电力系统辨识的解耦性与有效性分析

针对电力系统辨识的解耦性这个重要的基础性问题,以一简单电力系统为背景,从理论上进行分析,指出只要各个元件或者节点之间不存在交叉反馈,就有可能进行解耦辨识.同时指出,由于负荷或者其它元件节点的端口变量是全系统共同决定的,能否进行有效辨识,还取决于端口变量的功率频谱能否含盖所辨识节点或者元件的频段等因素.最后,通过应用实例验证了观点的正确性.     

基于节点脆弱性的电力系统抗毁性分析

大停电事故一般由个别元件故障开始并最终导致全系统崩溃,而其中极少数带有重负荷的节点往往起到助推作用,因此寻找这些关键节点,分析该部分节点失效情况下的电力系统的抗毁性,具有重要的研究价值。基于静态能量函数,建立相关的脆弱性评估指标模型,对电力系统的节点脆弱性进行评估,从而确定电力系统的脆弱环节。在此基础上,对电力网络拓扑模型进行蓄意攻击和随机攻击,分析比较电力系统在这两种攻击下的网络抗毁度指标,结合系统能量和网络图论分析研究电力系统的抗毁性。通过对某地区电网的实际仿真,验证了该方法的合理性与有效性。     

一种强电磁设备宽频段阻抗的无源等效电路网络建模方法

在舰船综合电力系统等复杂系统的电磁兼容设计验证中,迫切需要通过对强电磁设备的阻抗进行物理等效以便开展半实物电磁兼容试验。工程上常用矢量匹配法实现强电磁设备阻抗的等效电路网络建模,但由于存在“端口无源性”和非正值元件导致的“元件无源性”问题,不能确保等效电路网络的物理可实现性。为了解决这个问题,该文提出一种融合了矢量匹配法、留数摄动法和优化算法,并可物理实现的强电磁设备宽频段阻抗建模新方法。该方法首先通过矢量匹配法对强电磁设备的阻抗数据进行有理函数拟合;然后利用留数摄动法对矢量匹配法的结果进行“端口无源性”修正,并将其转化为等效电路网络;随后利用粒子群算法和天牛须算法对非正值元件进行修正,实现“元件无源性”修正;最后,通过典型实际案例验证了该方法的可靠性和正确性。     

电力电子可变电感的原理与实现

介绍了一种用电力电子技术虚拟可变电感的原理及实现方法。由一个小电感和一个逆变器组成二端口元件,通过控制其端口电流为端口电压的积分,使该二端口元件在稳态和暂态特性上表现为一个真实的电感,这就是电力电子可变电感(PowerElectronicsVariableInductance,PEVI)。建立了基于DSP的全数字控制的电力电子可变电感实验装置,对其数字控制进行了研究,并给出了实验结果。     

缺失故障数据元件的可靠性评估方法研究

电力系统元件的可靠性评估是电力系统安全、可靠运行的关键环节。根据电力系统中元件实际运行记录的特点,提出了一种缺失故障数据元件的实用可靠性评估方法。该方法基于威布尔分布模型,系统地建立了电力元件的样本筛选、参数计算、模型检验、故障率曲线绘制和数据缺失元件可靠性评估的计算与求解方法。以实际变压器为例,验证了该法的有效性,并分析了电压等级、生产厂家、产品型号对变压器可靠性的影响,为电力元件可靠性评估的实际应用提供了系统有效的方法。     

基于Modelica语言的电力系统建模与仿真

介绍了一种利用Dymola软件进行电力系统建模的新方法。运用该方法对电力系统中各元件分别进行了模块化设计和建模,在对电力系统进行仿真时,只需将对应的元件模块按电气结线图的方式连接即可形成电力系统动态模型。通过2个测试系统,验证了用Dymola搭建的电力系统模型的可靠性,并利用该模型对测试系统进行了动态仿真和稳定性分析。     

基于相分量法的电力系统复故障计算

为了对电力系统复杂故障直接进行求解,基于相分量法,建立了横向、纵向故障接口电路的通用相分量模型,推导了三相元件与平行线路的相分量阻抗矩阵。相分量算法不要求电力系统元件参数对称或循环对称、不利用多端口网络理论及理想变压器的移相,拓宽了故障计算的适用范围、简化了编程难度,并可推广到处理诸如线路换位不完全的参数不对称等其他电网不对称计算。算例演示了计算过程,与EM TP的仿真结果对比证实了模型与算法的正确性。     

基于微分代数神经网络的含新能源区域电网端口动态特性学习方法

高比例新能源渗透背景下,建立能够准确描述复杂环境因素影响下含新能源的区域电网端口特性动态模型,对于新型电力系统动态分析至关重要。为此,提出了一种基于微分代数神经网络的含新能源区域电网端口动态特性学习方法。该方法利用微分代数神经网络,基于区域电网接入点的时序量测以及光照强度、温度等环境量测数据,学习以神经网络表达的端口特性模型。所得模型由初始状态提取模块、微分神经网络模块、代数神经网络模块组成,可直接接入电力系统暂态仿真器中,用于分析电力系统整体动态特性。在IEEE-39节点系统中对该方法进行仿真验证,测试结果表明：所得模型能够适应不同环境场景,准确率高,验证了方法的有效性。该建模方法仅依赖端口时序量测,在新型电力系统动态分析中具有较大的应用潜力。     

基于深度优先搜索算法的电力系统生成树的实现方法

电力系统仿真验证往往希望通过拓扑结构图直观地分析网络的潮流分布以及动态特性。然而电力系统机电暂态过程仿真软件如BPA、PSS/E和PSASP都不能自动地根据电力系统的电气联系合理地布置网络中的元件,而需要人为地调整各元件的位置来形成一个直观的电气接线图。这种人为手动调整,不仅给仿真增加了工作量,更有可能带来更多的人为误差。为此,文中提出了基于图论的深度优先搜索(depth first searching,DFS)算法,依据电力系统的电气拓扑结构形成电力系统生成树的实现方法。用文中方法生成的IEEE9节点算例系统的可视化界面验证了该算法的有效性和准确性。     

从电力系统复杂网络特征探讨元件的脆弱性

提出了采用准稳态功率分布因子并结合复杂网络的基本测度来建立电力系统复杂网络特征模型,该模型不仅能够反映元件之间的拓扑连接关系,而且能反映系统实际潮流的分布情况,并据此研究系统元件的重要性。考虑电力系统满足终端负荷需求的效率,以失负荷率来建立元件的脆弱性模型。提出了从元件的重要性来探索元件脆弱性的方法及算法流程。IEEE算例分析结果验证了所述模型及算法流程的可行性。     

图示化电网智能识别技术及其应用

对电网识别技术进行了实用性研究。针对传统识别方法的不足,提出了面向对象的图示化智能识别方法。该方法以与数据库链接的智能图形系统为基础,将电网及其组成元件定义为带属性、方法、事件的对象,并引入智能化数学描述,将元件的状态、方式引入图元属性,从而确定了网络的状态、特征,使逻辑推理、拓朴分析顺利进行。实现了图元与数据库的同步联系,为实现电网软件的同平台操作打下基础。通过图示化短路计算与保护整定一体化系统的实践,验证了该方法的有效性和优越性。     

Application of expert system to power system restoration in local control center

A method of restoration in power systems is developed by using sensitivity analysis. Heuristic rules are used in the plan to restore the blackout area that is recognized by the network topology and on/off status of switches (circuit breakers, line switches). The rules are categorized as flow-control rules, energization rules and line switching rules. A set of network switching changes not only the network topology but also the state of power systems. The switching for alleviating overloads is determined by analyzing the line power variations using sensitivities with respect to line switching and load shedding. This paper deals with each feeder power in a substation as a unit power, so the sum of load shedding can be reduced by the methodology proposed in this study. The representation of the power system components has hierarchical data structures for the real time recognition of network topology.     

基于电压平衡器的固态变压器及其控制策略研究

固态变压器是交直流混合配电网的核心装置。针对低压直流配电网一般采用双极性供电的特点,提出了一种基于电压平衡器的固态变压器拓扑。所提拓扑的中间级DC/DC包括输入半桥、双有源桥和电压均衡3部分,结合其运行模式给出了各部分的控制策略。为了分析系统的大信号稳定性并加快仿真速度,给出了中间级DC/DC子模块的大信号回转器模型,并采用仿真方法验证了所提拓扑和控制策略的有效性。所提出的基于电压均衡器的固态变压器具有多个电压端口,能够与中高压电网及低压电网相连,提供自身用电或组网运行。     

基于模块化多电平换流器的多端口谐振型电力电子变压器

适用于直流配电网的电力电子变压器(PET)需要中压直流端口,而现有基于模块化多电平换流器(MMC)结构的PET拓扑可同时提供中压交流、中压直流、低压直流和低压交流端口,但这类PET需要四级电能变换,使得电路结构复杂,体积和重量较大。文中提出了一种适用于直流配电网的多端口MMC谐振型PET拓扑。该拓扑采用混频调制策略,同时在MMC桥臂支路中并联一组LC谐振支路、中频变压器和全桥电路实现中压直流和低压直流端口的功率解耦输出。该PET拓扑仅使用三级电能变换即可提供所需的多端口特性,具有电路结构简单、体积重量较小等优势。针对该PET拓扑,提供了等效电路分析、控制策略和参数设计方法。最后,通过仿真和实验结果验证了该PET拓扑的可行性。     

基于半动态拓扑优化的电网运行方式辅助决策

网络拓扑优化作为一种新技术,通过在电网运行过程中改变网络结构来改善系统潮流分布,提升系统运行安全经济性。文中针对现有静态与动态网络拓扑优化方法分别存在的灵活性差与计算效率低的问题,提出了一种折中的半动态拓扑优化方法,进而基于该方法进行电力系统运行方式的辅助决策。首先,介绍了当前静态与动态两类网络拓扑优化方法的优缺点,进而提出了半动态网络拓扑优化方法;其次,基于静态、动态与半动态3类网络拓扑优化方法,构建了一般形式的电网运行方式辅助决策模型,进而运用线性化技术,将所提模型转化为混合整数线性规划问题;最后,对IEEE 14节点及IEEE 118节点系统进行计算分析,说明了所提半动态网络拓扑优化方法能够兼顾系统运行灵活性与模型解算效率。     

基于PSO-LIBSVM的广域后备保护新算法

广域后备保护利用电网线路IED和母线IED采集各元件相关信息,构造基于PSO-LIBSVM的线路和母线故障识别网络。以IED采集的信息作为输入向量,建立故障识别网络的训练样本矩阵;PSO算法寻找最优LIBSVM运行参数并训练故障识别网络,利用随机故障下的测试样本矩阵对线路和母线识别网络进行测试,以识别电网故障元件IED,进而确定故障元件。通过大量实验仿真了多种信息不准确情况下的故障识别,实验证明基于PSO-LIBSVM的广域后备保护新算法,识别准确率高,具有很好的容错性。     

CORRESPONDENCE: SIMPLIFIED ESTIMATION OF END EFFECTS IN LINEAR INDUCTION MACHINES

A pattern recognition application, using artificial neural networks (ANN), may be categorized as the largest category that covers the use of a neural networks for classifications. It is proved that ANNs are excellent for the applications of complex pattern recognition such as visual images of objects, speech recognition, printed or handwritten characters, and many other types of pattern recognition. Such wide applications are developed, based on the major advantage of the neural networks of being inherently error tolerant, i.e., it can solve problems adequately with information (data) that is uncertain, incomplete, or noisy. The reliable results of the power system security and economical analysis depend on the supply of real-time data base, results of power system state estimation, programs whose major problem is the determination of the network topology configuration. The determination of the topology suffers from the uncertainty of the collected data related to the circuit breakers status, due to the possible communication errors and/or failures. This problem solution matches the potential of the neural networks that can generalize, and after training, they can handle imperfect or incomplete data, providing a degree of fault tolerance. This paper describes an efficient ANN power system topology classifier. The function of such a classifier is to determine the system topology configuration under the presence of incorrect and/or incomplete data concerning the lines and the breakers status. A double layered ANN model is developed and explained as well as the specially efficient training algorithm. Comparative training and test results are reported, and they prove the robustness of this ANN.     

基于图论的电网拓扑快速形成与局部修正新方法

针对已有的局部拓扑修正方案不全面及实现过于复杂的问题,首先归纳出电网拓扑分析的2种建模方式,然后以基于图论的连通性判断方法为基础提出一种电网拓扑快速形成与局部修正新方法。采用公共信息模型(CIM)标准对拓扑分析程序及后台数据平台进行设计,提高了拓扑分析系统的开放性。将该方法应用于某实际电网,并与已有的几种拓扑分析方法进行对比,结果表明该方法具有良好的实时性、开放性和灵活性,可满足电网实时拓扑分析的需要。     

远程数字视频监控与图像识别技术在电力系统中的应用

在电力系统中应用远程数字视频监控与图像识别技术有利于及时进行设备维护和故障排除.文章介绍了远程数字视频监控与图像识别技术及其应用现状,说明了一般的图像识别过程.采用图像识别技术可对设备信号灯、7段式数字、指针位置、开关位置和变压器油液面位置进行识别,文章介绍了具体识别过程.指出远程数字视频监控与图像识别技术在电力系统中具有广阔的应用前景.     

基于IEC61970公共信息模型的地区电网操作票系统研究

遵循国际电工委员会制定的IEC61970公共信息模型CIM所定义的电力设备模型和图形拓扑结构模型,构建了地区电网设备图元及图元敏感区域,提出了基于CIM建模的电网拓扑分析的快速算法,实现在绘制网络接线图的同时完成设备连接关系节支矩阵的建立.根据CIM模型构建了地区电网专家系统知识库,并研究设计了专家系统推理机,实现了智能生成操作票.通过某地区电网运行,得到很高的出票正确率,提高了操作票开票效率.