设备侧电压暂降严重程度评估方法研究

综合考虑ITIC曲线、SEMI曲线和C4.110工作组提出的敏感设备耐受曲线,基于严重程度函数单调性和连续性的实际分布特征,分别建立了单相、两相和三相电压暂降影响度函数;在此基础上考虑电压暂降非矩形实测波形,利用多暂降阈值描述改进影响度函数,从而提出了一种考虑电压暂降类型与多暂降阈值描述的多暂降阈值设备侧电压暂降严重程度评估方法,该评估指标综合考虑设备耐受曲线及电压暂降事件的持续时间、暂降幅值、暂降类型和暂降波形评估严重程度。实例分析验证了所提方法的正确性。     

海南电网电压暂降监测数据特征分析

电压暂降监测数据特征分析是明确地区电压暂降水平的关键手段之一,可为电压暂降治理及预防提供基本信息。以海南电网电能质量监测平台的电压暂降监测数据为基础,对电压暂降波形幅值、持续时间、相位跳变和暂降类型4个特征量进行计算和分析。结果表明：该地区70%的实测暂降的幅值高于0.7 pu,持续时间小于0.1 s;90%的实测电压暂降的相位跳变在[-10°,10°]内,可推测该地区敏感设备可以躲过绝大多数因相位跳变而导致设备故障的暂降事件;60%的实测电压暂降的暂降类型为单相接地故障导致的D型,A型对称暂降仅占比3.79%。所分析的数据和结果可为电网侧和用户侧的电压暂降治理决策、设备参数设置和调试相关参数提供技术基础。     

电压暂降特征值统计分析及暂降传播特性

进行电压暂降评估及其对敏感设备影响的分析,制定电压暂降有效缓解措施,均应建立在对电压暂降特征值充分了解的基础上,但目前有关描述电压暂降特征量典型取值范围及其分布特征方面的研究还较少。该文就暂降特征值统计分析、分类研究、传播计算及负荷侧暂降计算四个问题进行了研究,旨在为电网及敏感设备暂降评估与治理等研究奠定基础。首先基于我国多个地区电能质量监测系统记录的大量电压暂降事件及其实测波形的统计与分析,给出了电压暂降幅值、持续时间、暂降起始点、相位跳变四个特征量的分布特征、范围;然后在原有电压暂降分类基础上,将相位跳变考虑其中,提出了更一般化的电压暂降分类方法,并研究了变压器对不同类型暂降相位跳变的影响;最后为方便计算负荷及相关节点暂降,提出了变压器、线路叠加计算及多变压器、负荷联结方式等效计算方法,完善了电压暂降的传播特性研究。     

低压脱扣器电子电路电压暂降敏感特性试验研究

在对低压脱扣器电磁结构的工作状态进行简要分析的基础上,制定试验方案,建立基于自主研制的电压暂降发生仪的试验平台。以220 V低压脱扣器为对象,进行了电子电路电压暂降敏感特性试验,获取低压脱扣器电子电路在输入不同暂降信号时的输出电压波形。结合低压脱扣器的电压耐受曲线,将电子电路的工作状态划分为幅值较小、幅值较大、持续时间较短、持续时间较长、中间的幅值和持续时间、正常工作6种模态。分析了每种模态下电子电路的输入和输出电压实测波形及其对低压脱扣器动作情况的影响,结果表明:电子电路的输出电压波形与输入电压暂降信号的幅值和持续时间呈现规律的关联关系,输出电压波形具有明显的分阶段特征,决定了低压脱扣器的动作特性。     

基于实测数据的陕西电网电压暂降特征分布分析

以陕西电网大量电压暂降实测数据为基础,从暂降幅值、持续时间、电压等级、暂降相序、发生月份和电压暂降的连续性5个方面对暂降事件进行全面的分类统计,分析电压暂降特征。分析结果表明电压暂降在幅值和持续时间的分布集中度较高,有必要对区间进行进一步细分;不同电压等级电网中的电压暂降分布存在一定的差异;不同电压等级电网中电压暂降的相序分布不同;负荷需求的季节性变化会影响电压暂降的发生频率;连续性电压暂降在不同监测点和月份的分布不一致。     

电压暂降输入模态下的开关电源耐受特性分析

开关电源因集成度高、质量轻等优点被广泛应用于可编程逻辑控制器、家用电器等领域,成为主流的稳压电源产品。电压暂降会影响开关电源输出端电压,影响其供电设备的工作状态。文章采用测试与模态分析相结合的方法研究开关电源受电压暂降的影响特性。搭建了测试平台,并将测试所得数据绘制成电压耐受曲线;结合电压耐受曲线参照控制变量的思想,将幅值-持续时间平面划分为五种不同的输入模态;分析不同模态下开关电源输出端电压波形特性。揭示输入端电压暂降信号、开关电源输出端电压波形及开关电源工作特性之间的响应机理。     

基于动态时间弯曲距离的电压暂降源辨识方法

为了实现对各类型电压暂降源的准确辨识,从波形相似性检测的角度提出了一种基于动态时间弯曲距离的电压暂降源辨识方法。通过仿真模型分析了基本电压暂降和经不同类型变压器传播后各类暂降的波性特征,构建了电压暂降类型与暂降原因及变压器类型的映射关系。利用9种电压暂降波形数据构建匹配库,采用动态时间弯曲距离法将实测的电压暂降波形数据与匹配库波形数据进行匹配分析,实现电压暂降源的辨识。仿真分析的结果表明,该方法能够对电网中出现的各种类型电压暂降进行辨识,具有较高的准确性和有效性,满足工程应用的需求。     

计及雷击情况的基于PDT-SVM暂降源辨识方法研究

目前,电压暂降已成为影响最突出的电能质量问题之一,为有效分析雷击对电网暂降的影响程度,对雷击导致电压暂降的情况进行了详细分析,准确辨识了包括雷击导致暂降情况在内的4种暂降类型,为合理划分暂降责任提供重要依据。文中首先分析了雷击故障导致暂降的有效值波形与普通短路故障之间的区别,归纳了短路故障、雷击、变压器投切及感应电机启动4种暂降类型电压有效值波形的特点,引入5个暂降电压特征指标,并建立了暂降类型辨识特征矩阵。然后采用基于粒子群聚类优化的决策树支持向量机(PDT-SVM)分类器对4种暂降类型进行辨识。分类器的训练与测试数据均来自电网实测暂降电压数据,与工程实际密切贴合。最后,算例分析结果验证了算法的有效性和准确性。     

低压变频器对电网电压暂降耐受特性及兼容性研究

通过机理分析和试验研究,深入分析变频器受电压暂降影响的现象和机理。选取国内市场有代表性的七种品牌的中小功率(7.5kW和18.5kW)低压变频器,测试多种因素对变频器暂降耐受特性的影响,并通过对13 000余组试验数据的综合分析与处理提取低压变频器在最严重暂降类型(三相暂降)下的通用耐受曲线。提出一种考虑不确定区域兼容概率的兼容性分析方法,以试验数据和实测电网电压暂降事件作为样本数据,利用对数变换改进的最大熵法建立变频器不确定区域的故障概率模型以及电网暂降幅值和持续时间的概率分布模型,计算不确定区域中的兼容概率和总兼容次数,并与其他概率拟合方法和传统兼容性分析方法进行比较,验证了本文方法的有效性和精确性。     

基于随机预估和模糊评判的电压暂降风险评估

在电压暂降发生时,电压暂降起始点和相位跳变的测量难以在实测中实现,给基于实测法的电压暂降评估带来了阻碍,而且在传统的电压暂降评估中也忽略了这两个特征量.针对这一缺陷,提出了一种基于随机预估和模糊评判的电压暂降风险评估方法.首先,对线路故障概率评估方法和系统短路故障模型进行了改进;然后,结合该方法和模型,在PSCAD/EMTDC平台构建IEEE-14节点系统模型进行了仿真计算,得出系统每个节点在每次仿真中的电压暂降幅值、电压暂降持续时间、电压暂降起始点和相位跳变这4个特征量数据,并考虑将电压等级在内的5个影响因素依据各自的影响度区间进行严重程度等级划分,根据划分结果和仿真数据通过模糊统计法得出各节点各指标对评价等级的隶属度;最后,通过模糊运算得出电压暂降风险评估结果.评估结果表明了该评估方法的科学性和有效性.     

不确定条件下计及线路保护动作特性的电压暂降频次评估

线路保护的动作时限将直接影响电压暂降的重要指标之一——持续时间。针对线路发生故障的情况,对不同动作时限特性的线路保护装置对电压暂降幅值与持续时间的影响展开了研究。计算线路单端跳闸而故障未消除时的多级电压暂降幅值,并根据线路保护的动作特性和故障位置确定电压暂降幅值区间以及不同线路、相同电压暂降区间内的电压暂降持续时间。基于蒙特卡罗模拟法研究不确定条件下的故障信息概率模型,结合保护动作特性对电压暂降幅值及持续时间的影响提出了不确定条件下的计及线路保护动作特性的电压暂降频次评估计算模型,同时考虑故障信息随机性及线路上不同保护类型动作特性对目标节点进行分析,给出包含电压暂降持续时间信息的年均预期电压暂降频次。标准IEEE 14节点系统的仿真结果证明了所提计算方法的正确性和有效性。     

综合考虑系统与设备侧的节点电压暂降评估

针对从供需两侧评估电网节点电压暂降水平的需求,提出考虑系统和设备侧的节点电压暂降严重程度评估方法。首先,根据系统与设备评估重点构建指标:基于累积/互补累积分布函数、严重性指标及暂降统计表定义节点平均电压暂降影响度指标,与电压暂降频度指标共同构建系统侧指标集;由节点综合电压耐受曲线及能量损失公式构造节点综合故障率作为设备侧指标,再形成兼顾系统和设备侧的综合评价指标集。其次,对指标集赋权,并采用基于马氏距离的逼近理想点(TOPSIS)法刻画节点电压暂降严重程度,在IEEE 30节点系统仿真,并使用所提方法评估节点电压暂降严重程度,实现了电压暂降薄弱节点的辨识。最后,通过模糊C均值聚类方法对不同组合指标进行评估合理性分析,结果证明文中所提方法能解决单一指标评价片面的问题。     

一种基于改进灰色关联分析的电压暂降源识别方法

为准确识别电网中各类暂降源,提出了一种基于改进灰色关联分析的电压暂降源识别方法。分析了其产生机理,并利用暂降分段法,分析电网中各类暂降源的波形特点;针对传统灰色关联分析模型的不足,利用熵权法进行改进;提取电压暂降波形的时域特征,形成六类暂降源对应的标准参考序列和待识别暂降源对应的比较序列,利用改进的灰色关联分析模型计算参考序列和比较序列的关联度,实现暂降源的准确识别。通过PSCAD/EMTDC仿真和实测数据对所提方法进行验证,并与其他方法对比,证明了所提方法能在样本较少的情况下准确识别各类暂降源,且能确定短路引起暂降的故障类型,具有较大的工程应用前景。     

感应电动机动态特性与电压骤降的相互影响

基于不对称电压骤降推导了感应电动机电磁和机械回路方程,并结合电压骤降过程,分析了感应电动机动态特性和电压骤降的相互影响。运用电力系统计算机辅助设计和电磁暂态模拟程序软件（power systemcomputer aided design and electric magnetic transient in DC system,PSCAD/EMTDC）建立仿真模型来计算感应电动机的动态特性对电压骤降波形、电压骤降幅值和持续时间等特征参数的影响,以及不对称和对称电压骤降对感应电动机的母线电流、转速和电磁转矩等特性的影响。仿真结果表明感应电动机动态特性与电压骤降之间是一种动态的关系：感应电动机的动态特性会使电压骤降波形发生畸变,造成电压骤降幅值和持续时间等特征参数发生变化,而电压骤降也会造成感应电动机母线电流、转速和电磁转矩等特性发生变化。     

计及负载随机性的设备电压暂降停机概率评估

针对电压暂降下设备停机的不确定性,提出计及负载随机性的不同电压暂降下的设备停机概率评估方法。利用电压耐受曲线分析不同电压暂降下设备停机的不确定性,并对残余电压和持续时间表示的二维空间进行区域划分,获得不同区域内的设备停机不确定性特点;根据不同区域内影响设备停机的因素和设备负载率概率密度函数,建立设备停机的概率评估模型,给出概率评估方法的应用流程。以工业中常用的变频调速系统为评估对象,对所提方法进行了验证。该方法有效计及负载随机性和不同负载率下的电压暂降耐受能力,能更准确地反映电压暂降下设备停机的不确定性。