考虑配电网电压暂降治理经济性的DVR优化配置方法研究*

针对配电网电压暂降治理的有效性和经济性问题,提出一种动态电压恢复器经济配置的电压暂降治理方法。首先,对DVR不同容量时对应的投资成本进行分析,从而准确计算DVR配置方案的总投资。然后,基于电压暂降凹陷域,结合敏感负荷的中断概率对负荷进行经济损失评估,并根据系统有功损耗计算出总电压暂降经济损失成本。最后,构建了包含DVR装置的投资成本、电压暂降时敏感负荷经济损失和系统有功损耗三种要素的优化模型, 实现DVR的最优容量和接入位置。采用IEEE33节点标准测试系统为例对所提配置方法进行验证,仿真结果证明与传统的DVR就地接入的补偿方法相比,该方法能有效降低配电网电压暂降治理的总经济成本,在保证配电网的运行可靠性的同时提高经济效益。     

基于Larsen推理的电压暂降下工业过程负荷损失率评估方法

明确电压暂降对工业过程的影响程度,是进行暂降损失估计、提供治理方案的前提。考虑了工业过程设备级/过程级的电压暂降耐受能力,提出了一种负荷损失率的评估方法,以量化电压暂降对工业过程造成的危害。首先,为解决过程参数难以获取、精度低的问题,建立了基于物理结构的过程参数等值响应模型。将过程级的非电量过程参数值等效为电压值,以输入电压暂降特征量刻画设备和工业过程的耐受特性。然后,提出了基于Larsen推理的负荷损失率评估方法,以暂降特征量为推理前件、以负荷损失率为推理后件,构建了前件、后件的隶属度函数。实现了基于监测数据的过程负荷损失率的推理评估,减小评估结果对精确信息的依赖性。最后,应用该方法评估海南省某石化企业的电压暂降下负荷损失率,结果表明所提出方法正确且有效。     

考虑经济损失期望的电压暂降分层分级治理方法

电压暂降因其给敏感用户带来的经济损失和社会影响而广受关注。电压暂降的治理涉及到系统、用户、设备3个层次的“责权利”,一直以来在治理上投入产出比不尽人意,尚未形成系统全面的治理体系。本文首先从不同层次分析研究了电压暂降发生、传播、危害的机理及影响因素,提出了一种考虑经济损失期望的敏感负荷分级方法与标准,该方法基于场景法生成电压暂降特征量,结合综合过程免疫时间对敏感负荷经济损失进行分级;其次,从电压暂降事件预防、设备持续运行、损失降低等方面综合对比了各种治理手段,并建立了基于敏感负荷分级的电压暂降治理体系,为配电网运行管理部门与电力用户选择合理经济的降低电压暂降损失的方案与措施提供参考。     

敏感工业过程电压暂降免疫时间评估

近年来,对敏感工业过程进行电压暂降治理的前提是合理评估其电压暂降导致的经济损失,而敏感过程电压暂降免疫时间是评估体系中的关键信息.为提升过程暂降免疫时间评估方法的实用性,提出了响应信息流概念,并基于此提出了一种基于设备免疫力的过程免疫时间评估方法.该方法将暂降敏感工业过程视为一组合系统,依据系统中各部分的功能以及电压暂...     

基于深度神经网络的电压暂降经济损失评估模型

为进一步简化电压暂降经济损失评估流程、提高经济损失预测的适用性和准确度,提出了一种基于深度神经网络(DNN)的电压暂降经济损失评估模型。首先分析了影响电压暂降经济损失的特征因子,分别从电压暂降故障信息、工业过程信息、敏感设备信息和用户基本信息中提取19维特征向量作为DNN预测模型的输入向量,将经济损失结果作为输出,并基于Tensorflow深度学习架构对DNN预测模型进行训练。在此基础上,提出2种数据增强的策略,有效解决了电压暂降样本数据少的窘境,并通过构建4种DNN架构,对比了不同随机失活概率、神经元数量、架构深度对经济损失预测准确度的影响。训练后的DNN模型可以准确提取特征,快速实现收敛并对经济损失进行合理预测。最后,基于我国某大型电子工业企业的电压暂降实际采样数据,对DNN模型进行了训练和性能评估,结果表明了所提方法的有效性。     

负荷侧电压暂降的治理措施与设备

电压暂降是敏感工业用户面临的最普遍电能质量事件,其造成连续性生产中断,产生重大的经济损失及负面影响,近年来电压暂降是电能质量领域的研究热点之一。目前负荷侧的治理措施主要是加装防治设备,本文着重介绍了UPS、EPS、DVR和DC-BANK四种常用负荷侧防治设备的工作原理、特点及适用性,为敏感工业用户提供选择参考。     

电压暂降的工厂级经济损失评估模型研究

电压暂降（含电压短时间中断）等电力扰动都可能造成用户生产中断,给用户带来巨大的经济损失。开展电压暂降经济损失评估为合理投资电能质量治理措施提供坚实的依据,同时可以指导用户制定最佳生产计划。目前国内关于电压暂降经济损失构成及评估方法的研究还较少。针对不同类型的电压暂降,从工厂类用户因电压暂降引起生产中断的特征以及单次电压暂降事件引起的成本构成两个方面进行了详细的分析与讨论,并提出了单个工厂的电压暂降经济损失的评估模型。最后结合本课题组在国内调研的结果,给出了电压暂降经济损失的评估实例,计算结果表明通过分析和量化生产中断的发生次数、严重程度以及成本构成等。该模型可以较好地预估单个用户因电压暂降引起的经济损失。     

电压暂降评估指标(Ⅱ)——设备停运概率指标

电压暂降对敏感设备的影响明显,容易造成敏感设备停运。用户将敏感设备调整至电压暂降发生概率低的进线上,能够有效抑制电压暂降对敏感设备的影响,该方法投资小,实现简单。设备停运概率指标是针对电力用户进行敏感负荷调整提出的评估指标。通过对每回进线电压暂降事件进行统计,获得电压幅值和持续时间的概率分布。结合电压暂降造成设备停运的条件,得出设备在每一回进线下的停运概率指标。通过指标的大小,指导用户将敏感设备连接到指标小的进线上,减小设备停运带来的经济损失。     

园区级-设备级电压暂降协同治理优化方案及其投融资策略

工业用户在生产过程中受电压暂降影响承受着巨大的经济损失,对电压暂降治理有强烈需求。为了经济、高效地治理园区电压暂降问题,提出一种园区级-设备级电压暂降协同治理优化方案及其投融资策略。考虑治理装置技术指标特性,根据用户敏感设备的耐受时间,将敏感设备分组,分别采用园区级和设备级治理;根据敏感设备的耐受电压,对设备级治理再进行分组,实现设备级多级治理。考虑园区级和设备级治理装置的购置、运维、安装等成本,以园区净收益最大为目标,满足分组电压、容量等约束,建立园区级-设备级电压暂降协同治理优化模型。提出一种考虑博弈关系和成本合理分摊的公私合营模式作为投融资策略,明确划分园区管委会、用户的成本分摊比例,实现各参与方投资收益比相等。对西南地区某工业园区进行实例分析,结果表明所提园区级-设备级电压暂降协同治理优化方案经济、可行,可为推动各方参与的电压暂降市场化解决方案提供思路。     

基于电压持续曲线的多次电压暂降严重程度评估方法

为了衡量电压暂降对用电设备的影响和指导电压暂降补偿方案的设计,须评估电压暂降对负荷影响的严重程度。分析了多次电压暂降在时间尺度上的集聚效应,针对用电设备修复时间内的多次非规则电压暂降,将其电压时序曲线转换为电压持续曲线,定义了多次电压暂降的平均越限持续时间差和越限率;对比了多种常规严重度指标的优劣,将电压暂降经历的多个持续时间区间敏感度相叠加,构建更加精细的改进电压暂降严重度指标,与多次电压暂降的电压持续曲线结合,形成多次电压暂降严重度评估方法。某110 k V变电站和IEEE1159.2测试数据的仿真结果验证了所提方法的正确性。     

省级电网电压暂降评估与工业用户潜在供电点优选

针对省级电网大多节点缺乏电压暂降实测数据和评估结果,从而造成工业用户入网缺乏依据的问题,提出了仿真计算省级电网节点电压暂降指标以及优选工业用户潜在供电点的方法.为了更准确地评估节点电压暂降水平,提出了省级电网的仿真计算范围,并考虑了因仿真范围扩大而凸显的不同电压等级线路的故障率和故障类型比例的差异性;考虑10 kV电压等级线路故障,扩展电网调度部门10 kV电压等级线路的BPA模型数据,并实现自动调用BPA并行仿真计算得到电网侧的节点暂降指标;引入暂降关联成本的概念,综合考虑电网侧暂降指标、用户侧负荷暂降耐受力、暂降经济损失以及专线架设费用等因素,优选潜在供电点;通过对某省电网进行实例分析,验证了所提方法能有效避免电压暂降过评估或欠评估问题,为工业用户优选潜在供电点提供参考.     

电压暂降的经济损失评估

从经济性角度出发,分析监测点上电压暂降造成经济损失的主要因素,对电压暂降引起的经济损失进行评估。通过各敏感负荷的组成比率及其电压耐受能力的变化范围,求取综合性敏感负荷的电压耐受曲线。在此基础上,以暂降的剩余电压幅值和持续时间为变量定义了负荷的故障率矩阵、电压暂降频次矩阵和电压暂降经济损失矩阵。引入了质量损失函数评估各类电压暂降的经济损失值,从而建立了电压暂降的经济损失评估方法。通过分析可知,该方法具有方便、快捷、准确的特点,能够有效地评估电压暂降的经济损失水平。     

基于虚拟上下限曲线的电压暂降防治指标

基于敏感设备对电压暂降响应的不确定性,提出了一种针对单一耐受特性的虚拟上下限曲线的电压暂降防治指标。首先根据设备耐受特性的不确定性刻画虚拟上下限曲线,在此基础上建立了基于虚拟上下限曲线的电压暂降严重程度评估模型,直观地呈现对设备的影响情况;然后通过考虑用户治理期望设定阈值建立了补偿成本函数和基于经济效益的收益函数,并定义了电压暂降防治指标。最后实例分析验证了所提方法的有效性与合理性,可用于实际系统的电压暂降评估与治理工作。     

基于过程免疫不确定性的工业用户电压暂降经济损失风险评估

针对现有评估方法难以有效刻画工业过程电压暂降响应特性及暂降事件严重度的缺点,提出了一种基于过程免疫时间及其不确定性的电压暂降经济损失分级评估模型。首先,基于过程免疫时间和设备敏感度不确定性,引入了过程免疫时间不确定性的概念,提出参数越限严重性指标,并结合最大熵理论确定电压暂降引起的过程物理参数越限概率;然后,建立了工业过程故障树分析模型,根据各级事件过程免疫时间特征,将暂降事件后果划分为正常、子过程中断和过程中断3个等级,根据暂降事件后果等级进行损失分级评估,有效地提高了经济损失评估精度。实例分析结果验证了所提模型的正确性和可行性。     

面向现代工业园区的电压暂降综合防治方案

现代工业园区具有用电量大、敏感设备多、电压等级高等特点,为缓减电压暂降对现代工业园区用户造成的巨大经济损失,克服现有治理方案手段单一、成本高以及可实施性差等不足,提出协调采用电网侧和用户侧治理措施、优化配置切换型与补偿型治理设备的电压暂降综合防治方案。首先,对用户侧多个同类型与不同类型暂降治理设备的性能、成本进行分析,建立各治理设备的成本模型;其次,对输配电线路的改造成本分别进行建模,并建立线路改造后园区年度暂降次数模型;最后,建立综合防治后治理方案的最大净现值目标函数,利用粒子群优化算法求解获得园区最优的暂降治理设备配置方案。通过对某现代工业园区进行实例分析,验证了该方案能综合应用各种治理手段,提高园区电压暂降治理的净现值,具有较好的可行性。     

供用电双方满意的电压暂降治理增值服务策略

实现电压暂降治理的市场化,需解决降低治理投资成本和合理制定服务费用两大问题。首先提出一种基于过程免疫时间（process immunity time,PIT）的全过程电压暂降风险量化方法;在此基础上,结合暂降治理服务成本,提出一种考虑最大化去风险的电压暂降治理设备优化配置模型,实现满足用户需求的最优治理服务方案决策。引入满意价格策略,定义供、用电双方的满意度,明确其利益诉求,提出一种基于双方满意的电压暂降治理增值服务定价模型。最后,以中国某化工厂为例,通过实例验证所提方法的正确性和合理性,所提方法有助于电压暂降治理增值服务的推行,进而解决用户的电压暂降问题,缓解供用电双方矛盾,具有较大的实用价值。     

基于非参数估计的电压暂降下敏感设备故障率评估

电压暂降下敏感设备的故障率是电网侧和用户侧开展电压暂降治理的重要参考信息。文中提出一种基于非参数估计的敏感设备故障率评估方法。针对电压暂降的幅值、持续时间和波形点等特征具有独立性,基于非参数估计方法,提出电压暂降特征量的概率密度函数评估方法,从而构建不确定区域内电压耐受曲线拐点位置分布的联合概率密度函数。将不确定性区域受影响情况分为三个区域进行分析,提出基于U-T联合概率密度函数的电压暂降下敏感设备故障率评估模型。搭建PC机的电压耐受能力测试平台,基于测试数据验证所提算法。构建理论仿真模型并接入IEEE标准测试系统仿真,以仿真数据验证所提方法。基于实测数据与仿真数据,与现有算法进行对比,证明了所提方法的正确性和实用性。     

多功能电压暂降治理装备控制策略研究

针对电能质量问题中频繁发生的电压暂降问题，开发了一种用于用户侧电压暂降治理的多功能电压暂降治理装备。基于对系统的建模分析研究了系统在并网与离网补偿状态下的控制算法及电流谐波治理算法；通过分析传统电压暂降检测算法的特点，提出了一种电压暂降混合检测算法，该方法具有检测快速、锁相稳定的优点。基于双向晶闸管及电网电压特性研究了双向晶闸管的快速关断方法。仿真和实验结果表明，该装备能够实现电压暂降在0.2 ms内的迅速检测和工作模式的快速平滑切换，能有效地减小电压暂降问题对敏感负荷的影响，同时该装备还具备无功补偿与负载侧谐波滤除功能，具有效率高、便捷性高等优点。     

面向发射基地的电压暂降影响分析及应对方案

从电压暂降预防和治理两方面探索发射基地面临的电压暂降问题,深入分析发射基地敏感负荷对电压质量的需求,研究发射基地所在电网电压暂降产生机理,确定电压暂降主要原因,并给出相应防治手段.结合现有电压暂降治理措施,初步制定6种电网侧和2种用户侧电压暂降治理方案,并利用所提有效治理率指标筛选出治理效果较好的方案.最后,综合考虑治...     

考虑不确定性的电压暂降不兼容度和影响度评价指标及方法

随着敏感性用电设备的大量使用,电压暂降已经成为最重要的电能质量问题之一。合理、准确评估电压暂降的严重程度和电压暂降对敏感设备造成的影响,不仅能够用来衡量系统供电质量的优劣,而且也是电力市场环境下电能按质论价的前提。为合理、准确地评估电压暂降的严重性,将不确定性表示方法应用于电压暂降严重性评估中。采用云模型描述电压暂降幅值特征和设备电压耐受能力;将正态云模型的期望曲线作为隶属函数,采用模糊安全事件隶属函数方法描述设备受电压暂降影响可能出现的故障状态。建立了一种用云模型表示和计算的电压暂降不兼容度和影响度指标,以反映电压暂降的严重性和对设备造成的影响程度。用配电网电压暂降仿真模型进行仿真分析,给出了评估结果,验证了方法的可行性和合理性。