智能变电站故障识别系统的研究与实现北大核心

针对智能变电站监测状态量多,应用环境复杂,各类型故障相互关联,无法快速定位这一问题,提出使用J2EE架构模式,采用面向对象动态非线性系统建模技术和模块化设计方法,结合Ajax、Ext、Volterra核函数等关键技术,综合B/S、C/S模式各自的优势,设计开发了智能输变电设备在线监测与故障诊断系统;系统提供了智能化、图形化的应用环境,支持跨平台运行,主要实现了对500kV变电站主变压器、断路器等智能输变电设备运行状态各参量的全面监测、分析诊断,并进行故障定位和预警等功能,防止了智能输变电设备运行事故的发生,为国家电网公司智能变电站的建设提供了关键的技术支撑。     

阻容分压型电子式电压互感器暂态特性研究

电力系统中各种高压开关操作或暂态故障工况均会产生极大的暂态干扰,对电子式电压互感器的暂态响应特性提出了更高要求。对220 kV气体绝缘开关设备(GIS)阻容分压型电压传感器的原理结构进行了研究,建立了电子式电压互感器等效电路模型。从系统仿真角度进行了变电站单相接地故障状态下电子式电压互感器的暂态特性研究,确定了低压臂电容与分压电阻的参数匹配是影响电压互感器暂态特性的重要因素,并进行了一次接地短路的暂态试验验证。仿真及试验研究表明,220 kV GIS阻容分压型电压互感器在单相接地短路故障工况下能够实时、准确地传变一次电压的暂态变化。该研究对提高电力系统运行的稳定性和可靠性,对促进电子式互感器在智能变电站复杂工况下的实践应用具有重要意义。     

浅谈输变电设备状态检修

设备检修工作在输变电过程中一直起着不可或缺的作用,以前的故障后检修和定时检修,很大程度上减少了设备的突发故障,保证了输变电的正常运行。近年来,由于电压等级的提高,用电客户对电的依赖性增强,促使在输变电过程中更要注重供电的可靠性。正因为如此,才产生了输变电状态检修模式。本篇从输变电检修工作现状、状态检修可行性、状态评价方法、绩效评估进行了较为详细的分析。     

基于RFID技术的状态监测智能电子装置设计

针对传统输变电设备在线监测系统难以满足故障定位精确、多参数集中监测的现状,提出一种新型输变电设备在线监测系统架构,并重点研究了用于状态监测的智能电子装置（ IED）。设计了一种基于射频识别（ RFID）技术的状态监测IED,主要由微处理器、温度传感器、电流传感器、电压传感器和一种有源RFID芯片构成。仿真与测试结果表明：IED天线回波损耗约为－13.1 dB,载波频率为865.8 MHz时, IED最大读写距离为18 m,IED驱动电流和工作电流分别为520,210μA,性能优于SL9000A。     

MMC电容电压排序优化算法研究

根据模块化多电平换流器的运行原理,研究了传统电容电压排序算法导致器件开关频率增大的根本原因;为降低器件的开关频率,提高系统运行效率,提出了一种电容电压排序优化算法。该算法对传统排序算法进行了优化改进,给定3个电压参考值,将已投入的子模块电容电压值与参考值进行比较,判断是否继续保持投入状态。在Matlab中搭建了每相60个子模块的MMC电容电压排序优化算法仿真模型,仿真结果表明,该算法能显著降低功率器件的开关频率,减小换流器的功率耗损。     

煤矿供电系统过电压研究

针对某煤矿35kV供电系统在雷暴日经常发生过电压现象的问题,分析了过电压产生的原因,指出是分频谐振引起系统电压异常,电压互感器和架空线路的对地电容是引起分频谐振的元件,通过分析该供电系统的谐振过电压参数,给出了相应的改造方案,即更换励磁伏安特性较好的电压互感器,在电压互感器高压侧中性点加装非线性消谐器,安装多功能智能消谐装置。实际运行表明,该改造方案实施后,35kV供电系统未发生谐振过电压现象,运行可靠。     

220kV青溪变投消弧线圈引起35kV母线三相电压不平衡原因分析及解决方案

结合我局220kV青溪变35kV系统在消弧线圈投入运行时，随着运行方式的变化，使得该站35kV系统电压偏移出现较大变化的现象，分析原因，结合现场实际，提出解决投消弧线圈引起35kV母线三相电压不平衡的解决方案。     

电动汽车能量控制系统的动态建模与仿真

在异步电动机驱动的电动汽车运行过程中,驱动系统的直流侧电压和电流随着运行状态的不同而发生变化,从而会造成电动机控制性能的恶化.根据电动汽车驱动时直流侧电压需保持恒定,能量回馈时直流侧电流需保持恒定的要求,使用双向直流-直流变换器对直流侧电压和电流进行调整,正向工作时采用电压反馈并使用PI控制器镇定系统,反向工作时采用电流反馈并使用基于补偿环节的平均电流法镇定系统.分别建立了正向电压控制和反向电流控制的动态数学模型,利用输入电压和负载的阶跃扰动考验了系统的抗扰能力.通过MATLAB仿真证明了该控制方法的有效性和正确性.     

基于蒙特卡罗模拟的220kV电网经济可靠性评估

提出一种模型算法,对220kV电网典型供电模式经济性与可靠性同时进行评估,以寻求兼顾资产全寿命周期内的投入成本最少和可靠性最优的风险结合点.采用具有正态分布特点的随机数模拟电网元件运行状态,通过变电站无功电压控制以模拟系统无功电压运行状态,通过节能发电调度模型来模拟机组启停状态,基于上述模拟方法对随机样本潮流计算确定各个节点负荷消减量,评估各典型供电模式下220kV电网的经济可靠性.     

35 kV风力发电集电线路防雷绝缘子结构设计

针对雷击会损坏集电线路设备,严重影响风力发电系统的正常运行问题,设计一种新型电线路防雷绝缘子结构。该绝缘子由绝缘芯棒、伞套、挡弧环、发散型引弧环等组件构成,并进行了精确的感应过电压计算,考虑了合理的电弧燃烧路径。结果表明,在不同电压等级下,研究提出的防雷绝缘子的冲击电压均相对较高,分别为193.6kV、249.3 kV、296.8 kV,这意味着该绝缘子能有效抵御雷电冲击并保持其功能。     

静止无功发生器在风电场电网中的应用研究

分析并比较了晶闸管控制电抗器型无功补偿装置和静止无功发生器的动态响应时间和谐波特性,得出静止无功发生器动态响应速度更快、谐波含量更低的结论;对静止无功发生器在风电场电网正常运行和发生三相接地短路故障时的应用情况进行了仿真研究,结果表明,静止无功发生器可在风电场电网正常运行时降低输电线路损耗、抑制并网点电压的波动和闪变,在电网发生短路故障时增强风机低电压穿越能力;在某风电场通过断开静止无功发生器端子排上330kV母线PT空气开关来模拟电网三相接地短路故障,测试结果证明,静止无功发生器能够在较短的时间内达到最大容性无功输出,提高了电网运行的稳定性。     

基于TD-SCDMA的煤矿智能电力故障检测与分析系统

针对煤矿井下供电设备故障给煤矿安全生产带来很大隐患的问题,提出了一种基于TD-SCDMA技术的煤矿智能电力故障检测与分析系统。该系统通过供电检测采集系统实时采集各段母线电压、各分支电流、功率、断路器状态以及故障信息,然后通过TD-SCDMA/工业以太网络支撑系统将煤矿供配电系统各设备运行状态、运行参数、故障信息传输到智能电力故障分析系统,完成煤矿供配电系统的信息加工、分析和故障诊断与处理。应用结果表明,该系统提高了供电可靠性,为煤矿的安全生产提供了保障。     

基于DIgSILENT/PowerFactory的轻型直流输电系统建模和仿真

介绍了轻型直流输电系统的结构特点,建立了基于电力系统仿真软件DIgSILENT/PowerFactory的轻型直流输电系统模型,分析了基于同步d-q旋转坐标系下的电压源换流器的稳态数学模型和直流电压、有功功率和无功功率的控制策略,对系统在直流电压、有功功率及无功功率变化条件下的动态性能进行了仿真。仿真结果表明,该系统具有很好的动态响应能力和鲁棒性,可以稳定工作于2个电网之间,独立控制无功功率达到静态无功补偿的作用。     

基于模糊层次分析法的煤矿电网电压态势预警研究

煤矿供电系统电压水平直接影响到电动机的启动及正常运行,但目前电网监控系统不能利用监测的实时电网结构参数和实时潮流分布数据对电网运行状态及电压水平进行预警研究,从而不能消除电网运行中的安全隐患。文章利用电网监控系统实时潮流分布数据,结合层次分析法和模糊理论,通过选取电压态势预警评判指标构建了模糊综合评判矩阵,评估当前电网电压水平,分析电压发展趋势,实现了煤矿电网电压运行态势预警,完善和提高了电力监控系统的监控功能。     

MSP430G2553单片机超低功耗的研究与设计

本设计以TI公司的MSP430G2553单片机为例,通过在空闲状态下选择深度的低功耗模式(LPM),在运行状态下,尽量降低电源电压和时钟频率,利用其他有效的设计原则使单片机系统达到最佳的低功耗状态。     

SVG的一种控制策略研究

论文分析了SVG传统控制方法的局限性,研究了闭环动态无功功率控制以及功率单元直流电压平衡控制的新策略。基于功率单元的数学模型和瞬时无功功率理论,论文将参考电流信号直接变换为电压参考信号,省去了传统双闭环控制中的电流-电压转换器。另外,利用在参考电压矢量中叠加一个与输出电流矢量平行的有功电压矢量用来控制功率单元的直流电压平衡。仿真模型参数为 SN ＝±4MVar、UN ＝10kV ,N＝12,Y 连接。仿真结果证明,论文的方法能在突加额定负载下实现SVG从感性无功功率变换到容性无功功率（或反之）的稳定输出,同时即使在过渡过程中也能保持所有功率单元直流电压平衡。     

Optimal reactive power dispatch with uncertainties in load demand and renewable energy sources adopting scenario-based approach

Optimizing reactive power flow in electrical network is an important aspect of system study as the reactive power supports network voltage which needs to be maintained within desirable limits for system reliability. A network consisting of only conventional thermal generators has been extensively studied for optimal active and reactive power dispatch. However, increasing penetration of renewable sources into the grid necessitates power flow studies incorporating these sources. This paper presents a formulation and solution procedure for stochastic optimal reactive power dispatch (ORPD) problem with uncertainties in load demand, wind and solar power. Appropriate probability density functions (PDFs) are considered to model the stochastic load demand and the power generated from the renewable energy sources. Numerous scenarios are created running Monte-Carlo simulation and scenario reduction technique is implemented to deal with reduced number of scenarios. Real power loss and steady state voltage deviation of load buses in the network are set as the objectives of optimization. Success history based adaptive differential evolution (SHADE) is adopted as the basic search algorithm. SHADE has been successfully integrated with a constraint handling technique, called epsilon constraint (EC) handling, to handle constraints in ORPD problem. The effectiveness of a proper constraint handling technique is substantiated with case studies for deterministic ORPD on base configurations of IEEE 30-bus and 57-bus systems using SHADE-EC algorithm. The single-objective and multi-objective stochastic ORPD cases are also solved using the SHADE-EC algorithm. The results are discussed, compared and critically analyzed in this study.     

井壁取芯仪供电电源测控系统的研究

在海洋油田深井测井装置中,井壁取芯仪的双相感应交流电机需要由地面电源供电,其中要经过AC/DC/AC-AC/DC/AC多个电压变换环节,以实现从单相AC110V低压至双相AC600～AC1200V中压的变换。文中是以凌阳单片机SPMC75F2413A为控制核心,采用MCP2515串行CAN总线,设计且制造了井壁取芯仪供电电源在线监控系统,在实际海洋油田测井中的应用表明,此系统很好地解决了实际运行状态监测问题,有效地保证了系统的稳定运行。     

新型电场传感器应用于输电线电场测量

基于高性能的微电子机械系统(MEMS)工频电场传感器系统开展了高压架空输电线下电场测量应用研究.为了获得电场分布规律,基于模拟电荷法,建立了输电导线的二维电场计算通用模型.传感器系统核心敏感芯片基于电荷感应原理,采用MEMS技术加工制作.在0~1000kV/m工频电场范围内,传感器系统的总不确定度为1.53%,分辨力达到了20V/m.仿真与测试结果表明:35kV与10kV输电线下的电场计算结果与传感器系统的测量结果偏差分别为6%和10%,并与传统的Narda EFA-300电磁场分析仪测量结果具有较好的一致性.