基于故障识别法的电压暂降监测点的优化配置

提出了一种基于故障识别法实现电压暂降监测点的优化配置方法。把基于故障识别法建立的二进制0-1矩阵作为可观测矩阵,用以建立全网敏感性负荷节点电压暂降完全可观的约束条件。结合各组合节点安装监测装置的权重值,以监测装置数目最少为目标函数,通过优化算法实现了电压暂降监测装置的优化配置,用最小数量的监测装置保证了对全网敏感负荷节点电压暂降的可观性。在建立可观测矩阵的过程中,以故障点能否被监测装置唯一识别出来作为配备规则,克服了以往的可观测矩阵依靠电压暂降阈值建立带来的各种问题。算例分析验证了该方法的有效性和实用性。     

考虑故障不确定性的电压暂降监测点优化配置方法

针对现有可观测区域(monitor reach area, MRA)方法未考虑故障不确定性因素,导致电压暂降监测点配置不合理的问题,提出一种考虑故障不确定性的电压暂降监测点优化配置方法。首先,基于蒙特卡洛生成典型故障集合,计算故障不确定性MRA矩阵以及节点SAFRI指标权重;然后,以传统MRA矩阵和故障不确定性MRA矩阵为约束条件,以节点指标权重为优先级,实现配置数量最小化和优先级权重最大化的暂降监测点优化配置方法;最后,通过IEEE 39节点算例验证所提方法的合理性。试验结果表明,方法可解决现有监测配置对故障不确定性因素考虑不足易产生监测盲区的问题。     

基于粒子群优化算法的电压暂降监测点优化配置

为实现全网电压暂降故障点的可监测性,提出一种应用粒子群优化(PSO)算法对全网电压暂降监测点进行优化配置的方法。首先利用解析式法原理,通过线路临界故障点确定可观测区域,构建出各种短路故障情况下系统的电压暂降可观测矩阵,然后以监测点数目最少为目标函数,以全网各节点电压满足完全可观测为约束条件,建立电压暂降监测点优化配置的0-1线性规划模型。结合罚函数思想应用PSO算法进行优化求解,并综合考虑配置节点的优先级最终确定最优配置方案。通过对IEEE 39节点标准测试系统的仿真计算证明了该方法的有效性。     

电压暂降监测点优化配置方法研究现状与展望

基于目前已有研究,对电压暂降监测点优化配置方法进行了梳理和分析,从考虑多种电压暂降源类型、实际系统运行工况变化影响以及统一考虑监测点数量和监测效果3个方面,展望了暂降监测点优化配置研究未来需要关注的问题。     

电压暂降可观约束下的定位监测点多目标 优化配置

为有效监测电压暂降以及准确定位扰动源位置,提出了可观约束下的电压暂降定位监测点的多目标优化配置方法。基于测点间正序电压变化量的相关性,定义了暂降特征模式,通过寻找最优匹配模式进行故障定位,同时定义不确定区域指数作为测点集的定位准确性指标。以全网电压暂降可观为约束条件,以监测点数量最少和不确定区域指数最小为目标函数,建立监测点多目标优化模型。采用多目标离散粒子群算法求解模型,得到非劣解集。通过IEEE 39和IEEE 118节点系统验证了该方法的可行性和有效性。     

基于电压暂降监测点优化配置的同心松弛凹陷域分析

提出了一种基于电压暂降监测点优化配置的同心松弛凹陷域分析方法。在传统MRA法的基础上,根据变压器的接线方式以及故障点的位置构建系统的零序节点阻抗矩阵,修正电压暂降幅值,克服了传统MRA法存在监测盲区的缺点,实现对实际配电网的电压暂降监测点优化配置以及故障定位。根据监测点布点方案以及故障点定位结果,提出以故障点为中心的同心松弛凹陷域,定义的提出及分析计算可以有效减少供电部门凹陷域计算的工作量,为解决由于电压暂降带来的责任归属问题提供理论依据。通过对含有多个电压等级的实际配电网进行仿真分析,验证了该方法的实用性与有效性。     

考虑故障电阻随机不确定性的电压暂降监测点优化配置

电力系统元件发生短路故障时,故障电阻客观存在且具有随机不确定特性。为提高电压暂降监测点配置方案在不同故障电阻条件下的工程适用性,需将故障电阻这一关键参数引入到监测点优化配置模型中。首先基于网络参数和短路计算构建临界故障电阻矩阵,在此基础上以监测点数最少为目标,以各故障点短路时最小电压暂降可观率为约束,建立考虑故障电阻随机不确定性的监测点优化配置模型,并用遗传算法求解最优配置方案。应用该方法对IEEE 30节点测试系统进行了仿真分析,结果表明该方法能有效监测非金属性短路故障引起的电压暂降,相比传统方法更具工程实用价值。     

基于最小幅值搜索的电压暂降监测点优化配置

为实现全网任意位置电压暂降可观测,提出一种基于最小幅值搜索的电压暂降监测点优化配置方法。首先根据电压暂降幅值解析式,利用黄金分割法搜索故障位置在各线路变化时节点的最小暂降幅值;进而根据电压阈值确立可观测域,构建出计及各种短路故障情形的最恶劣可观测矩阵。最后以系统内监测点数目最少为目标,全网任意位置电压暂降可观测为约束,建立电压暂降监测点优化配置模型。在构造电压暂降可观测矩阵的计算中,考虑了系统最恶劣电压暂降情形,避免了监测盲区。并且通过对IEEE 30节点系统的仿真计算证明了该方法的有效性。     

考虑电压暂降多维可观测性的监测装置序贯优化配置方法

随着先进制造业集群的增加,电压暂降导致用户生产中断所引发的经济损失不断提升,有效监测记录电压暂降事件并追溯其源头,对电压暂降分析和抑制具有重要意义。电能质量监测装置（power quality monitor,PQM）的优化配置可在满足全网可观测性要求的基础上实现监测成本最低,然而传统方法仅能得到满足完全可观测性的最终配置方案,既难以应用于对监测装置数量需求少的场景,又无法给出装置数量逐渐递增的序贯配置流程,工程实用性不强。此外,传统方法通常只考虑电压暂降可观测性,忽略了配置方案对监测数据后续分析的影响。为此,提出了一种考虑电压暂降多维可观测性的序贯优化配置方法,针对实际场景的任意装置数量需求,考虑电压暂降事件可观测性与暂降源可观测性构建多维可观测性指标,进而提出基于Bonobo优化器的多目标优化模型计算PQM序贯配置方案。并在IEEE 69节点径向配电网上进行了验证,结果显示通过21.74%的PQM可实现70.42%的电压暂降事件可观测性和92.65%的故障位置可观测性,并能得到装置数量逐渐递增的序贯配置策略,证明了该方法的有效性和实用性。     

电压暂降的计算及故障点电压暂降系数确定

由于电力系统中新型电力电子设备的广泛应用,电压暂降已逐渐成为影响设备正常运行的主要电能质量问题之一,为避免电压暂降对设备正常运行造成危害,电压暂降计算已成为电力系统运行分析不可缺少的一部分。采用故障定位法,设计了电力系统电压暂降计算软件,从而实现查找、统计、分析、预估等功能,实现电力系统的电压暂降计算,并提出一种故障点电压暂降系数(FPSC)的量化指标,对电力系统不同的故障点进行了FPSC的计算,根据FPSC的数值确定对全网电压暂降影响严重的故障区域;并利用电压暂降分析程序的输出结果对欲购进新设备的电压敏感性进行了评价;以某实际工业配网为算例,利用所设计计算软件对该本地配网进行了电压暂降的分析计算,所做工作可以为用户采取电压暂降抑制措施提供理论指导。     

基于电压暂降监测数据分析的配电网故障定位

将电能质量监测数据转化成对实际生产有用的信息是能源大数据应用的重要方面.配电网中大部分电压暂降是由故障造成的,因此残余电压幅值中隐含有故障位置的信息,为此,本文提出了一种利用电压暂降监测数据分析进行配电网故障定位的方法.首先,以监测量为输入,故障位置为输出,设计了反向传播神经网络,用于拟合故障位置与残余电压幅值的映射关...     

基于多重判据的电压暂降故障源定位方法

电网短路故障是电压暂降的主要原因,准确定位暂降故障源的位置,不仅有利于供用电双方区分暂降责任,还可大幅缩短电力公司的故障清除时间,提高供电可靠性。提出一种基于多重判据的电压暂降故障源定位方法:从监测点布点入手,结合监测点可观测域和暂降源方位判断提取可能的故障线路;基于监测到的节点电压相量估计故障类型,在可能的故障线路上假设虚拟故障点,利用故障距离分布函数得到监测点电压计算值,根据计算值与测量值的误差分析结果定位暂降故障源。基于10节点和26节点网络的仿真,验证了所提方法的有效性和实用性。该方法可有效减少故障定位过程中的循环搜索过程,能够对伪故障点做出处理。     

利用单端母线的电压暂降特征进行配电网故障定位

提出一种“离线仿真,在线定位”的故障定位方法,根据线路在不同位置发生不同短路故障时会引起母线处发生不同的电压暂降的特点,对这一特定的配电网络建立仿真模型,进行仿真,得到配电网中各个支路的故障区段定位函数和故障测距函数,录入仿真数据库。当配电网中发生实际短路故障时,根据母线处采集的电压波形或者数据,得到故障后第二周波的电压暂降幅值和相位跳变,将其代入仿真数据库中,利用模式识别确定故障区段,利用解析式法求得故障距离。通过对10kV配电系统进行金属性和非金属性单相接地短路故障的仿真,结果证明了该故障定位方法的准确性和可靠性。     

基于改进扰动功率法的电压暂降源定位

面对引发电能质量问题的电压暂降,结合电力系统中常见的短路故障类型,提出一种改进的扰动功率法。取扰动电压和扰动电流的乘积作为扰动功率,根据线性电路的叠加原理,故障网络可以等效成正常状态和扰动分量的叠加,利用瞬时扰动功率或其半周波平均值的极性来定位暂降源,最后搭建模型,通过Matlab仿真,结果表明提出的改进的扰动功率法可以准确定位暂降源。     

考虑电压暂降非线性分布的配网故障区段定位

提出一种新的配网故障区段定位方法,根据电压暂降在线路呈非线性分布的特性,仅用单端测量采集到的电压暂降特征进行故障区段定位。对某配电网进行故障模拟分析,建立节点电压暂降数据库和电压暂分布函数降数据库,当实际短路故障发生时,将监测点采集的电压暂降与数据库中的电压暂降数据进行匹配,搜索出所有可能故障区段,计算故障点电压暂降与可能故障区段的电压暂降分布函数的离差,并认为离差最小对应的区段为最有可能故障区段。通过对一个11 kV典型配电网进行单相接地短路故障仿真,结果验证了所提方法的有效性和准确性。     

基于扰动功率小波奇异熵的电压暂降源定位

针对现行的电压暂降源定位方法在含有变压器以及复杂电网结构场景下准确度较低的问题,提出一种基于扰动功率小波奇异熵的电压暂降源定位法。首先,基于电能质量监测仪采集到电压电流波形数据计算得到瞬时有功和无功功率,获得加权瞬时扰动有功功率和无功功率;然后,通过小波变换,奇异值分解,结合信息熵原理得到扰动功率的小波奇异熵值,由小波奇异熵值的大小来确定电压暂降扰动源的相对位置;最后,仿真和实例分析证明了所提方法的有效性和准确性。     

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。     

基于节点阻抗矩阵和电压暂降的故障定位新方法

配电网线路发生故障时,将导致用户停电,直接影响供电连续性和可靠性,及时准确的故障定位对及时排除故障,缩短停电时间,提高供电质量有重要意义。当线路发生故障时,一方面将在全系统内引起电压暂降,给系统内的敏感负荷带来损失;另一方面,利用该特征可识别故障类型并判断故障位置,为此提出利用电压暂降数据识别故障类型,基于节点阻抗矩阵实现配电网故障定位的新方法,并结合网络参数和离线仿真分析,建立不同故障类型和故障情况下的节点电压数据库,当检测到故障后,将采集到的电压暂降数据在节点电压数据库中进行搜索匹配,确定故障区间和故障点。该方法直接利用搜索结果确定故障位置,不用增加其它算法或变换,原理简单,计算迅速。最后,利用电力系统计算机辅助设计（power system computer aided design,PSCAD）仿真软件和实验室搭建实际电路进行测试,验证所提方法的正确性和可靠性。