优质电力园区应用案例与拓扑结构研究综述

优质电力园区(Premium Power Park,PPP)作为定制电力技术应用的一个重要方面,无论在传统的工业领域,还是在现代的金融、IT行业都得到了应用。文中首先分析了国内外两个典型的PPP——特拉华PPP和仙台市多级电能质量供电系统示范基地的运行情况,并简要地介绍了国内外其它PPP的应用情况;然后从供电方式、所供应负荷类型以及采用定制电力装置的补偿能力等方面对PPP拓扑结构的发展状况进行了分析;最后对PPP今后的研究和发展方向作了总体分析,为今后PPP的规划和建设提供可选方案。     

新能源与可再生能源的关键技术与发展趋势

主要研究了开发新能源与可再生能源的关键技术,提出了电力电子变换、电能存储、电能管理与电能质量控制在新能源供电系统中的核心作用。着重探讨几种电能混合供电发电和分散供电方式,以及集成供电系统的电源变换、智能管理及安全控制等问题,并展望新能源供电系统的应用前景。     

一种实现优质电力园区分级供电的协调控制策略

利用市电电源,融合本地电源,通过交流母线和直流母线来给交流负荷和直流负荷供电,作为今后PPP建设和研究的方向,其供电电源和PQDs的协调研究将变得非常关键。考虑PQDs与备用电源的接入时间及联络开关的分合条件,提出了一种故障状态以及恢复过程的总体协调控制策略。该策略着重考虑接入时间点,是一种在故障状态及故障恢复过程中的总体协调策略,从实现不同电能等级方向考虑通过TB2的切换来简化控制策略。根据设计的PPP实用拓扑结构,通过PSCAD/EMTDC建模仿真,验证了该控制策略的有效性。     

配电系统电力电子变压器的研究

供电可靠性及电能质量一直是用户和供电部门密切关注的问题。在电网中，变压器是电能转换的最基本的元件，但常规变压器难以对供电可靠性的提高和电能质量的改善作出贡献。本文介绍了一种全新的产品一电力电子变压器，它具有提高供电可靠性、改善电能质量并且体积小、重量轻、环保效果好等一系列优点，可以较好地解决这些问题。在对电力电子变压器现有方案进行分析的基础上，本文提出了一种新的实现方案，计算机仿真结果表明：变压器原方可以实现输入电流波形为正弦称功率因数接近于1，变压器副方可以获得良好的输出电压、电流。     

电能质量和用户电力技术的发展动态

文章介绍了国际上关于电能质量问题研究及用户电力技术发展的动态,从而加强我国电力用户对电能质量重要性的意识,提高供电可靠性和电能质量.     

信息电力与FACTS及DFACTS技术

信息社会对供电质量提出了新挑战,指出发展FACTS及DFACTS技术是满足信息电力要求的重要途径。在分析我国大区电网互联及其电压稳定、无功补偿问题的基础上,指出发展STATCOM应是我国FACTS技术研究的主要方向,并阐述了STATCOM研究的重点课题。同时指出在DFACTS方面我国应加强系统化研究,主要内容包括：电能质量问题对不同用户影响的试验研究、电能质量监测和评估技术、综合补偿技术及系统化设计等。     

解决电能质量问题是电力发展的当务之急

电能质量直接关系到电力系统的供电安全和供电质量，影响到了电力系统、电力用户及其他相关行业。下面以石城变城红线1123电能质量测试为基础，分析了电能质量存在的问题，提出了解决问题的一些措施和建议。     

电力载波系统基础上的远程电能质量监测

电能质量已经引起了众多方面的重视 ,对电能质量进行分析和统计将是电力供电部门提高自身供电质量 ,提高竞争能力的必要手段。随着“一户一表”工程的最终实现 ,为在低压负荷侧进行电能质量的分析提供了基础条件。从这两个方面考虑 ,对低压用户端的供电质量进行统计和分析 ,不仅能对电能质量标准的制定提供必要的数据 ,而且能从根本上考察用户是否遵守了系统的谐波标准 ,为谐波污染的治理提供依据     

电力载波系统基础上的远程电能质量监测

电能质量已经引起了众多方面的重视,对电能质量进行分析和统计将是电力供电部门提高自身供电质量,提高竞争能力的必要手段.随着"一户一表"工程的最终实现,为在低压负荷侧进行电能质量的分析提供了基础条件.从这两个方面考虑,对低压用户端的供电质量进行统计和分析,不仅能对电能质量标准的制定提供必要的数据,而且能从根本上考察用户是否遵守了系统的谐波标准,为谐波污染的治理提供依据.     

电能质量——供电可靠性的进一步延伸

随着用户对电能质量敏感度差异与要求的变化，电能质量指标的范畴与要求日益细分。文章论述了按照电能质量的敏感度对负荷进行分类以及电能质量标准的规定及修订概况。介绍了国外针对特定高电能质量要求的用户，采用优质供电园区(PPP)概念，在供电侧集中解决电能质量问题的方案以及与分布式PPP与用户侧解决方案的比较。提出了上海解决电能质量问题的若干思考以及对PQD(电能质量装置)产品与技术的应用与发展建议。     

北京优质电力园区优质供电方案

鉴于优质电力园区技术的发展现状,针对中国首批在建优质电力园区工程之一——北京优质电力园区工程面临的工程技术问题,研究了优质电力园区供电质量等级划分、定制电力装置配置等方法,提出了四级供电的优质电力园区供电方案,对我国后续优质电力园区工程建设具有指导作用。     

Signal Processing and Deep Learning Techniques for Power Quality Events Monitoring and Classification

Abstract

Power quality disturbances (PQDs) have major challenges in embedded generation systems, renewable energy networks, and HVDC/HVAC electrical power transmission networks. Due to PQDs, electrical power network can have disruption in the protection system, security system, and energy-saving system. PQDs also affect the operation cost and consistency of electrical power systems. This paper presents an innovative method based on compressive sensing (CS), singular spectrum analysis (SSA), wavelet transform (WT) and deep neural network (DNN) for monitoring and classification of PQDs. Feature extraction and selection is an essential part of the classification of PQDs. In this paper, initially, SSA time-series tool and multi-resolution wavelet transform are introduced to extract the features of PQDs, and then CS technique is used to reduce the dimensionality of the extracted features. Finally, DNN-based classifier is used to classify the single-and-combined PQDs. The DNN architecture is constructed utilizing the restricted Boltzmann machine, which is then fine-tuned by back-propagation. The heart of this paper is to enhance the classification and monitoring accuracy and comparison of the results of WT-based classifier with SSA-based classifier. The proposed method is tested using 15 types of single and combined PQDs. These disturbances are transitory in the transmission and distribution networks such as voltage sag, swell, transient, interruption, harmonic, etc. The simulation and experimental results demonstrate that the SSA-based DNN classifier has significantly higher potential than the WT-based classifier to classify the power quality events under noisy and noiseless conditions.     

改善电动机供电电能质量的新策略

优质电力供应是电动机稳定、可靠运行的重要保证.针对电动机供电系统中存在的主要电能质量问题,介绍了几种电能质量补偿装置的基本结构及工作原理,分析了其关键技术和研究热点.最后,讨论了其应用现状及发展趋势,对用户选择经济合理的装置来配置电力,满足电动机运行对电能质量提出的较高要求具有一定的指导作用.     

低压直流供电技术研究综述

随着电力电子技术的发展,直流供电技术呈现出技术和经济优势,在能源变革背景下具有很好的发展前景。本文首先对低压直流供电的发展情况和电压等级序列等进行了论述,随后总结分析了直流配电网协调控制、配网保护和电能质量控制等关键技术以及关键设备的研制情况,最后整理了国内外直流供电技术研究与工程应用情况,其中苏州工业园区主动配电网应用示范区是城市能源变革的重要探索。     

基于抗扰时间的优质电力园区技术方案优化方法

优质电力园区是有效解决区域性高品质供电问题的技术方案,其技术方案优化是进行园区建设的前提。为满足不同用户的不同供电质量需求,引入过程暂降抗扰时间和抗扰度概念,考虑园区内各工业过程的电压暂降响应特性、物理参数及其变化规律,以及用户可接受后果状态,提出基于过程抗扰时间的用户供电质量需求与园区供电质量等级划分方法,以用户需求为约束,总投资最少为目标,建立优化模型,并研究了优化模型的Tabu搜索算法。对典型园区的仿真结果表明,文中方法正确、可靠,能在满足用户不同供电质量需求的同时,保证总投资最少,为优质电力园区的建设提供了保证。     

基于SCG优化SSAE-FFNN的电能质量复合扰动深度特征提取与分类

在智能电网发展下,电能质量问题已遍布电网并威胁着电网的安全稳定,且电能质量监测数据日渐庞大,实现大规模系统中电能质量扰动(power quality disturbances, PQDs)的特征深度提取及智能分类识别对电力系统污染检测与管理具有重要意义。为此,文中提出了一种基于堆叠稀疏自编码器（Stacked Sparse Auto Encoder,SSAE）和前馈神经网络（Feedforward Neural Network,FFNN）的电能质量复合扰动分类方法。首先,基于IEEE标准构建PQDs仿真模型。然后,建立基于SSAE-FFNN的PQDs分类模型,并引入缩放共轭梯度（Scaled Conjugate Gradient, SCG）算法对模型进行优化,以提高梯度下降的速度并增加网络训练的效率。接着,为有效降低堆叠网络的重构损失同时提取出深度的低维特征,构建SSAE的逐层训练集及微调策略。最后,通过算例分析验证文中所提方法的分类效果、鲁棒性、泛化性和适用场景规模。结果表明,文中方法能够有效识别电能质量复合扰动,对含误差扰动和某地市电网的21组实测扰动录波数据也有较高的分类准确度。     

基于SVG的电力机车供电系统电能质量综合补偿技术研究

针对电力机车供电系统的电压波动、谐波污染等问题,采用了静止无功补偿装置SVG改善供电系统的电能质量。对静止无功补偿装置SVG的工作原理及其在电力机车供电系统中的应用进行详细的分析,提出了单相系统补偿电流的检测方法和综合补偿的控制算法;通过仿真分析了基于SVG装置的电力机车供电系统的性能,结果表明补偿装置SVG具有响应速度快、调节范围广、谐波抑制效果好、占地面积小等优点,能够有效治理电力机车供电系统中存在的电能质量问题,提高了电力机车供电系统的供电质量。     

配电网电能质量分析及其治理技术

针对稳态、动态电能质量问题,介绍了傅里叶变换、小波变换、S变换等分析方法,论述了当前研究现状并指出其不足,在治理技术上,目前采用用户电力技术治理配电网电能质量问题比较有效,介绍了稳态、动态电能质量和谐波的治理技术,并对比了有源滤波器、固态转换开关、配电型静止同步补偿器、不间断电源等控制装置的性能优缺点、应用进展及其经济性。     

采用定制电力技术解决配电侧电能质量问题

基于电能质量定义,介绍了当前新的研究领域———定制电力技术,着重分析了统一电能质量控制器(UPQC)的产生背景。在此基础上通过对小型定制电力工业园区模型的介绍和分析,表明采用定制电力技术将成为解决配电侧电能质量问题的关键。