统运行现状进行评价,并为未来配电系统投资规划的重点方向提供参考依据。     

冰灾下考虑多种拓扑特性的电网风险分析

为了建设抗灾能力强的电网,提出了一种冰灾下考虑多种拓扑特性的电网风险评估方法.利用了网状系数、圈长分布指标来反映电网拓扑特性,从而分析拓扑特性对冰灾电网风险的影响,指导电网拓扑规划.重点建立了考虑失负荷价值最小的冰灾风险指标,以及全局性拓扑特性指标,最终提出了降低冰灾风险的拓扑特性.以IEEE30节点网络及改进网络为算例,证明了网状系数大,短圈长路径比例大的网络,受到的冰灾风险更小.     

基于BP神经网络的城网供电可靠性预测方法

传统的供电可靠性评估方法是以准确的配电网结构和多年的元件可靠性历史数据为基础的,难以实现城市复杂配电网远期供电可靠性指标的预测。为此文章提出一种基于BP神经网络的城市电网供电可靠性预测方法,首先找出影响供电可靠性指标的几个主要特征量,包括最大负荷、架空线平均长度、线上平均分段开关台数、线上平均联络开关台数、线路平均配变台数和线路平均配变容量,将这些特征量的历史数据作为输入样本对人工神经网络进行训练,利用训练好的网络就可以预测规划目标年的城市电网供电可靠性指标。对某城市电网的应用结果表明该方法是有效的,所采用的BP神经网络具有较好的收敛性。通过对影响供电可靠性的相关因素进行灵敏度分析还可以获得对供电可靠性指标较敏感的相关特征量,供电企业可以据此制定提高可靠性的相关措施。     

基于供电网格优化划分的中压配电网规划

新电改背景下,精细化规划成为提高电网企业效益的关键,为此提出了一套基于供电网格优化划分的中压配电网规划思路和方法。首先,确定规划区域主干通道布局,确保土地资源预留。然后,在明确网格划分目的和原则的基础上,基于就近选择负荷备供变电站和负荷聚类方法,实现供电网格在全局范围内的优化划分。最后,分别在各供电网格内,基于其供区分类优选接线模式和一、二次建设改造标准,并进行主干线布线规划。对于过渡年网架,为避免重复改造和便于施工,提出了逐片建设改造的原则。提出的方法在全局统筹基础上遵循“技术可行、经济最优”的基本规划理念,将复杂的配电网络全局规划转化为各优化网格内部的局部规划,使得不同规划人员可以得到基本一致的网格优化划分方案,强化了规划的科学性和确定性,为相关导则修编和细化提供参考,已获得实际应用。     

中压配电网无功补偿装置对PLC信道特性的影响分析

分析中压配电网无功补偿装置对PLC信道特性影响规律,为实现PLC在中压配电网中的应用提供必要的理论基础和参考依据。通过对中压配电网现有无功补偿方式及常见补偿装置的分析,指明经配电变压器接入中压配电网的低压集中补偿和用户终端分散补偿的无功装置对中压侧PLC信道特性影响可忽略不计。故在中压配电网PLC信道模型基础上,重点分析变电站集中补偿和杆上无功分散补偿两种方式下,无功补偿装置的数量、补偿容量、补偿位置等因素对载波信号的传输特性和输入阻抗的影响规律。研究结果表明:若无功补偿装置直接接入补偿点,则电压衰减的幅度随着补偿容量、补偿点数量的增加而增大,与补偿位置基本无关;若无功补偿装置经一定长度的电缆接入补偿点,则以上各因素对电压衰落的影响可忽略不计。     

基于匹配识别算法的配电网供电模式选择

基于匹配识别理论,建立基于不同接线模式下配电网供电方案与各个类型地区之间相互匹配的数学模型,分析地区特征及其与之相对应的方案特性,综合考虑各类地区对配电网特性的要求,最终计算得到地区与各类基于不同接线模式下配电网供电方案的匹配值,为地区供电模式的选取提供理论依据。所建数学模型和得到的结论对实际配电网规划有一定的实用价值。