低压电力线传输衰减模型的建模与仿真

信号在电力线的衰减是影响电力线通信可靠性的最主要因素之一。为了准确分析高频信号在电力线的传输中往往要受到集肤效应以及电介损耗的影响,给出一种针对三线制电力线的高频信号传输的RLCG模型。详细分析电力线RLCG模型的建立基础,对基本单元长度电力线的频率特性进行测量,并利用遗传算法对其内部参数进行辨识。以RVV 3 G 2.5 mm2的普通家用三芯电力线为建模对象,并对RLCG模型得到的仿真结果与实际测量结果进行比较分析。实验与仿真结果表明,电力线RLCG模型在频域和时域上均能准确地反映电力线的高频传输特性,可以为电力载波通信系统的研究提供基础。     

低压电力线高频载波通信信道的建模研究

低压电力线信道特性是设计低压电力线载波通信系统的基础。文中采用自行设计和研制的测量系统对将低压电力线用做高频通信网络时的电气特性，包括输入阻抗特性、信号衰减特性和系统的噪声特性等，进行了大量的试验研究，在此基础上，建立了一个将低压电力网用做高频载波通信信道的模型，该模型的建立提供了一个实用、有效的平台，为低压电力网载波通信系统的研究和设计打下了良好的基础。     

非均匀传输特性的低压电力线载波传输模型

在传统电力线均匀传输电路模型的基础上,结合电力线的非均匀传输特性,提出一种新的电力线载波通信的通信传输模型,该模型充分考虑了低压电力线阻抗特性、噪声干扰、衰减特性等因素对低压电力线载波通信的影响,从而为信号信道模型的建立提供了较好的理论依据.     

低压电力线宽带载波通信信道建模及误差补偿

低压电力线宽带载波通信信道特性研究是实现用电信息高速采集和泛在电力物联接入的首要任务。为准确反映宽带载波信号在配电网低压电力线环境中的传输特性,该文提出基于误差反馈算法的低压电力线宽带载波信道模型,采用导行波理论改进传统传输线模型,提出平均误差反馈算法来修正实测模型参数。测量和仿真结果验证修正后的信道模型能准确描述低压配电网下宽带载波信道的传输特性,具有广泛适应性。     

低压配电网载波信号衰减特性研究

低压电力线载波通信技术已被广泛应用于电力用户用电信息采集系统,由于低压配电网的载波传输特性造成电力线载波通信不可靠,尤其是低压配电网对载波信号的衰减,是导致通信失败的重要因素之一.本文根据实际现场测试数据,对低压配电网载波信号的衰减特性进行了分析.     

低压载波通信信道模型的遗传算法多参数辨识

低压载波通信的发展要求有适合于信道仿真性能分析的传输模型.在已有传输模型结构的基础上,以实测数据为样本,将遗传算法应用于低压载波通信信道模型的多参数辨识,实现了较好的多参数辨识效果,为低压载波通信电力网的研究和设计打下了较好的基础.     

低压电力线载波通信信号对家用电器阻抗影响分析

低压电力线载波通信技术是电力用电信息采集系统建设主要通信方式,载波信号作为一种能量信号是否对家用电器产生影响,国内外还没有深入的研究。从低压电力线载波信号引起电器阻抗变化这方面进行研究和试验论证,首先分析低压电力线载波信号特征,理论分析高频电路元器件阻抗特性和主流家用电器内部构造,经过试验验证定量的得到了家用电器在低压电力线载波通信时下的阻抗变化特性。     

低压电力线载波通信中信号传输特性分析

随着供电管理自动化的发展,低压电力线载波通信的重要性和优势日益体现出来,因此,有必要对信号在低压电力线中的传输特性进行分析。文中通过对各种实验数据的比较分析,认为电力线的输入阻抗较小,对信号的衰减强,干扰大,且具有很强的时变性,难以提出一个准确的数学模型。但是,只要采用合适的技术,仍然能使低压电力线载波通信达到实用化的要求。     

低压电力线载波通信宽带耦合技术及其装置

电力线耦合装置是电力线载波通信系统中关键环节之一，一个安全、高效、简易的高频载波信号耦合装置是实现电力线通信的基础。文中首先从低压配电网网络结构和传输信号特性的角度，分析了耦合装置的结构和频带要求，并研究了配电网高频阻抗特性，提出了设计耦合装置的主要原则。最后介绍了常用的两种宽带耦合技术及其装置的具体实现。     

基于低压电力线通信的信号耦合电路设计

通过对低压电力网的结构及其传输特性进行分析,从频带要求、工作衰减要求以及高频阻抗特性分析三方面入手,研究了基于低压电力网的高频载波信号耦合技术。设计了适合低压电力线载波通信系统的宽带耦合电路,为高频信号的高速传输提供了具有良好的阻抗特性和较小的工作衰减的接口电路,并有效地抑制了电路瞬时现象。     

电力线信道系统噪声的建模方法研究

电缆系统存在信道环境恶劣、噪声特性复杂的问题,对系统的正常通信及故障检测造成较大的干扰。在对典型电力线噪声进行分类并分析其不同特性的基础上,针对电力线中常发生的电弧故障,提出基于分数阶滤波器的电弧噪声建模方法,以及基于数据驱动的电弧噪声模型参数确定方法,与典型电力线噪声相结合,建立更加完善、准确的电力线信道系统噪声模型。通过仿真和实验结果验证了模型的准确性,为后续开展电力线故障诊断技术的深入研究提供参考。     

电网换相换流器整体化电磁暂态仿真模型及算法

现有的电磁暂态仿真算法能够准确刻画基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)输电系统的运行特性,但计算量较大。为了提高LCC-HVDC输电系统的仿真效率,对现有常用的电网换相换流器电磁暂态仿真模型进行了简化,提出电网换相换流器整体化电磁暂态仿真模型与求解算法。整体化模型包含换流变压器与换流阀,换流变压器采用简化模型,换流阀采用理想开关模型,能够对换流器的电气网络结构进行简化。该算法将换流器电气网络拓扑结构分割为主网络与副网络,首先对主网络求解,然后根据得到的结果对副网络求解,最后更新当前仿真步长各换流阀的电流和电压。在PSModel仿真软件中对整体化电磁暂态仿真模型及算法进行了编程实现,并与PSCAD/EMTDC仿真结果进行对比,验证了其高效性与准确性。     

基于有权网络模型的电力网节点重要度评估

电力网络中的某些重要节点对连锁故障的发生有着重要的影响。文中应用复杂网络理论,综合考虑节点在网络拓扑结构中的分布特性以及电网的电气特性,选取输电线路的电抗值作为权值参数,建立了电力网络的有权网络模型;提出了基于有权网络模型的电力网带权重的网络凝聚度及节点重要度评估指标;并以EPRI 36节点系统为例进行了暂态稳定时域仿真实验,仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于深度残差网络的SSO模态参数辨识

针对电力系统正常运行中的微弱次同步振荡信号趋势难以辨识,辨识算法抗噪性差、辨识结果可靠性低等问题,提出一种基于深度残差网络的次同步振荡模态参数辨识方法。建立了一种由卷积层、若干残差层和全连接层等构成的深度残差网络模型;模型训练数据集依据SSO信号特点生成,全部采用仿真数据;经参数调整和优化后的模型能够实现对现场实测的低信噪比SSO信号模态参数的盲辨识。利用理想信号、含噪仿真信号和现场实测数据等三种方案对模型性能验证,结果表明该算法能有效地辨识出微弱SSO的频率和阻尼等关键参数,与卷积神经网络(CNN)和随机子空间(SSI)算法相比较,辨识精度更高,受噪声干扰小,具有盲辨识的特点,可用于电力系统次同步振荡风险的预警。     

基于PSCAD/EMTDC的大规模新能源并网电磁暂态并行仿真

随着大规模新能源并网,大量电力电子元器件的接入使传统电网电磁暂态特性发生了很大改变,无论从算法还是计算规模上都对电网仿真提出了新要求。在PSCAD（电力系统计算机辅助设计）上搭建了含新能源接入的内蒙古电网电磁暂态模型,实现全网的电磁暂态精确仿真;基于集群并行仿真技术,解决了因计算规模过大导致无法计算或仿真效率低的问题;进一步提出了基于节点矩阵规模的网络均衡整合方法,减少了计算资源的占用率。仿真结果表明,集群并行技术可有效提升新能源并网电磁暂态模型的仿真效率;同时,在保证仿真速度的前提下创新研究的网络均衡整合方法,可实现计算资源的利用效率优化。     

基于PSCAD/EMTDC的大规模新能源并网电磁暂态并行仿真

随着大规模新能源并网,大量电力电子元器件的接入使传统电网电磁暂态特性发生了很大改变,无论从算法还是计算规模上都对电网仿真提出了新要求。在PSCAD（电力系统计算机辅助设计）上搭建了含新能源接入的内蒙古电网电磁暂态模型,实现全网的电磁暂态精确仿真;基于集群并行仿真技术,解决了因计算规模过大导致无法计算或仿真效率低的问题;进一步提出了基于节点矩阵规模的网络均衡整合方法,减少了计算资源的占用率。仿真结果表明,集群并行技术可有效提升新能源并网电磁暂态模型的仿真效率;同时,在保证仿真速度的前提下创新研究的网络均衡整合方法,可实现计算资源的利用效率优化。     

Frequency-Adaptive Power System Modeling for Multiscale Simulation of Transients

A multiscale power system modeling methodology for the integrative simulation of electromagnetic and electromechanical transients is introduced, implemented and validated. It makes use of frequency-adaptive simulation of transients (FAST) in which the shift frequency appears as a new parameter in addition to the time step size. For fast electromagnetic transients, tracking of instantaneous waveforms as in the Electromagnetic Transients Program (EMTP) is performed. When slower electromechanical transients involving power oscillations prevail, the Fourier spectra of the waveforms are shifted by typically either 50 or 60 Hz to eliminate the ac carrier and enable envelope following as in phasor-based simulation. An algorithm for the automatic setting of both shift frequency and time step size is proposed. Multiscale models of transformers, synchronous machinery, and transmission lines based on FAST are developed. The line model is distinguished in that it bridges both lumped and distributed parameters to efficiently emulate scale-bridging phenomena from steady state to traveling waves. The overall methodology is thoroughly validated: first against a staged field test involving transients of line energization and recovery on the network of the Bonneville power administration (BPA); then through comparison with an EMTP-type simulator in modeling diverse transients on a four-machine two-area power system.     

静电放电电磁脉冲在线缆网络中的作用规律

针对目前国内外较少研究电磁脉冲在供电线缆、通讯线缆和数据线缆等构成的各种传输网络及其重要电子终端设备中的传导耦合规律、效应评估的现状,以典型人体-金属模型(BMM)静电放电(ESD)电磁脉冲(EMP)作为注入源,对静电放电电磁脉冲在线缆网络中的传导耦合规律进行了仿真和实验研究。建立了树形结构和环形结构线缆网络的电磁拓扑仿真模型,并运用电磁拓扑理论中的BLT超矩阵方程,采用将网络传递函数和时域卷积相结合的计算方法,得到了各结点瞬态响应的仿真结果。搭建了静电放电电磁脉冲实验平台,对理论建模仿真结果进行了实验验证,实验结果与仿真结果具有较高的一致性,从而验证了理论方法的有效性。研究结果表明,线缆网络中某一端口的脉冲响应不仅与网络结构有关,而且受到网络中线缆长度、负载阻抗等变化的影响。     

基于相空间重构的电磁继电器电性能参数预测研究

提出了基于相空间重构的电磁继电器电性能参数预测的GA神经网络方法。借助相空间重构技术,重构了电性能参数序列的高维空间轨迹;通过采用基于GA算法的神经网络拟合重构轨迹,建立了电性能参数序列预测模型。以电磁继电器接触电阻和燃弧能量性能参数为例,分析了重构参数对重构轨迹、预测结果的影响。该方法能从高维空间揭示电性能参数退化过程,充分利用神经网络泛化性能,因而预测精度高。实验结果表明,所提方法可行、有效。     

基于改进线路参数模型的配网电缆单相接地测距方法

基于构建的考虑多阶距离无穷小的配网电缆分布参数数学模型,提出一种基于线路分布参数模型的配网电缆单相接地故障测距方法。该方法利用线路两端的电压、电流同步故障信息来定位配网电缆单相接地故障,通过最小二乘法和搜索法的仿真结果比较,选择测距精度更高的搜索法来作为测距方法。搜索法是在整条线路上从两端搜索计算零序电压值误差最小的对应距离,该距离即为实际故障距离。仿真结果表明,所提测距方法具有较高的测距精度,并且不受中性点运行方式、采样窗口、过渡电阻和故障位置的影响。