Fault Location for the NEPTUNE Power System

The objective of the North Eastern Pacific Time-Series Undersea Networked Experiment (NEPTUNE) program is to construct an underwater cabled observatory on the floor of the Pacific Ocean, encompassing the Juan de Fuca Tectonic Plate. The power system associated with the proposed observatory is unlike conventional terrestrial power systems in many ways due to the unique operating conditions of underwater cabled observatories. In the event of a backbone cable fault, the location of the fault must be identified accurately so that a repair ship can be sent to repair the cable. Due to the proposed networked, mesh structure, traditional techniques for cable fault identification can not achieve the desired level of accuracy. In this paper, a system-theoretic method is proposed for identification of the fault location based on the limited data available. The method has been tested with extensive simulations and is being implemented for the field test in Monterey, California. In this study, a lab test is performed for the fault location function     

电网参数辨识与实时拓扑检错系统的开发与应用

针对电网参数和网络拓扑影响电力系统高级应用软件计算结果的两个主要因素,以开关有功潮流估计算法和多断面参数辨识算法为核心,研究开发了电网参数辨识与实时拓扑检错系统,并在福州电网得到了应用。实践证明该系统能有效地提高EMS系统的精度。     

基于拓扑辨识的电力系统运行方式组合方法

准确合理的运行方式组合对电力系统安全运行起着至关重要的作用。随着电网规模的不断扩大,传统运行方式组合方法难以适应现代电力系统复杂的网络结构。文中在对定值影响较大的典型网络拓扑结构的分析基础上,提出了基于拓扑辨识的电力系统运行方式组合方法。算法根据4个判据有针对性地选择对计算结果有较大影响的线路开断。通过算例比较分析了传统方式组合方法和基于拓扑辨识方式组合方法的整定结果,验证了所提方法的有效性。     

基于多源多时空规则的变电站拓扑检错

提出了基于多源多时空规则的变电站拓扑检错方法.利用了变电站多源量测的冗余性优势,提出了元件、间隔、电压等级等多空间尺度的关联性规则和多时间断面的关联性规则,并给出了具体的实现方法.该方法可提高拓扑错误的辨识能力,尤其是提高无模拟量测的刀闸的辨识能力,可为调度中心提供可靠的拓扑结构.仿真算例和现场应用情况均验证了该方法的有效性.     

电力网络拓扑错误辨识的一种新方法

依据面向对象的思想,首先将实际电力网络区分为辐射网和环网：对于辐射网,通过分析开关所在节点向上、下支路的搜索,根据该条支路七相关节点量测的变化情况来确定相应的拓扑结构,这样同时剔除了错误量测时确定拓扑结构的影响。这种方法避免了状态估计中迭代计算存在的各种问题,在辐射网中使用,容错能力强,计算速度快．是比较实用的方法,而且可以进一步推广到环网中应用,进而在实际电力网络的拓扑错误辨识中采用。     

一种启发式舰船电力网络拓扑分析方法

快速有效地跟踪网络拓扑对于实现舰船配电管理自动化至关重要.针对传统拓扑分析方法效率低、耗时多的缺点,提出将广度优先和启发式搜索技术相结合的舰船电力网络拓扑快速跟踪新方法.该方法基于面向对象技术构造了符合舰船电力网络特点的拓扑模型,利用节点和支路模型的双向关联关系描述电网拓扑结构.基于广度优先搜索对初始网络进行遍历,实现了支路类型识别和网络静态分区,并在此基础上,针对不同类支路状态变化,采用启发式规则更新局部网络拓扑,从而实现了电网拓扑的快速跟踪.对典型舰船电力网络的拓扑分析结果表明,该方法具有较好的实时性,相对于传统方法有效率更高.     

拉格朗日乘子法电力系统网络参数错误辨识研究

如何辨识出错误的网络参数是电力系统建模中的一个难题。拉格朗日乘子法是一种有效的网络参数错误辨识算法,然而由于计算效率和应用模式问题,这类方法尚难以实现实际应用。为此,基于现有的拉格朗日乘子网络参数错误辨识方法,给出了采用大权重法或修正牛顿法处理零注入约束时该方法的实现模式;针对传统方法的计算效率问题,提出了一种基于稀疏逆矩阵法的拉格朗日乘子协方差矩阵对角元的高效计算方法,以及直接基于状态估计结果,无需反复进行状态估计和参数估计计算的实现模式。该方法提升了拉格朗日乘子法的计算效率,为这类方法的实际应用提供了条件。     

风力发电系统中大功率变流器的应用

风电系统对中压大功率变流器的需求日益增加,大功率变流器已引起人们极大的兴趣。直接驱动型变速恒频风力发电是一种新型的发电技术,它具有无齿轮箱、机械磨损小、整机效率高,运行维护成本低等优点,在风力发电领域中有着很好的应用前景。为掌握变流器的设计制造技术,推动我国风电事业的发展,首先对直驱型变速恒频风力发电系统基本拓扑结构进行了对比分析,着重介绍了直接驱动型风力发电系统几种大功率变流器拓扑结构,比较了各种拓扑结构的优缺点、技术难点,以及实际应用中存在的问题,并对大功率变流器在风力发电系统应用中的可行性进行了相关分析与探讨,为直驱风力发电系统拓扑结构的选型提供了参考基础。采用的二极管箝位五电平级联H桥拓扑,结合了二极管箝位型多电平和级联H桥多电平的优势,需要较少的箝位二极管和独立直流电源,即可进一步提高输出电压等级,使用移相变压器和12脉波整流器作为输入电路,可以方便地应用在使用多相永磁同步发电机的直驱风电系统中。仿真和实验结果证实了所采用的拓扑及其控制方法的有效性。     

VSC-HVDC大功率拓扑结构研究

针对VSC-HVDC系统在高压大功率应用场合下存在损耗大、直接串联电力电子器件数量巨大并引起可靠性差的问题,在分析现有VSC-HVDC拓扑与大功率化方法的基础上,从降低电力电子器件直接串联数目、器件开关频率和简化主电路拓扑结构3个方面出发,提出了一种大功率多模块式VSC-HVDC拓扑。换流器模块工作在相对较低的开关频率下,因此可以选用高压大电流、低导通损耗而开关频率却相对较低的开关器件如IGCT等。设计了基于该系统模型的控制系统并确定了其控制策略。仿真结果证实了提出的VSC-HVDC拓扑及其控制策略的有效性。     

基于节点注入功率的配电网运行拓扑辨识

配电网安全监控和数据采集系统(DSCADA)采集的遥信数据存在抖动和误动情况,导致基于遥信数据的配电网拓扑信息可靠性不高。通过微型同步相量量测单元(μPMU)多次采样的节点注入功率,构建基于节点注入功率量测的支路电压偏差的方差模型。采用Kruskal算法得到以支路电压偏差的方差为线路权重的最小生成树,实现对配电网拓扑运行结构的辨识。在此基础上,对比分析节点注入功率量测的采样次数以及网络复杂程度对拓扑辨识误差的影响。IEEE 33和IEEE 123节点系统仿真结果表明,该配电网运行拓扑辨识算法具有较好的可靠性和实用性。     

基于关联矩阵化简的电网拓扑辨识新方法

电力网络拓扑分析是电力系统各种分析计算的基础.针对传统矩阵法计算量大,计算速度慢的缺点,提出一种基于矩阵化简的电网拓扑新方法.该方法用节点一支路关联矩阵表述电网的拓扑结构,根据布尔向量的“与”和“或”运算规则以及节点合并原理,对关联矩阵进行修正和化简,以实现电网的拓扑辨识;将母线分析与系统分析的数据及算法进行统一化处理,可通过局部拓扑实现网络状态变化后的快速动态拓扑.通过算例分析,以及该方法在某省实际电网拓扑分析中的应用,验证了所提方法的特点和有效性.与传统矩阵法相比,该方法不需进行复杂的矩阵运算,算法简单,计算量极小,适合于复杂电网的快速拓扑分析.     

松耦合感应能量传输系统中补偿网络的分析

松耦合感应能量传输(Loosely Coupled Inductive Power Transfer,简称LCIPT)技术结合了电磁耦合技术与电力电子技术,实现了电能的无接触传输.由于松耦合感应能量传输系统中初级与次级间存在较大的气隙,且漏感较大,自感和耦合系数低,系统的能量传输能力也低,因此需要采用补偿技术,以实现能量的高效传输.这里利用负载模型,分析并研究了系统的不同补偿拓扑对系统性能的影响.实验证实了理论分析的正确性.     

CIM电网模型的拓扑分析方法

CIM已日渐成为电力系统数据交换的应用标准.在对CIM数据的高级应用中,拓扑分析是最基础的步骤之一,其目的是将以开关/节点模型为基础描述的电力系统网络简化为母线/支路模型.针对不同的运用要求和算法特点,介绍了节点合并法、图遍历法和邻接矩阵法等方法进行拓扑分析.     

电网的弹性力学网络拓扑映射

电网拓扑只在二维平面反映地理位置节点的连接情况,无法动态显现状态量之间的关系。将电网映射成三维空间展开布置的纵向受力的弹性网络,既保持了电网原有的拓扑连接状态,又显现了功角之间的物理特性。将广域测量系统（wide area measurement system,WAMS）实测状态量放入该映射模型,通过弹性网络形变直观地显现电网功角状态变化,摆脱对元件参数精确性的依赖,提高对电网状态变化的预判能力。算例和分析都证明了该映射的合理性。映射的弹性网络适用于功角特性突出的电网状态分析,如静态功角稳定分析、功角可靠性分析和低频振荡机制分析等。该研究对实现电网可视化智能分析与控制具有实际意义。     

基于能量流图的电力电子系统可视化设计与分析

电力电子系统通过功率半导体器件的开关控制来实现电磁能量的高效变换,提高系统的变换能力和可靠性是其终极目标。尝试以系统中的能量及能量流为状态变量进行建模,建立变换系统的能流模型,可视化并直观地描述电力电子变换系统电磁能量的分布和传递情况。以较复杂的多端口组合式电力电子变换器为例,建立"能流"的基本概念,设计构建能流图拓扑并给出可视化设计方法,结合科学计算可视化技术设计静态和动态界面,构建了一种基于能量流图分析方法的电力电子变换器系统设计和分析平台。仿真和实验结果表明,能量流图分析方法能有效地表征电力电子系统大时间尺度的换流过程。     

大型海上风电场集电系统拓扑结构优化与规划

集电网络是海上风电场电气系统的重要组成部分,其拓扑结构的设计选取与海底电缆的路径和截面密切相关。针对集电网络常见的放射形、环形2种结构,以电缆成本最优为目标,建立经济性优化模型,采用单亲遗传算法(single parent genetic algorithm,SPGA)对模型进行求解,以实际案例对2类结构的经济性进行优化,从中选取2种最优结构作可靠性评估,结合经济性及可靠性的定量分析数据,给出了每种方案的各自适用范围,为大型海上风电场集电网络规划提供了有效的优化方法。     

面向对象的电力系统网络拓扑分析的研究

为解决电力系统网络拓扑结构变化时,能正确进行各种实时分析计算的问题,采用面向对象技术对电力系统各种元件进行建模,采用广度优先搜索法,开发出电网拓扑分析的仿真软件,通过对山西某地区电网主系统进行仿真,结果表明,该软件能快速有效的跟踪电网拓扑的变化。     

基于电力线通信的配电网拓扑自动识别与应用

配电网拓扑是对配电网设备、线路以及连接关系的完整描述,是实现配电网智能化应用的重要基础.目前电力企业在维护配电网拓扑时以人工维护为主,难以保证配电网拓扑模型的完整性及正确性.提出了基于配电网物理设备与信息融合的中低压拓扑识别策略,充分结合已有的配电自动化主站、配电终端及智能电表设备与信息数据资源,利用电力线通信信号,通...     

基于改进转移潮流法的拓扑错误辨识方法

提出了转移潮流法的改进算法,增强了同步辨识拓扑错误和不良数据的能力。改进算法充分利用了转移潮流对拓扑变化的敏感性以及加权最小绝对值状态估计对不良数据的抑制性,通过情形判断将拓扑错误回路和不良数据回路尽可能地区别开来,从而避免了原转移潮流法的缺点,提高了辨识能力。     

发电厂标识系统综述和选择原则探讨

本文是《发电厂标识系统编码规定》的专题报告之一,对现行的国内外电厂标识系统进行综述,分析其特点,给出选择电厂标识系统标准(简称编码标准,下同)应考虑的因素和选择编码标准的几点原则。