基于状态监测的配电网可靠性检修选择模型

针对配电网检修的对象选取主观性强、可靠性评估采用历史平均数据等问题,提出基于状态监测的配电网可靠性检修选择模型及算法。根据设备状态监测量与故障率的关系,建立了以检修前后系统平均停电频率、系统平均停电时间、系统缺电量的变化量最大为目标,以预算成本和人力资源为约束条件的多目标配电网可靠性检修选择模型,基于规格化法向约束方法高效准确获得完整且均匀分布的Pareto前沿,采用模糊选择策略确定最优折中解。对RBTS-BUS6系统的计算表明,所提出模型及算法能够有效求解配电网可靠性检修问题。     

基于CIM的配电网设备状态管控信息模型研究

根据配电网设备状态管控的实际需求,研究提出配电网设备状态管控模型范围及建模原则和方法。基于CIM15模型裁制出适用于配电网设备状态管控的基础模型,对基础模型进行修正,补充物理设备及技术参数属性,添加厂商及产品型号模型,扩展故障、缺陷模型,增加天气等外部环境模型,形成标准、统一、规范、完整的设备状态信息模型,为配电网设备状态评估和数据挖掘分析奠定基础。     

基于预测残差的配电网三相状态估计

为了提高配电网状态估计的计算精度和计算速度,针对常规抗差状态估计算法迭代次数较多的特点,给出了一种以节点电压为状态量,基于预测残差的配电网三相抗差状态估计方法。利用了配电网中各种类型的量测,通过对节点电压和支路电流的相位变换,以及对电流幅值量测进行的等效量测变换,实现了整个雅可比矩阵的常数化,在迭代过程中保持不变,降低了计算量。基于预测残差的信息设置抗差状态估计中的等价权,避免了常规抗差状态估计算法对等价权修正中不必要的多次迭代,提高了收敛速度。算例分析表明,所提的算法抗差能力强、计算速度快、数值稳定性和鲁棒性较好。     

基于PET控制特性的交直流混合配电网状态估计

含电力电子变压器的交直流混合配电网结构复杂、运行方式灵活,仅依靠传统量测信息的配电网状态估计方法难以满足交直流系统灵活调控的需求。为此,本文提出了一种基于电力电子变压器控制特性的交直流混合配电网状态估计方法。采用考虑换流器损耗的电力电子变压器稳态模型,构建了电力电子变压器与各个配电网的潮流分析模型。针对配电网中配置的数据冗余度较低的问题,提出了一种将电力电子设备的高精度控制能力作为伪量测信息,添加到状态估计量测系统中的方法。最后,在IEEE 33节点的修改算例上进行仿真计算,验证了所提出的状态估计方法的有效性,以及在精度方面的优势。     

基于节点状态优化的配电网故障恢复混合整数线性规划方法

为准确、快速地获取配电网故障恢复最优策略,提出基于节点状态优化的故障恢复混合整数线性规划方法。首先提出节点状态变量概念及其节点属性和电源属性,在此基础上建立节点状态变量-开关状态变量的线性函数关系,即开关状态线性模型;然后运用恒功率负荷线性化方法,建立基于基尔霍夫定律的电流及电压线性等式,等式中节点电压及支路电流等状态变量受节点状态变量及开关状态变量的约束;最后形成以切负荷及开关操作次数最少为目标的故障配电网最优潮流混合整数线性规划模型,即故障恢复模型。算例仿真验证了所提模型的合理性及有效性。     

智能配用电信息采集业务通信带宽预测

针对现行配用电信息采集业务带宽计算方法存在带宽资源利用率不高的局限性,提出一种基于排队论的业务通信带宽计算方法。从智能配用电信息采集业务通信特点出发,分析了现行计算方法带宽资源利用率不高的原因;阐述了基于M/M/1/k排队论的智能配用电信息采集业务带宽计算方法的基本思想、实现步骤和最优带宽求解流程;通过考虑业务通信动态特性和服务质量要求,使带宽资源利用率最大化。以电能采集业务为例,讨论了所提方法借助业务带宽、服务质量与带宽资源利用率之间的量化评价过程,以及支持配用电信息采集业务根据带宽资源充裕度情况合理分配带宽资源的过程;并通过国家电网典型配用电信息采集业务算例,与电力现行弹性系数带宽预测方法进行对比分析,验证了所提方法的有效性。     

基于超短期负荷预测的智能配电网状态估计

状态估计作为智能配电网自愈控制的数据出口和态势感知工具的核心板块,需要在1个数据采集周期内对全网进行1次状态估计计算,传统的配电网状态估计算法不能满足以上要求,需要研究高效的配电网状态估计算法。提出了一种基于超短期负荷预测的智能配电网的状态估计方法,为自愈控制状态评估模块和潮流计算模块提供所需数据。该算法将预测速度快、预测精度高的超短期负荷预测技术引入智能配电网状态估计,实时预测节点负荷,实现了配电系统节点负荷的实时跟踪;采用指数函数抑制不良数据的影响,提高了状态估计的精度;利用配电网潮流计算的前推回代算法计算状态变量的初始幅值和相角,提高了算法的收敛性;考虑了分布式电源接入,体现了智能电网透明开放的特点。基于IEEE36节点标准算例的计算分析,验证了算法的有效性。     

配电网分时电价预测的优化模型

建立了优化的配电网分时电价模型,根据经济学定义电价。通过数学规划的ＫｕｈｎＴｕｃｈｅｒ条件,求得电价的计算公式。讨论了电价公式中各分量的计算方法,并通过算例加以说明。     

柔性多状态开关模型预测协同控制策略

柔性多状态开关(FMSS)作为一种新型电力电子装置能够部分替代配电网中传统联络开关,实现潮流的不间断灵活调控,优化电压分布。探讨了三端FMSS在配电网中的几种可能接入拓扑及工作模式,建立了三端FMSS的动态数学模型,结合三端控制约束提出了三端FMSS模型预测协同控制策略。该策略具有原理清晰、实现简单、动态响应速度快等优点,避免了传统比例—积分(PI)双闭环控制策略存在的控制结构复杂、PI参数较多且整定困难的问题。基于模型预测控制对各端口UdcQ控制模式、PQ控制模式,以及Uacf控制模式进行了具体算法实现。为了验证所提方案的有效性,在MATLAB/Simulink环境下搭建了三端FMSS仿真模型,不同工况下的仿真结果验证了所提三端FMSS模型预测协同控制策略能够有效实现多端口间的协同控制,发挥FMSS的调节功能,为FMSS的配电网应用提供灵活的解决方案。     

智能配用电多业务汇聚的通信带宽预测

针对智能配用电业务增多带来的业务断面通信带宽预测复杂性问题,提出一种基于混合业务排队论模型的汇聚节点业务断面通信带宽预测方法。首先分析了智能配用电4类业务的通信服务质量要求及其业务汇聚流特性;其次分别通过业务服务质量指标的排队论参数映射和4类业务汇聚流的排队论到达速率计算,构建了混合业务汇聚流排队论带宽预测模型;最后在带宽预测模型基础上,提出了变电站汇聚节点业务断面的混合业务排队论最优传输效率带宽预测计算方法。以湖南省电力公司通信网"十二五"规划使用算例为实验数据,分析了所提方法预测带宽和业务服务质量(延迟和丢失率)指标的定量关系,通过与弹性系数带宽预测方法进行对比分析,验证了所提方法的有效性。     

基于EPON和工业以太网的新型配网通信混合组网方案

介绍了以太网无源光网络(EPON)技术和工业以太网技术原理,对这2种通信组网方案进行了经济技术对比,在此基础上提出了基于EPON和工业以太网的新型配网通信混合组网方案。该方案在系统的可靠性、扩展性、接入便捷性、兼容性等方面均有优越性能,适应实际工作环境能力更强,并通过工程实例进行了验证。     

基于混合智能算法的配电网络重构

提出了一种基于最优流和模拟植物生长法的配电网络重构混合算法。该算法模拟植物生长算法,帮助最优流算法避开局部最优,减少搜索次数和开关变换次数,从根本上提高计算速度。算法将目标函数与约束条件分开处理,采用方向性的搜索机制,避免了一些参数难以确定或搜索方向无引导性而陷入局部最优的问题。根据配电网的特点,改进了以开关作为控制变量的表达方式,降低了变量维数,提高了计算效率。采用四种状态描述开关的运行方式,有效减小了寻优过程中的搜索范围。对IEEE69节点系统进行分析计算,并对比相关文献结果,所提方法具有快速的全局寻优能力。     

基于大数据的配电网故障诊断预测模型设计

针对传统基于无线传感器的配电网故障检测模型对大数据环境下的配电网故障数据存在诊断准确率低、故障诊断耗时较长以及经济效益较低的问题,设计基于大数据的配电网故障诊断预测模型,其采用RSIA模型对大规模故障信息进行智能搜索,计算出最优约简得到决策规则,实现对配电网故障发生位置的初步定位。采用基于模糊积分的故障诊断预测模型,根据初步诊断结果确定发生故障的候选元件及模糊测度值,根据拓扑信息以及元件的诊断结果形成不同相关联度的支持度集合,采用模糊积分融合技术确定模糊积分值构成故障可能性指标集合,根据该指标确定配电网故障发生的准确位置。实验结果说明,所设计模型能提高大规模配电网故障诊断的精度,缩短诊断用时,提高配电网的安全性。     

基于混合算法的油田配电网负荷均衡化

提出了基于遗传算法和网络分割算法以均衡负荷为目标的配电网优化方法。将配电网优化问题表示为以负荷均衡指标最小为目标函数的非线性优化问题,针对配电网运行的结构特点对配电网拓扑结构模型进行了简化,然后再通过遗传算法对已分割的网络开关进行优化。算例分析结果表明能够有效解决配电网负荷均衡化的问题,计算速度快,并且收敛性好。     

基于配网重构的交直流混联配电网可靠性分析

传统10 kV等级供电区域为开环运行,并且区域之间联络开关都处于冷备用状态,一旦发生变压器故障,在联络开关闭合前负荷供电中断。同时变电站的主变设备设计容量大,主变压器平均负载率较低。一种好的解决方法是在传统10 kV交流配网中加入多端柔性直流互联装置建立交直流混联配电网。根据交直流混联配电网的特点,提出了一种适合于交直流混联配电网的可靠性评估方法,在保证系统可靠性的基础上,研究是否可以减小变压器容量冗余。建立了考虑备用元件的多端柔性直流互联系统的可靠性模型,采用支路交换法在变压器故障时进行配电网重构为负荷恢复供电。通过对加入多端柔性直流互联装置的10 kV配电网算例进行可靠性评估,结果证明了多端柔性直流互联装置接入配电网后,可以提高系统可靠性,同时根据系统配网重构的结果证明系统主变压器的设计容量可以减小。     

基于物联网技术的配网状态监测与预警系统

文章结合电力物联网总体架构,基于智能标识定位、状态感知、可靠传输及智能管理等关键技术的研究,提出了基于物联网技术的配网状态监测与预警系统总体设计方案并完成系统研发及实践验证,运行结果表明系统可对线路运行工况进行实时监测及直观展示,能有效发现设备隐患并进行故障预警,对综合提升配网设备管控能力及故障抢修自动化水平具有重要实践意义。     

基于B/S模式的配变监测系统

以采用通用分组无线业务(GPRS)无线通信技术的配变监测系统为研究对象,在充分比较C/S模式和B/S模式特点的基础上,提出了一种基于B/S模式的配变监测系统的体系结构;详细论述了在这种结构下配变监测数据的实时监视、历史数据的浏览与查询等配变监测系统常见功能的实现方法及相关关键软件技术。     

基于多端VSC技术的一种交直流混合配电网网络结构

分布式电源的快速发展和配电网负荷的变化使得传统辐射型交流配电网面临诸多问题。该文利用多端电压源换流器(voltage source converter,VSC)技术,通过在交流配电网中增加直流环节来构建交流直流混合配电网,提出了交直流混合配电网的网络结构,并对其控制策略进行了理论分析,最后利用Matlab/Simulink搭建仿真模型对其网络结构和控制策略进行了仿真验证。仿真结果表明,通过对换流器进行合理控制,能够有效改善原有交流配电线路的电压分布和负荷承载能力,并且能够对系统潮流进行灵活控制,实现对系统能源的合理分配。另外,交直流混合配电网中的直流环节可以作为未来直流配电网的一部分,从而使传统交流配电网可以平缓过渡到未来可能全面建设的直流配电网。