基于同步相量测量的配电网电压暂降溯源系统设计研究

[目的]电压暂降是配电网中影响最严重的电能质量问题之一.目前,由于缺乏对电压暂降源定位的系统,责任划分和归属问题一直是电压暂降事故处理的难点.采用配电网同步电能质量测量数据进行监测和分析是解决电压暂降溯源问题的有效途径.[方法]首先,分析了同步相量与电能质量测量一体化的体系架构和融合方案,提出基于实时同步量测数据实现电...     

基于分层结构神经网络的10kV配电网单相接地故障区段定位方法

针对10kV配电网单相接地短路故障发生位置难以确定的问题,提出利用配电网中的多源数据,通过构建分层结构神经网络进行故障区段定位的方法。首先提取各种类型10kV配电网的固有特征,在分层结构神经网络的聚类层根据配电网的这些固有特征,利用自组织映射神经网络进行聚类分析,得到不同类别配电网;然后在分层结构神经网络的训练层对各类配电网分别用广义回归神经网络对故障定位条件特征与结果特征进行训练,得到各类配电网的故障定位模型;最后将发生单相接地短路故障的配电网下属各区段故障定位条件特征输入至所对应的故障定位模型中,判断各区段故障情况,实现故障定位。实际算例分析表明,所提出的方法能快速、准确地找出10kV配电网单相接地故障发生的区段,且具有较好的容错性。     

基于量测信息的低压配电网阻抗拓扑模型构建

针对低压配电网阻抗拓扑模型不明确的问题,提出一种基于高级量测体系的低压配电网阻抗拓扑模型构建的在线识别方法。利用AMI提供的各用电用户电压数据,根据各负荷节点的电压相关性及辐射性网络节点电压分布特点,通过K-means聚类算法和用户间的皮尔逊电压相关系数分析原则,完成对低压配电网络拓扑模型的修正。根据修正后的台区拓扑结构中同一相别下智能电表所采集的序列数据,通过计算同一相别所有用户的相电压搭建优化问题模型,使得使用时间序列内不同电表数据计算得到的相电压矩阵方差最小,从而求得配电网线路阻抗参数,实现对配电网络的建模。通过实际算例验证了该方法的可行性和有效性。     

电压跌落下MMC-HCVD负序电流抑制策略研究

针对配电网电压暂降,提出了基于模块化多电平换流器的电流抑制控制方法。建立正常运行下（modular multilevel converter,MMC）换流器的两相同步旋转坐标模型,根据配电网不对称电压暂降情况,将MMC换流器控制模型转变为正负序分离的两相同步旋转坐标模型。针对于电压暂降故障,设计了一种可以快速实现跟踪故障分量的锁相环;在此基础上,利用基于PIR控制器的正负序电流内环控制器减小负序电流,实现对MMC输出电流的幅值抑制。最后,利用Matlab/Simulink仿真平台验证该方法的有效性。     

兼顾系统侧和用户侧的节点电压暂降严重程度综合评估方法

针对现有的节点电压暂降评估方法忽略了节点负荷对评估结果影响的问题,提出一种兼顾系统侧和用户侧的电压暂降严重程度综合评估方法。首先,利用层次分析法确定敏感负荷的暂降影响权重系数,提取系统侧指标;然后,根据熵权法加权综合典型敏感设备的故障率作为用户侧指标;最后,基于灰色关联分析法计算各节点评估指标构成的样本序列与参考序列的关联度大小,判断节点暂降严重程度。将该方法用于某城市电网的电压暂降评估,结果表明,该方法能合理修正负荷对暂降严重程度评估结果的影响,对节点暂降严重程度的排序更符合客观实际。     

基于CNN的配电网故障区段定位

针对故障特征微弱难以区分、矩阵法容错率低和人工智能算法中易陷入局部最优解的问题,提出一种基于卷积神经网络(CNN)的配电网区段定位方法。首先根据单相接地故障的原理,分析和论述了发生单相接地故障后配电网中各个节点电网信息的变化;然后通过卷积神经网络模拟出不同故障情况下三相电流电压与各馈线运行状态之间的映射关系;最后考虑到影响区段定位的关键影响因素过渡电阻,在Matlab的Simulink中设置不同过渡电阻进行实例仿真。仿真结果表明,在不同过渡电阻的情况下,该方法仍具有很高的准确率。     

配电网电压暂降检测算法的仿真比较

在分析有效值算法、瞬时dq变换法和αβ变换法3种电压暂降检测算法基本原理的基础上,应用Matlab/Simulink软件仿真平台,建立了配电网电压暂降的检测模型。针对电压暂降时有无相位跳变以及配电网含谐波源等情况,对3种检测算法的检测性能进行了仿真比较。仿真结果表明:3种检测算法都能检测电压暂降后基波有效值的大小。其中,αβ变换法具有检测响应速度快,检测精度高等特点,而瞬时dq变换法则具有更好的配电网谐波抗干扰能力。     

数据驱动的配电网合环条件判定方法

配电网合环操作在提高用户供电可靠性的同时,也可能存在馈线过流跳闸的风险。在不依赖具体网络参数的情况下,提出了一种数据驱动的配电网合环判定方法,分析环网配电网电压和功率分布计算方法,对开环运行下各节点电气数据进行预处理以满足合环条件下运行数据,建立环网配电网神经网络数据驱动模型,通过计算合环时配电网功率和合环电流,判断待环网是否能合环。实例应用结果表明,该方法考虑了合环时配电网潮流变化情况,合环电流计算更准确,实用性更强。     

基于多代理系统的含DG辐射状配电网故障定位

分布式电源（DG）的高渗透接入使配电网结构发生了改变,导致传统的配电网故障定位算法失效。基于含多DG辐射状配电网拓扑结构的特点,构建多代理系统的配电网故障定位框架,该系统主代理根据子代理上传的电源端故障量测量建立RBF神经网络故障测距模型,估计各电源端到故障点的故障距离,考虑上传量测量误差对相邻线路分界点故障定位的影响,应用相邻线路故障信息修正故障线路定位信息;子代理根据主代理下传的故障线路定位结果,利用并行线路首端过流信息校验故障线路。基于MATLAB/ SIMULINK搭建32节点配电系统仿真模型,分析不同故障距离、不同故障位置（包含相邻线路分界点附近、分支线路）的故障测距结果和故障定位结果的正确性,结果表明,RBF模型的测距精度高,基于多代理的故障定位方法能够精确定位故障位置,且定位结果不受量测量误差与分支线路的影响。     

基于Adaline神经网络参数辨识的含DG配电网的电压稳定性分析

提出了一种基于Adaline神经网络参数辨识来研究含有分布式电源配电网电压稳定性的方法。依据戴维南等值理论,将含有分布式电源的配电网络等值为3节点系统,在该等值系统的基础上提出了一种新的电压稳定性指标;将Adaline神经网络用于戴维南等值系统的参数辨识中,通过测量单元采集到的电压和电流相量对系统进行训练,得到戴维南等值系统的电势及阻抗,从而对含分布式电源的配电网络进行电压稳定性评估。结合IEEE33节点系统的仿真,对不含分布式电源和含分布式电源的配电网络在不同负荷水平下的电压稳定性进行了分析。所提出的电压稳定性指标、等值系统参数辨识方法及配电网电压稳定性分析为评估分布式电源对配电网电压稳定性的影响提供了基础。     

基于广义深度学习的含DG配网故障诊断方法

针对传统故障定位方法难以满足含分布式电源配电网的问题，提出一种基于广义深度学习的故障定位方法。利用广义深度学习在逼近能力和容错性方面的优势，挖掘响应数据与故障位置之间的映射关系，建立含分布式电源配电网故障定位的模型。IEEE34节点仿真结果表明，该方法可有效实现含分布式电源配电网的故障定位，准确率高，速度快，且在信息畸变或缺失时容错性好。     

基于改进遗传算法的配电网无功优化

在传统无功优化模型的基础上,引入静态电压稳定裕度指标,建立了综合考虑系统有功网损最小、无功补偿容量最小和系统静态电压稳定裕度最大的配电网无功优化模型。根据节点无功2次电阻矩的大小,确定了待补偿节点以及各节点补偿容量的上下限。在基本遗传算法的基础上,对遗传操作进行了改进,提出了1种改进遗传算法。实例计算表明,采用该方法对配电网进行无功优化不仅可以降低有功网损,还能提高系统静态电压稳定性。     

基于负荷实际暂态特性的配电网负荷模型的研究

针对现场实际负荷成分的时变性、随机性、复杂性、多样性和非线性的特点,在考虑实际负荷暂态特性的基础上,提出一种基于神经网络的配电网受控电流源负荷模型的方法。该方法根据负荷群在稳态运行条件下的电压和电流暂态特性,通过神经网络学习负荷群的电压电流特性,用受控电流源代替实际的负荷群,受控电流源的电流大小受神经网络控制,并利用Matlab/Simlink对所提出的负荷模型建立方法进行仿真验证。仿真结果表明所建立的负荷模型在单相短路、两相短路和三相短路条件下均具有良好的稳定性和准确性。     

10 kV辐射状配电网外接最大负荷的计算方法

针对10 kV配电网外挂能力的评估,提出了一种针对该配电网外接最大负荷的计算方法,利用配电网各个负荷节点功率、电压数据求出网络全部节点电压、电流,并以负荷功率约束为条件求出外挂负载时配电网络分支电流的改变量,计算了外挂负载后各支路功率损耗,根据主变供电容量求出外挂负荷的最大能力。实例计算结果表明,该方法行之有效。     

基于μPMU的主动配电网故障定位方法研究

摘要： 准确的故障定位有助于提高配电网络的稳定性。随着分布式发电和电动汽车的接入,传统配电网逐渐向主动配电网发展,传统故障和保护装置已无法满足,这对故障定位技术和装置提出了新的要求。文章提出了一种基于微型同步相量测量单元（也叫做μPMU或者微同步相量）的新方法对主动配电网的故障进行定位。该方法运用单端μPMU采集的电压电流信息,查找故障线路,得到候选故障点并计算其故障距离。并根据两端μPMU测量电压和故障电压之间的相位关系,排除伪故障点,确定故障点位置。仿真结果表明,在主动配电网下,该定位方法具有较高的定位精度,仅需在线路的两端配置μPMU即可满足对不同类型故障进行准确地定位。在高渗透率DG和高阻故障的情况下,该定位方法依然可以准确地对故障进行定位。     

改善光伏高渗透率配电网电压水平的储能电池最优容量配置方法

针对高渗透率分布式光伏电源接入配电网后引起系统节点电压越限致使电能质量失优这一问题,提出一种基于用户侧储能电池改善配电网电压水平优化模型并最终获得储能电池最优容量的优化配置方法。该方法考虑储能电池参与配电网电压调节运行,以改善节点电压水平为目标,以储能电池充电功率限值及系统功率平衡为约束,通过遗传算法寻优,获得储能电池的最优充电功率值,进而可确定储能电池的最优配置容量。仿真算例表明该方法可有效地使系统中各节点电压的越限情况得到良好改善,同时可实现对储能电池容量的最优配置。     

基于CIM的配电网综合采集应用平台

根据标准化、集成化、平台化的发展方向,结合配电网各应用系统的建设现状和应用需求,提出了配电网综合采集应用平台的建设思想。重点对该平台建设的3个主要问题进行了研究,即基于CIM建设标准的配电网底层模型．基于规约库和统一任务调度实现数据的集中采集及处理．基于权限实现配变监控、线损分析、电压统计等配电网数据的综合应用等．     

基于高压电能表的配电网防窃电系统设计

结合高压电能表的新技术优势、针对配电网防窃电管理提出了一种新的防窃电系统设计,按10 kV、380 V、220 V三个电压等级进行分级式管理,采用高压电能表确保10 kV节点电量信息的基准性和可靠性.该系统中的各负荷节点电量信息均采用无线网络通讯至监控中心,将实时采集的各负荷节点电量与其分支线路的下一级负荷节点电量之和进行对比分析,确定每一级各负荷节点的线损,并根据历史记录进一步追查异常负荷点.该系统切实可行,能有效提高配电网的防窃电稽查能力、确保配电网的可靠运营.     

面向配电网优化的混合储能系统控制策略

文章提出一种面向配电网优化运行的混合储能系统控制策略。首先建立光伏-混合储能系统柔性并网模型,针对配电网"源-网"经济运行和节点电压优化目标,提出光伏-混合储能系统参与配电网优化运行策略,获得混合储能最优目标功率;然后根据荷电状态及其充放电状态,提出混合储能多目标分频和内部能量协调控制策略,合理分配蓄电池和超级电容器的充放电功率。仿真结果表明,该策略不仅可以有效实现配电网经济运行和节点电压越限治理,而且能够充分发挥不同储能介质的技术特性,延长混合储能系统的运行寿命。     

基于虚拟阻抗的复杂配电网故障区段定位新方法

针对含分布式电源的复杂配电网故障区段定位的问题,提出一种基于虚拟阻抗的故障定位新方法。首先以区段为单元识别畸变节点的故障信息,采用尝试赋值法校正畸变节点的故障信息;然后利用区段端节点过流信息初步判定故障位置,将故障区段端节点间的虚拟导纳值用0表示,非故障区段端节点间虚拟导纳用1表示,进而形成能反映节点间连通性的节点虚拟阻抗矩阵,根据故障电流的流通路径最终确定故障区段位置。具体算例验证表明,该方法具有故障定位准确、效率高的特点,可以满足复杂配电网的多点信息畸变校正和多重故障的故障区段定位。