基于模糊控制模型的电压暂降监测装置优化配置

提出了一种基于模糊控制模型和粒子群算法的电压暂降监测装置的优化配置方法。针对传统基于可观测区域(MRA)的方法的不足,提出了模糊阈值和观测指数的概念。考虑监测点观测能力,建立模糊控制模型以构造优化目标函数,进而采用离散粒子群优化(BPSO)算法对电压暂降监测装置进行优化配置。通过IEEE 30节点测试系统对所提方法进行仿真分析,并将所提方法和传统方法得到的配置结果相比较,结果表明所提方法不仅实现了全网电压暂降的完全可观测,而且实现了监测装置的最优配置。     

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。     

考虑变压器接线方式的电能质量监测装置优化配置方法

当前电能质量监测装置配置过程尚未考虑变压器接线方式对电压暂降传播特性影响,针对这一缺陷,本文首次提出一种考虑变压器接线方式的电能质量监测装置的优化配置方法。首先深入分析系统中变压器不同接线方式对电压暂降传播特性的影响,建立与特定接线方式相对应的电压暂降幅值矩阵。然后,构建了各种类型短路故障下的电压暂降可观测矩阵,形成保证全网各节点电压暂降可观的约束条件,以监测装置数量最小为目标函数,建立了基于遗传算法的电能质量监测装置优化配置方法。最后,对IEEE-39节点进行仿真计算,验证了本文方法的有效性。     

基于观测能力可调控的电压暂降监测点多目标优化配置

为降低电压暂降中故障电阻变化对可观测区域影响,实现监测点优化配置,本文提出一种用节点观测能力调控可观测区域,综合考虑监测装置数量、观测能力、冗余度等因素,实现监测点的多目标优化配置方法。首先通过电压暂降幅值公式计算出不同故障类型下节点电压,在此基础上建立模糊控制模型得到节点观测能力,用观测能力改进分段法来构建可观测矩阵。以全网电压暂降可观测为约束条件,监测装置数量、观测能力和冗余度为目标函数,采用非支配排序遗传算法（NSGA2）实现电压暂降监测点的多目标优化配置。通过在IEEE 30节点系统的仿真验证,与传统监测装置优化方法相比,本文方案在满足全网暂降可观的基础上,还保证了监测装置数量和观测能力的合理分配。     

考虑监测点建设紧迫性的电压暂降监测装置多目标优化模型

为了实现电压暂降监测装置更加精准的布局,确保电网的稳定运行,提出了一种考虑监测点建设紧迫性的电压暂降监测装置多目标优化模型.首先,引入电压暂降幅度和电压暂降频率状态评估指标,建立监测装置建设紧迫性评估模型;然后,综合考虑系统监测点的建设紧迫性,基于电压暂降可观测矩阵,建立最小化建设紧迫性总权重和最小化可观测损失率的多目...     

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。     

考虑敏感区域的电压暂降监测装置优化配置

电压暂降无法避免且对敏感负荷危害严重,合理配置有限监测装置可以降低监测成本,并为暂降治理、降低暂降危害提供数据支撑,因此暂降监测装置的优化配置有重要意义。本文针对传统方法忽略不同区域发生暂降危害程度不一致的问题,提出一种考虑暂降敏感区域监测可靠性和同步相量测量装置（phasor measurement unit,PMU）布点的暂降监测装置联合优化配置模型。该模型以暂降可观为约束条件,以监测装置数目最少,覆盖暂降敏感区域范围最广为目标,并进一步配置PMU用于辅助监测电压暂降。此外,本文采用Zeroin方法提高了暂降域计算的准确性。IEEE30系统仿真表明本文方法可以保证装置数目最少并对敏感负荷高冗余度覆盖,保障其经济效益。本文所提方法克服了难以平衡监测成本与敏感区域监测能力的困难。     

一种电压暂降监测装置优化配置的方法

提出了一种基于监测到达矩阵实现电压暂降监测装置优化配置的方法。结合监测到达域和二进制规则建立了监测到达矩阵,并作为全网重要节点电压暂降可监测的约束条件。以电压暂降监测装置数目最少为目标函数,建立优化模型,通过求解优化模型来实现电压暂降监测装置的优化配置。系统中由各种短路故障引起的电压暂降事件都能被至少其中一台监测装置所捕获。算例分析验证了此方法的准确性和实用性。     

An Observability-based Approach to Extract Spatiotemporal Patterns from Power System Koopman Mode Analysis

Koopman mode analysis has shown considerable promise for the analysis and characterization of global behavior of power system transient processes recorded using wide-area sensors. In this paper, a framework for feature extraction and mode decomposition of spatiotemporal data based on the Koopman operator is presented. A physical interpretation of the Koopman modes as columns of a matrix of observability measures is derived, and criteria for selecting a reduced set of Koopman modes are proposed. This approach allows to selectively isolate and quantify the dominant physical mechanisms underlying the recorded power system data, and it can be used for wide-area monitoring and assessment. Simulation results on both simulated and measured data show that the method can accurately identify the dominant spatial patterns or shapes and temporal patterns associated with specific system behavior.     

数据采集系统的可控性与可观测性分析

本文中介绍了一种应用等效电路图对数据采集系统进行可控性和可观测性分析的方法并对系统的输出可控性进行了分析。     

考虑SCADA量测的PMU优化配置研究

针对目前PMU与SCADA系统并存、且互为补充的状况,提出了一种PMU优化配置方法。该方法充分利用PMU和SCADA的量测信息来降低PMU的配置数目,通过合理布置、优化配置PMU,保证了系统的可观测性。算例表明,该方法与现有方法相比可减少PMU的配置数量而达到同样的观测性能。     

PMU配置不完全可观测系统状态计算

对配置PMU系统,从网络节点方程解算理论入手,提出了系统可观测性判定算法,将系统节点分为动态可观测节点和不可观测节点。如何求得不可观测节点的电压相量,一种方法是视可观测节点为Vθ节点的潮流方法;另一种方法是将不可观测节点功率注入等效为等值阻抗(导纳)形式,用可观测节点电压的线性组合形式来表示不可观测节点电压。该文分析了两种方法各自的特点,算例分析验证了方法的有效性。     

Sensor network design for complex systems

This paper proposes a strategy to design a minimal and fault‐tolerant sensor network for observability of complex systems. Complex systems are large‐scale dynamic systems composed of interconnected subsystems. The objective is to determine the sensors to be used so that the system is observable while minimizing the number of sensors. The strategy is based on breaking down complex systems into interconnected subsystems. System breakdown helps in treating each subsystem separately and allows using reduced‐order observers rather than a large‐scale observer for the overall system. An academic example is given to illustrate the proposed strategy.Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

广东省网EMS中状态估计可观测分析方法

介绍了成功应用于广东省网EMS状态估计中的可观测分析方法。该方法建立在快速解耦状态估计中雅可比矩阵运算可观测性分析原理基础上,以逻辑方法模拟雅可比矩阵消元可观测分析过程,把节点注入型量测转化为支路型潮流量测,能快速、准确地判断系统是否整体可观测。对于系统中不可观测部分以增加必要的注入伪量测形式使之观测,保证状态估计在各种量测条件下正常运行。文中所提算法直接对量测进行处理,分析直观,在广东省网实际应用中,取得较好效果,经多次测试和实际运行检验,其结果准确、可靠。     

Fault-location Observability Analysis on Power Distribution Systems

Most of the fault-location methods developed in the past employed measurements obtained from a limited number of meters installed in a power system. Optimal meter placement in power systems is to make the best use of a limited number of meters available to keep the entire network observable. This article presents the fault-location observability analysis for distribution systems and proposes a novel optimal meter placement algorithm to keep the system observable in terms of fault-location determination. First, the observability of fault location in power systems is defined. Then analysis of the whole system is performed to determine the fewest number of meters needed and the best locations to place those meters to achieve fault-location observability. Case studies based on a 16-bus distribution system have been carried out to illustrate the proposed algorithms.     

严重受扰系统的能控性和能观性及失稳模式分析

基于稳定域理论,指出严重受扰系统的轨迹在临近失稳时运行在主导不稳定平衡点附近,因此可以用线性系统来近似描述严重受扰系统的局部动态。相应地分析线性化系统的模式能控性和能观性,并提出秩判据,以判别控制输入矩阵或观测输出矩阵对失稳模式是否能控或能观。采用特征分析,根据特征值、参与因子和模态揭示故障失稳模式,并根据模式能控性和能观性矩阵找出最灵敏的控制输入和观测信号的地点,以控制和检测失稳模式。以10机39节点新英格兰系统为算例,表明所提出的基于主导不稳定平衡点的线性分析方法实用有效,可为构建广域监视和控制系统奠定基础。     

基于最大测量树法的电力系统PMU优化配置

着重研究了基于图论的相量测量单元PMU(Phasor Measurement Unit)配置方法.引入测量树的概念,提出了一种新的寻找最佳PMU配置点的规则.并由此得到最大测量树法MMT(MaximalMeasurement Tree),该方法以任一母线为起始母线,以能够提供最大的测量树为目标配置PMU.在实际算例中分别对IEEE 14、IEEE39、IEEIE 118系统进行仿真计算,根据计算结果比较了最大测量树方法以及末端节点法、深度优先法DFS(Depth First Search)和模拟退火法SA(Simulated Annealing)的优缺点.算例表明:MMT法可以获得最少PMU配置数目,相比SA法有较高的效率和较快的收敛速度.最后,分别利用最大测量树法和末端节点法实现了江西电网PMU优化配置.     

Controllability and observability criteria of RLC networks over F(z)

RLC networks are a class of important linear systems. This paper discusses the problem of controllability and observability of RLC networks over the field F(z) of rational functions in independently variable parameters. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.