基于暂降信息的监测装置优化配置与系统电压暂降水平评估

利用可获得的监测数据评估电网的电压暂降水平是电能质量领域的重要研究课题。为保证评估结果客观合理,引入暂降信息概念,根据监测或仿真获得的信息构造节点指标向量和系统指标向量,分别刻画节点和系统暂降水平;分析节点指标和系统指标的关系,提出以代表性节点监测代替全网监测实现系统暂降水平评估。以仿真模拟所得节点指标向量为节点分区依据,通过粒子群K均值聚类算法进行节点分区并识别代表性节点;用代表性节点的节点指标向量度量所在分区的电压暂降水平,并通过统计方法估计系统指标向量。IEEE 30节点系统仿真结果表明,所提方法所需监测装置数量少,评估结果准确,对系统故障率和故障分布的变化有良好的适应性。     

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。     

考虑沿暂降域边界线故障分布的电压暂降随机预估方法

当前实际配电网线路沿线存在多种故障分布,但现有电压暂降随机预估方法仅单一考虑均匀故障分布。针对沿线不同故障分布特性,提出了考虑沿电压暂降域边界线故障分布的电压暂降随机预估方法。根据给定的电压暂降阈值,通过求解发生故障时系统线路的临界点,计算敏感负荷母线的电压暂降域。在确定的暂降域范围内分析边界线的分布情况,沿边界线分别采用三类常见线路故障分布（指数分布、正态分布与均匀分布）计算敏感负荷母线的电压暂降频次,并对预估结果进行对比。最后,以IEEE30节点标准测试系统为算例,验证了所提电压暂降随机预估方法的有效性。     

基于熵权法的电压暂降严重程度综合评估方法

提出了一种基于熵权法的节点电压暂降严重程度评估方法。首先,基于IEC61000-2-8表格确定评价指标及其等级划分;然后,采用层次分析法与权值函数法分别计算持续时间与幅值影响度,进而假设持续时间与幅值相互独立,定义了复数形式的电压暂降影响度,并以标准化模值量化影响度的大小;最后,通过熵权法将基于层次分析法与基于权值函数法的电压暂降影响度赋权求和得到基于熵权法的电压暂降综合影响度。使用所提出评估方法分析某城市电网电压暂降监测数据的结果表明,通过熵权法将层次分析法与权值函数法结合,计算结果较使用单一方法更为合理,所提电压暂降综合影响度指标可以更全面地描述电网中典型监测节点的电压暂降严重程度。     

基于多元线路特征因素融合的电压暂降严重程度评估

现有电压暂降严重程度评估方法未充分考虑多元线路特征因素对输电线路故障概率的影响,从而导致评估结果出现较大误差。由此,本文提出了基于多元线路特征因素融合的电压暂降严重程度评估方法。首先,基于线路历史故障数据,采用关联规则量化多元线路特征因素对线路故障的影响程度。然后,通过改进D-S证据理论融合多元线路特征因素建立准确的线路年故障概率模型;并采用基于最大熵模型的故障点法评估节点的电压暂降水平。最后,提出了一种同时考虑系统侧电压暂降严重程度和用户敏感设备耐受特性的综合电压暂降严重程度指标用于评估节点电压暂降严重程度。通过与某区域电网实际电能质量监测数据对比,本文所提方法的准确率可达到90%以上。同时通过与未充分考虑线路特征因素的评估案例对比,所提方法的准确率明显提高。因此,在进行电压暂降严重程度评估时,综合考虑线路特征因素可以有效的提高评估结果的准确率。     

电压暂降指标理论计算方法

对电网电压暂降指标和电压暂降域建立理论计算方法,根据电网设备故障率结合电压暂降表的电压暂降指标提出了理论计算方法。基于电压暂降表确定暂降域范围,对暂降域边界线路采用线路逐段扫描方法确定暂降域边界线路临界位置的电压暂降域理论计算方法。该方法基于短路计算原理,物理意义明晰、计算速度快,可根据电网结构和参数计算出电网的电压暂降指标和电压暂降域。IEEE9算例计算了电网的电压暂降指标,验证了所提方法的可行性和有效性。     

雷电引起的电压暂降严重程度自学习评估方法

雷击故障是造成电网电压暂降的主要原因之一,准确评估雷电造成的电压暂降严重程度可以为制定最优治理方案和敏感用户选址提供依据。文中提出一种数据驱动的电压暂降严重程度自学习评估方法。首先,基于雷电造成的电压暂降机理,结合雷电定位系统和电能质量监测系统中的监测信息选取参与挖掘的参数;其次,减少离散化结果对规则准确性的影响,使用离散化评价系数确定不同参数的离散区间数目;然后,针对电网数据库动态变化时挖掘算法效率过低的问题,使用基于增量式学习的关联规则挖掘算法持续更新挖掘规则,从而赋予其自学习的能力;最后,提出基于综合赋权法的加权欧氏距离评估实际场景的电压暂降严重程度。通过某地区电网的监测数据和IEEE 30节点系统仿真数据进行实证分析,结果证明文中方法能在实际应用中准确挖掘有价值规则,实现关注节点的电压暂降严重程度评估。     

面向电压暂降的电网结构评估

为了从缓解电压暂降的角度对电网结构提出评估指标并指导运行、规划和改造,针对母线发生4种故障引起的电压暂降分别建立各故障类型的凹陷域矩阵,提出了基于电压暂降的各故障类型的电网结构评估指标及综合考虑4种故障的电网结构平均评估指标。所提出的评估指标可作为评判电网结构优劣的指标之一。在IEEE30节点系统基础上,通过开关变换和电源接入点位置的变化构造了不同的电网结构,并利用所提的评估方法对其进行了分析与评估。验证了提出的评估指标是可行的,能有效地指导电网结构的优化、电网的安全运行、规划和改造。     

省级电网电压暂降评估与工业用户潜在供电点优选

针对省级电网大多节点缺乏电压暂降实测数据和评估结果,从而造成工业用户入网缺乏依据的问题,提出了仿真计算省级电网节点电压暂降指标以及优选工业用户潜在供电点的方法.为了更准确地评估节点电压暂降水平,提出了省级电网的仿真计算范围,并考虑了因仿真范围扩大而凸显的不同电压等级线路的故障率和故障类型比例的差异性;考虑10 kV电压等级线路故障,扩展电网调度部门10 kV电压等级线路的BPA模型数据,并实现自动调用BPA并行仿真计算得到电网侧的节点暂降指标;引入暂降关联成本的概念,综合考虑电网侧暂降指标、用户侧负荷暂降耐受力、暂降经济损失以及专线架设费用等因素,优选潜在供电点;通过对某省电网进行实例分析,验证了所提方法能有效避免电压暂降过评估或欠评估问题,为工业用户优选潜在供电点提供参考.     

基于平均点线距的电压暂降系统级评估方法

为系统比较不同区域电压暂降的严重程度,从电网电压暂降整体水平出发,提出了系统级的电压暂降严重程度评估方法。该方法通过聚类分析确定持续时间区段,求取不同持续区段内残余电压的中位数并绘制中位数线。随后提出平均点线距指标以量化评估各个区域电压暂降严重程度,并根据不同区域的指标分布特征进行电压暂降水平等级划分。某市实际监测数据的评估验证了所提方法的正确性与合理性。该方法能在大量监测数据中有效提取不同区域电压暂降的严重程度信息,从残余电压和持续时间2个维度实现电压暂降的系统级评估,有利于区域间电压暂降水平的对比。     

电网结构对电压暂降传播的影响及其量化分析方法

有效的电压暂降治理方法对减少用户经济损失起着重要的作用。现有电压暂降治理方法基于随机预估等方式获取电网各节点的电压暂降水平,从而针对暂降严重的节点进行治理,但这些方法仅能量化暂降水平的大小,难以分析造成暂降严重的根本原因,治理效果亟待提高。其本质原因在于忽视了电压暂降在电网中的传播规律和电网结构对电压暂降的影响机制。为此,对电压暂降受电网结构属性的影响进行分析并对其量化方法开展研究。首先,基于电网故障模型分析电压暂降幅值与电网结构的关系,并将监测周期内多次故障下电网所有节点电压平均幅值构成的序列定义为电压暂降模式,以挖掘电压暂降受电网结构属性的影响;然后,通过分析电压暂降的传播特性,从电网拓扑属性和物理属性出发提出电压暂降结构性指标,从电网节点规模程度、聚集程度、传播效率和支撑能力等不同的方面量化电网结构对电压暂降的影响;最后,提出电压暂降受电网结构影响程度的综合评估方法,为电网侧电压暂降治理提供决策支持。基于IEEE 30节点系统的仿真结果验证了所提方法能够反映电网结构对电压暂降的影响规律,以敏感用户接入电网的规划为例,验证了所提结构指标有助于从电网侧治理电压暂降问题,并能够对优质供电园区的电网规划与重构、电网运行方式反演、电压暂降传播途径抑制等措施提供决策支持。     

基于凹陷域分析的电压暂降监测点优化配置

提出一种基于凹陷域分析的电压暂降监测点优化配置的新方法,以监测点数目最小为目标函数,以全网敏感性负荷节点电压暂降可观测性为约束条件,利用整数线性规划方法,通过MATLAB编程求取符合要求的最少数目监测点。在构造电压暂降幅值矩阵的计算中,考虑到了每一个节点故障可能引发系统其余节点电压暂降的情况。在IEEE 39节点系统上进行仿真计算,成功求得了保证全网敏感性负荷节点电压暂降可观测的最少数目的监测点。     

考虑设备耐受特性的能量指标分级评估

考虑用户设备电压耐受特性对评估结果的影响,提出了一种考虑设备耐受特性的改进能量指标的系统侧电压暂降分级评估方法.首先,进行了能量指标的比较基准值以及不确定区域内暂降事件严重程度差异性刻画不足的分析;然后,基于电压耐受曲线构建比较基准值与权重系数,建立改进能量指标评估模型,进而对暂降事件严重性进行等级划分;最后,使用该方...     

基于最小幅值搜索的电压暂降监测点优化配置

为实现全网任意位置电压暂降可观测,提出一种基于最小幅值搜索的电压暂降监测点优化配置方法。首先根据电压暂降幅值解析式,利用黄金分割法搜索故障位置在各线路变化时节点的最小暂降幅值;进而根据电压阈值确立可观测域,构建出计及各种短路故障情形的最恶劣可观测矩阵。最后以系统内监测点数目最少为目标,全网任意位置电压暂降可观测为约束,建立电压暂降监测点优化配置模型。在构造电压暂降可观测矩阵的计算中,考虑了系统最恶劣电压暂降情形,避免了监测盲区。并且通过对IEEE 30节点系统的仿真计算证明了该方法的有效性。     

电网节点电压暂降综合评估及其检验方法

准确评估电压暂降是改善和解决暂降问题的基础,而对评估方法的检验是评估质量的保障.针对现有暂降指标体系缺乏综合评估方法且评估结果无法定量检验的问题,文章基于IEEE Std 1564-2014指标体系标准,提出了一套电网节点电压暂降综合评估流程及其检验方法.针对目前暂降评估仅对暂降频次或幅值进行评估从而造成信息缺失的问题...     

基于平均点线距的电压暂降系统级评估方法

为系统比较不同区域电压暂降的严重程度,从电网电压暂降整体水平出发,提出了系统级的电压暂降严重程度评估方法。该方法通过聚类分析确定持续时间区段,求取不同持续区段内残余电压的中位数并绘制中位数线。随后提出平均点线距指标以量化评估各个区域电压暂降严重程度,并根据不同区域的指标分布特征进行电压暂降水平等级划分。某市实际监测数据的评估验证了所提方法的正确性与合理性。该方法能在大量监测数据中有效提取不同区域电压暂降的严重程度信息,从残余电压和持续时间2个维度实现电压暂降的系统级评估,有利于区域间电压暂降水平的对比。     

基于典型波形特征与改进DBSCAN的电压暂降同源识别方法

针对电网内单次短路故障可能触发多条母线上的电能质量监测装置记录电压暂降波形,造成电压暂降录波数据冗余、电网电压暂降水平过估计的问题,提出一种基于典型波形特征与改进基于密度的有噪空间聚类(DBSCAN)的电压暂降同源识别方法。首先,提出综合倾斜因子、波形相似度和持续时间三维特征,综合刻画电压暂降同源性;同时,研究电压暂降经多级变压器的传播特性,推导出13种变压器相电压等效传递矩阵,并提出基于Bhattacharyya距离的波形相似度计算方法。其次,利用共享近邻点(SNN)改进DBSCAN,对由三维特征构成的矩阵进行同源聚类,提出基于电网节点总数和监测点总数的聚类参数计算方法,实现电压暂降同源识别。应用实测数据和IEEE 30节点系统仿真数据进行验证,结果证明了所提方法的正确性和有效性。