基于稀疏PMU布点的广域保护全网时间同步方案

提出一种基于稀疏相量测量单元(PMU)布点的广域保护全网时间同步方案.根据通信路由对称性信息修改电网结构图,形成对时网络.提出对时网络分区方案,对任意拓扑和PMU布点形式的对时网络进行划分,划分后的子网络可归类为4种结构.结合乒乓对时法提出分区后4种结构的对时策略,并在此过程中引入时间同步校验算法.分析了同步误差越限和时钟偏移突变等特殊情况下的应对策略.算例分析表明,该方案具有实现简单、同步精度高、误差波动范围小、适应同步数字体系(SDH)光纤环网通道变化等特点,能够满足广域保护应用要求.     

用于逆变器分布式控制的切换式环网通信与同步方法

针对并联运行三相逆变器模块分布式控制问题,提出采用高速切换式光纤环网搭建分布式控制网络,每一个逆变器模块作为环网中的一个节点。结合具体的环网通信协议,计算切换式光纤环网一个开关周期内完成数据通信的时间,得出切换式光纤环网的应用范围。为了实现并联运行逆变器模块电流均衡并避免产生环流,采用环网中各节点精确同步的控制策略,使各个子节点产生相同的开关驱动脉冲。提出3种应用于切换式环网的节点同步方法,通过分析3种同步方法的时间延迟和同步精度,得出适合并联运行三相逆变器模块的双光纤环网拓扑结构。该结构简单可靠、同步精度高。搭建了切换式光纤环网实验平台,验证了切换式光纤环网通信时间计算方法和节点同步方法分析的正确性。     

一种分布式电力电子环网拓扑及时钟同步算法

为解决电力电子分布式控制系统中的时钟同步问题,提出了一种基于以太环网的分布式控制拓扑结构,并详细论述了实用易行的时钟同步算法。包括全同步过程和自同步过程的时钟同步算法既可以补偿时钟初始偏差以及线路传输延时,也可以实时地补偿不同站点时钟的晶振漂移。并搭建了以DSP与FPGA为核心的分布式控制平台,实验验证了上述拓扑与算法的可行性,实现了系统中各个站点的时钟同步,实验得出时钟同步精度在15 ns以内。对实验中存在的不足之处提出了对应的改进方法,以进一步提高同步精度。     

一种新颖的三相逆变器并联拓扑结构

提出一种新型基于光纤环网的三相逆变器并联拓扑结构。整个系统由1个中央控制器和3个底层控制器构成。底层控制器通过光纤环网将采集的数据上传给中央控制器,中央控制器再将计算结果通过光纤环网传输给底层控制器,底层控制器还负责各个模块驱动脉冲的同步。建立了系统在同步旋转坐标系下的数学模型,给出了并联系统的控制策略,设计了系统的双环控制器。实验结果表明该拓扑结构简单,可行性高。     

一种基于母线群搜索的电磁环网拓扑辨识方法

依据CIM的电网母线-支路模型,提出了一种基于母线群搜索的电磁环网拓扑辨识方法,并介绍了实现的具体步骤。研究了通过深度优先搜索实现同电压等级母线群搜索和母线间连通性的搜索,在此基础上提出了电磁环网存在性判定及环网的边路径搜索方法。最后结合电网实例分析验证了方法的正确性,可准确判断出电网中电磁环网的存在,并可搜索得到具体的环网路径设备。     

直接式AC/AC型混合配电变压器及其在配电环网潮流柔性调控中的应用

为满足未来配电网智能化的发展需求,实现配电环网潮流柔性调控,提出了一种能够满足城市配电环网潮流柔性调控的直接式AC/AC型混合配电变压器(AC/AC-HDT)。提出了AC/AC-HDT的拓扑结构并对其运行原理、优势进行分析与对比。基于此,结合现有配电环网的主要闭环方式,提出了含AC/AC-HDT的城市配电环网组网方案。基于配电环网潮流调控基本原理,给出了AC/AC-HDT在城市配电环网潮流调控中的策略流程。通过实验室AC/AC-HDT原理样机的搭建以及含AC/AC-HDT的双电源配电环网潮流调控效果的仿真分析,验证了所提直接式AC/AC-HDT拓扑的合理性以及其在配电环网潮流柔性调控中应用的可行性。     

自动成图在配网自动化系统中的研究及应用

在配网自动化日常运维工作中,应对线路改造、负荷转供造成的网架拓扑变化,快速、正确的更新日常调度所需要的图形.介绍了目前上海浦东配网典型环网图结构,提出一种基于GIS图形、利用二次布线算法实现环网图自动成图的方法.该方法可提高网架图形生成的效率,并提高了环网图拓扑的正确性、布局的规范性.     

基于复杂网络理论的电力通信网加边保护策略

基于复杂网络理论,对华中电力通信网进行了网络建模和拓扑统计特性分析,得出华中电力通信网是一个典型的无标度网络的结论。其结构特点造成华中电力通信网对随机攻击具有较强的鲁棒性,而在蓄意攻击尤其是高介数节点攻击下十分脆弱。针对华中电力通信网的结构特点,从连通脆弱性和网络效率2个角度,对比了随机加边策略、低度数节点加边策略、低介数节点加边策略和代数连通性加边策略对华中电力通信网鲁棒性的影响,研究表明:上述加边策略可以有效地提高华中电力通信网的鲁棒性,低度数节点加边策略在保护效果及计算效率上明显优于其他3种策略。     

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。     

分布式控制同步误差对H桥并联拓扑结构均流特性影响分析

受现有电力电子开关容量限制,大容量直流变换器通常以开关管并联方式扩展装置单机容量。但驱动线路过多会增加装置的故障率和维护难度,装置容量变化时,控制器和驱动电路都要重新设计。针对该问题,提出一种基于分布式控制的H桥并联大容量三电平直流变换器拓扑结构,分析了分布式控制同步误差对H桥并联拓扑结构均流特性的影响。在H桥并联拓扑结构中通过高速光纤环网,实现多个H桥模块的驱动脉冲同步和分布式控制。分析了同步误差和死区宽度对装置稳定运行的影响,分布式控制同步误差和限流电感将决定H桥模块的电流均衡度,给出了H桥模块限流电感设计依据。制作了一台基于H桥模块并联的实验样机,对所述分析进行了验证。     

船舶综合电力系统同步测量的实现

通过比较各种时间同步协议的优缺点,提出基于IEEE1588协议实现船舶综合电力系统同步数据采集的方案。分析了IEEE1588协议的偏移测量和延迟测量原理,指出时间戳是影响同步精度的主要因素,并比较了在不同协议层获取时间戳的同步性能。给出了基于环形冗余工业以太网实现主、从时间同步的网络拓扑结构,并基于DP83640芯片设计了同步测量节点,实现了数据的同步采集与网络传输。设计过零检测实验并测试同步性能,同步精度低于1μs。结果表明,使用IEEE1588协议可以在不显著增加成本的基础上,为电力系统提供实时、高精度、严格同步的量测量,满足基于局域网的舰船电力系统监控和计算的需要。     

基于SDH网络的时钟同步链路规划

目前,我国的通信网络已基本实现数字化,传输和交换都是数字设备.随着电力通信网的快速发展,SDH传输网承载的业务也在不断地拓展,而时钟同步则是SDH网所必须解决的问题.同步网络结构上可分为准同步网络、主从同步网络以及混合同步网络3种.为提高网络的稳定性,一般都会同时规划好主用及备用时钟链路.针对主从同步网络,提出了一种时钟同步链路的规划方法.先通过最小生成树Prim算法规划主用时钟链路,然后在此基础上利用最小环算法规划备用时钟链路.最后在MATLAB上对该规划方法进行了仿真,并应用于示例拓扑,验证了该方法的正确性、可靠性.     

分布式发电微电网簇的同步稳定性

对分布式发电多小区微电网组成的簇网络的同步稳定性进行了研究。基于电力网络常用三种模型星型、树型以及环型网络以及改造后的新型蛛网结构,对网络的拓扑结构和网络特性间的内在联系进行了深入研究,对影响系统同步稳定性的因素进行了分析。首先,以复杂网络图论和Kuramoto振子模型为基础,构建簇网络模型,通过观察该集群网络相关参数的变化,分析子网互联程度对整个网络同步性能的影响。结果表明：分散式连接方式比较集中式连接方式构成的簇网络同步性能更好;簇网络的各子网间联系越密切,所形成的簇网络拥有越好的同步性能;分析子网间连接边的连接强度,结果显示连接强度的增加有利于整个网络的稳定,而对子网络同步稳定性有更加复杂的影响。     

基于时钟差的线路电流差动保护数据同步方法

随着现代电力通信网的发展和完善，自愈环网或可变路由的光纤通道逐渐增多，给线路光纤差动保护带来了新的问题。现有的数据同步技术假设收、发通道延时一致，一旦通信路由发生改变，就会由于数据不同步而影响保护的可靠性。为此，文章通过引入装置时钟差的概念，提出了一种基于时钟差的数据同步方法，该方法以乒乓对时为基础、参考向量法对时作辅助，解决了自愈环网双向通道路由不一致时数据的同步问题，具有很好的实用价值。     

基于多HSR环网的分布式母差平台及关键技术

保护设备就地化的难点之一是实现母线保护等跨间隔保护设备的就地化,文中在分析现有分布式母线保护特点的基础上,提出了基于多个高可靠无缝冗余环网的分布式母线保护方案和具体的软硬件平台实现架构。文中基于FPGA技术实现了环网报文时延的准确测量及补偿,并提出了不依赖于外部时钟的基于采样事件的采样同步技术。通过采用环网拓扑监视和弱配置管理等关键技术,实现了环网通信状态的实时监视以及子机终端的少配置、弱管理应用,提高了运行维护的方便性。最后,通过对该方案主要性能参数的实际测试,验证了该方案的可行性。     

电力SDH传输网的风险评价

同步数字体系(SDH)传输网具有很高的生存性,在安全性要求非常高的电力通信网中广泛应用。根据电力通信网的特点,结合SDH自愈环的特点,提出拓扑单元的概念,将网络划分为多个拓扑单元。通过分析网络连接结构得到拓扑单元可靠度,并将拓扑单元所承载的业务与包含的节点重要性相结合得到拓扑单元故障严重度,最后将拓扑单元可靠度与故障严重度融合得到拓扑单元风险评价指标。根据网络各拓扑单元的风险值,计算得到评价网络整体风险的指标。仿真表明,基于拓扑单元计算的网络风险值与网络风险均衡度指标能从不同方面衡量网络的运行风险状况,为网络资源配置优化与业务路由优化提供有益参考,在电力通信网风险管理与控制方面具有一定的应用价值。     

网络拓扑结构与供电可靠性的数学关系分析

在拓扑结构相似性概念的基础上,提出了网架拓扑与配电网供电可靠性直接相关的理论,解决了可靠性评估中缺乏对网架拓扑合理性分析的问题,同时提升了配电网规划的合理性与针对性。首先将实际配电网进行抽象化处理,用带权邻接矩阵及故障度矩阵综合表示配电网;其次提出了基于拓扑共享度特征指标的相似性函数,借助聚类分析的方法对配电网可靠性进行初步分析与评估;最后提炼出关键支路的故障率水平、网架结构、分布式电源接入位置等3个辅助分析指标,并通过指标的提升实现对配电网规划的优化。在工程实例分析中对实际配电网提出了具体的优化策略,验证了该方法的有效性。     

微功率无线通信技术在电力线路中的适应性分析

在输配电线路现场通信网络中,微功率无线通信技术需要解决远距离传输带来的适应性问题,也需要支持电力信息处理的时间同步。文中讨论了以IEEE 802.11g(2.4GHz)为代表的微功率无线传输技术构建现场通信网络的技术方案,重点针对点对点组网拓扑下的通信吞吐量、时延进行了理论分析、计算机仿真,测试了设备远距离通信与时延和吞吐量的关系,并基于分析数据获得了微功率无线通信技术对IEEE 2030标准定义通信技术指标的适应性。针对电力信息的业务同步需求,提出了微功率无线在现场网络中的同步技术,对所提出的同步算法进行了性能分析和仿真。