基于图论的电网故障行波定位装置最优配置算法

为了确保全网故障行波定位系统的可靠性和经济性,基于图论,提出了一种网络故障行波定位装置最优配置算法.通过分析指出,不同的网络结构和具体的故障点位置影响故障行波第一波头最短传输路径,进而影响故障行波定位装置的配置.该算法首先依次将网络中的每条线路设置成故障线路,采用保留故障线路的Floyd算法将复杂网络转化为简单网络,然后根据简单网络中故障点位置将故障线路两端的节点划分成2个数组,对所有故障情况下故障线路两端的节点分别取最小公共集,即得到需要配置定位装置的节点;并对影响网络故障定位算法的特殊情况提出了相应的增配方案.该算法建立在网络故障行波定位原理之上,网络故障定位结果证明了该配置算法的可靠性.     

配电网行波测距装置布点研究

配电网行波测距装置的配置影响着故障测距的准确性和系统的经济性。现有关于行波测距装置配置的研究多集中于输电网,缺少对配电网行波测距装置配置的研究。分析配电网行波信号的衰减特性,研究分支数量对行波信号传输的影响以及分支线对故障定位的影响,提出在配电网架空线上分散安装行波测距装置的初步配置方案。该方案减小行波测距装置检测信号的衰减,并且克服了配电网分支扩展时仅在变电站配置行波测距装置会得到伪故障点的缺陷,为配电网行波测距装置的配置提供了一种新思路。最后,使用ATP进行仿真验证,结果表明了分析的正确性以及该方案的可行性。     

一种改进的相量测量装置最优配置方法

以电力系统状态完全可观测和相量测量装置(PMU)配置数目最小为目标,提出了一种改进的PMU最优配置方法.将启发式方法和模拟退火方法有效结合以确保得到最优解,提高了基于启发式方法的初始PMU配置方案的质量,通过改进配置模型缩小了模拟退火方法的寻优范围,从而提高了求解速度.还提出了一种基于节点邻接矩阵的快速可观测性分析方法.最后采用IEEE 14、IEEE 30、IEEE 118节点系统和新英格兰39节点系统对该方法进行了验证.     

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。     

量测装置优化配置下的分布式配电网故障定位方法

变电站端故障监测"高阻"现象可能使得配电网故障定位失败。为了解决这个问题,提出了一种量测装置优化配置下的分布式配电网故障定位方法。所提方法的主要特点是在量测装置全局最优配置下,基于故障暂态信号的时间特性实现分布式故障区段定位。首先,改进的l_(2,1)主元分析方法被用来识别配电网中状态变化敏感的节点作为全局最优配置位置,然后根据配置结果构建了故障监测域并得到故障监测增广矩阵,进而给出故障区段判别规则,最后依据行波测距基础理论完成故障点定位。使用PSCAD/EMTDC搭建的改进IEEE34节点馈线系统进行仿真验证,仿真结果表明所提方法能准确识别出故障区段且对过渡阻抗具有较强的鲁棒性,定位结果不受故障类型、故障位置的影响。     

自适应网络结构的故障行波定位方法

输电网中环路的存在会影响故障初始行波到达时间与行波传输路径的匹配,影响故障点位置的计算.为此,提出了一种自适应网络结构的故障行波定位方法.对于故障线路不包含于环路的情况,利用Floyd算法搜索故障点到网络中各节点的最短路径;对于故障线路包含于环路的情况,确定环路中初始行波到达时间最大的节点为解环点,并提出了剔除无效路径的时间判据,将复杂故障网络简化为辐射形网络.在辐射形网络中,运用基于整个电网的故障行波定位算法,实现全网综合定位.仿真结果表明,该方法实现简单,适用于任何结构的电网,能够有效弥补现有行波网络定位算法的缺陷和不足.     

一种电网故障行波定位装置的优化配置算法

在研究行波定位装置的优化配置基础上,提出了一种用于配置行波定位装置后电网系统可观测性的判断方法,以保证电网系统所有支路可被检测为约束条件。以配置最少的行波定位装置和保证相同配置数目下配置方案具有最大量测冗余度为目标,构造了行波定位装置最优配置问题的数学模型,对于这个多目标优化问题,需要找寻一组全局最优解,应用二进制粒子群算法求解该问题可以得到满足条件的多种行波定位装置配置方案,对于多种可行方案引入冗余度指标进行优选从而得到最优的配置方案。最后,以某电网系统为例仿真验证该方法的可靠性。     

行波测距装置在500kV阳淮输电系统的运行方案分析

介绍了500kV阳淮输电系统新投运的利用行波在输电线路上有固定的传播速度这一特点、通过检测故障暂态电流行波在故障点与母线之间的传播时间来计算故障点位置的XC-2000型行波测距系统。着重对XC-21输电线路故障测距装置原理、测距效果以及如何实现合理的运行配置等方面进行了分析。     

基于IEC 61850的行波测距装置建模

随着智能变电站的发展,在电力系统广泛应用的行波测距装置迫切需要建立符合IEC 61850的数据模型以满足互联互通要求.在分析行波测距系统的通信接口及其数据要求的基础上,提出了扩展的行波测距逻辑节点RTFL,建立了行波测距装置的信息模型,并研究了其在数据传输协议MMS上的映射.所提出的符合IEC 61850要求的行波测距装置已在现场得到了应用.     

基于监测点优化配置的电压暂降故障点定位估计

提出一种基于系统监测点优化配置的电压暂降故障点定位新方法。针对由输电线路短路故障引起的电压暂降,首先以监测点数目最少为目标,以全网各节点电压暂降完全可观测为约束条件,构建监测点优化配置的0-1线性规划模型。然后根据监测点最优配置结果及其修正方案,以故障时监测点电压幅值信息为量测量,应用最小二乘原理对故障点故障位置及故障线路进行定位估计。通过对IEEE 39节点标准测试系统的测试分析,验证了该方法的有效性与实用性。     

电力系统线性化动态最优潮流模型

电力系统在线经济运行计算亟需可快速获取完整调度信息的线性化动态最优潮流模型。基于系统关联矩阵将节点功率平衡方程解耦为线路功率流和损耗流两部分,对损耗流部分进行等价代换,并消去方程中的三角函数项,采用泰勒级数法对残存的非线性项进行线性化处理,建立起可以同时求解电压幅值和线路无功功率的线性化动态最优潮流模型。基于简化原对偶内点法对所建模型进行求解,在迭代过程中不断更新泰勒级数法所需的基准点信息,以提高模型的计算精度。IEEE 30节点、IEEE 118节点、IEEE 300节点以及某市117节点等值系统的算例测试表明,所建线性化模型能在获取更完备调度信息的同时仍具有较高的计算精度和求解效率。     

基于随机矩阵理论的配网故障可观的PMU优化配置方法

定义故障在全网最不灵敏节点发生时可检测为随机矩阵理论下的全网可观。相同故障发生在不同节点时对配网影响程度不同,对应的随机矩阵理论指标MSR的跌落程度不同。提出了配网故障时全网可观的PMU优化配置方法。分别在所有节点设置单相和两相接地故障,得到2种情况下全网的电压数据并计算相应的MSR;对2种MSR进行加权,计算出各节点灵敏系数;以灵敏度最低的节点发生故障时全网可观为目标,按灵敏程度逐次减去不灵敏节点的PMU并计算相应的MSR,直到故障不可检测,得到的PMU配置即为最后配置。以IEEE36节点和IEEE39节点模型进行仿真,验证了在该PMU优化配置方案下,可用随机矩阵理论对配网进实时监测,在故障发生时能准确检测到故障并确定故障发生的时刻。     

基于广域行波波头频率分量幅值比信息的输电网非同步故障定位

现有电网行波故障定位方法大多依赖行波到达时间和波速信息,需要精确同步。提出一种利用线模电压初始行波波头频率分量幅值比信息的输电网故障定位方法。该方法基于初始行波波头频率分量幅值的衰减特征和行波最短传播路径,采用虚拟故障点法,利用全网测量点的实际和理论幅值比差值构建故障线路识别判据;在保证训练普适性和少训练样本的前提下,利用径向基函数(RBF)神经网络拟合初始行波波头2个不同频率分量幅值比与故障距离的非线性关系实现故障精确定位。所提方法只需初始行波波头较低的频率分量幅值比信息,无需全网布置测量点和精确同步。在PSCAD/EMTDC中建立了IEEE 30节点系统的仿真模型,仿真结果表明所提方法定位精确、可靠性较高。     

基于正序电压变化量的故障电压暂降源定位算法

随着越来越多敏感负荷接入电网,由电压暂降问题直接及间接带来的经济损失日趋严重。在各类电压暂降中,故障引发的电压暂降占比最大,对其进行准确定位是高效治理电网故障的必要前提。文中针对故障型暂降源提出一种基于正序电压变化量的定位方法,基于发生故障时各监测点的正序电压分布特性,建立监测点信息库和各支路故障距离定位模型;然后基于马氏距离与Pearson相关系数定义相似度指标,利用信息库匹配的方法对故障所在支路进行初选;最后采用遗传算法对最优故障距离目标函数进行寻优,定位故障源。利用IEEE 14节点仿真系统对所提方法的有效性与准确性进行了验证。     

面向配电网故障快速处理的边缘计算单元优化配置方法

随着配电网自动化水平不断提高,感知终端数目和接入数据量激增,数据传输慢、信息漏报误报等问题严重影响了故障处理速度和准确性.边缘计算可就地高效地快速处理数据并决策.为此,提出一种面向配电网故障快速处理的边缘计算单元优化配置方法,包括体系架构、边缘生成、划分方法等内容.首先以经济性、通信实时性指标构造目标函数,可靠性及系统...     

基于多测点正序电压相关性与典型模式匹配寻优的电压暂降源定位

为解决故障类型和过渡电阻对电压暂降源定位结果的影响,提出了一种基于多测点正序电压相关性与典型模式匹配寻优的电压暂降源定位方法。该方法首先采用多个测点故障前后的正序电压变化量作为特征量构建故障模式,采用欧式距离测度和Spearman秩相关系数定义模式之间的相似度。在各支路中点预设故障形成典型模式群,此后将测点正序电压量测量构成的待识别模式与典型模式群进行相似匹配,根据相似度将典型模式聚类为多个子群,将相似度最大的子群所对应的线路组成初选故障线路集,缩小定位搜索空间。最后建立最优估计模型,以相似度最大为目标函数,以初选故障线路集中的故障线路号及故障距离为优化变量,寻找最优匹配的故障模式,利用自适应粒子群优化算法对模型进行求解,确定故障线路和故障位置。采用IEEE 30和IEEE 33节点系统验证了该方法的可行性和有效性,结果表明该方法能有效克服故障类型和过渡电阻对电压暂降源定位的影响,定位精度高。     

多源协同的智能配电网故障恢复次序优化决策方法

当因极端事件导致电力系统发生大规模停电时，可以协同配电网中的分布式电源、储能系统等本地资源恢复网内重要负荷，以提升配电网韧性。为了快速平稳地使系统从停电后状态过渡至恢复状态，需要优化开关投切次序。文章提出了多源协同的智能配电网故障恢复操作次序优化决策方法，将问题建模为混合整数线性规划模型，并利用成熟的商业优化求解器快速求解，确定最优的开关投切操作次序以及每次恢复操作后的系统运行状态。优化模型计及负荷重要度权重，以快速恢复重要负荷为目标，考虑了三相不对称潮流约束、系统运行约束以及恢复过程中的恢复操作约束等。通过改进的IEEE 13节点系统和IEEE 123节点系统验证了所提出的配电网故障恢复次序优化决策方法的有效性。     

基于 GrapSAGE 算法的配电网故障定位方法

本文提出一种基于GraphSAGE (graph sample and aggregate)算法的配电网故障定位方法。以对系统侧母线电压进行形态学黑帽运算的结果启动故障定位算法;利用GSA模型自主挖掘网络拓扑和零序电流特征,根据节点特征和标签建立函数映射,评估线路运行状态从而实现故障定位。基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建IEEE33节点模型,测试结果表明所提配电网故障定位方法可行且有效。并且配电网拓扑变化时,该方法无需重新训练模型即能获得可靠的故障定位结果,验证了方法的鲁棒性和对拓扑变化的适应性。     

基于多端故障电流匹配的配电网故障定位方法

为了克服配电网故障定位方法在高渗透率分布式电源（DG）接入下适应性较差的问题,提出了一种基于多端故障电流匹配的多源配电网故障区段定位方法。首先借助对称分量法分解电源端工频电流序分量,建立DG等效模型;然后利用电源提供的电流故障分量与故障距离有相关性的特性,建立特征匹配函数并依次遍历各节点;最后根据特征值最小的2个相邻节点实现对故障区段的辨识。针对故障信号微弱问题,提出了相对距离可信度权值与相对容量可信度权值对匹配函数进行改进,并提出区段融合规则,以提高定位准确率。在ETAP仿真平台搭建了4节点系统和IEEE 33节点系统进行仿真,结果验证了所提方法适用于高渗透率DG接入下的故障定位,且正确率较高。     

电网故障行波定位装置优化配置方法

现有的电网故障行波定位装置优化配置方法,算法复杂,不易操作,为此提出了一种电网故障行波定位装置优化配置方法。该算法通过分析电网中任意变电站到故障线路两端变电站的最短路径差与故障线路本身长度之间的关系,可将所有变电站分为两组,求其最小合集,该集合上元素即为需要装配行波定位装置的变电站。实际系统的配置分析和仿真结果表明提出的优化配置方法实现简单,可以在不影响定位可靠性的前提下减少定位装置的布点,从而有效节省投资。