基于网络传播特性的配电网电压暂降随机预估方法

敏感负荷的大量投运使得用户对电能质量的要求不断提高,电压暂降的快速有效预估成为当前电压暂降研究的一项重要内容。提出了一种基于网络传播特性的配电网电压暂降随机预估方法。首先基于配电网拓扑搜索电压暂降传播路径,通过序分量法获得不同路径下电压暂降的垂直/水平传播特性。进而根据路径搜索结果建立故障源至负荷侧的配电网电压暂降传播方程。最后结合不同故障类型及线路故障率计算暂降凹陷域和相应预估指标。对某实例配电网系统开展算例分析,验证了所提方法的有效性与优越性。     

计及电压暂降和保护性能的配网可靠性算法

提出一种计及电压暂降和保护性能的配电网可靠性算法。运用蒙特卡洛法模拟故障的各种信息;采用故障电流补偿法计算系统故障后各节点电压;根据系统故障后线路保护的动作性能确定各负荷节点的电压暂降持续时间,从而进一步判断敏感负荷是否停运;将故障点法与临界距离法相结合,提出一种计算电压暂降域的方法。最后比较了计及电压暂降和保护性能前后的配电网可靠性指标变化。该算法采用的模型是RBTS测试系统的第6母线,运用上述算法计算了它的暂降域和可靠性指标。     

考虑含多敏感负荷的配电网电压暂降脆弱区域辨识方法研究

随着变频器和继电器等大量敏感负荷的应用,电压暂降问题愈发成为了配电网尤其是敏感负荷占比很高的现代工业配电网亟需解决的动态电能质量问题。为有效评估配电网中易引发电压暂降的薄弱环节与指导电压暂降补偿方案的设计,提出了考虑多个敏感负荷的配电网电压暂降脆弱区域的辨识方法。首先,通过引入母线暂降判定向量与线路暂降关联向量以及相应的判定准则,确定了目标配电网中临界点在各线路上的分布以及各临界点的位置。其次,基于获得的敏感负荷的电压暂降域,得到了考虑交叠效应的配电网电压暂降域层级模型,并由此定义了电压暂降影响度以实现对配电网内电压暂降脆弱区域的量化评估。最后,将所提方法应用于IEEE14母线系统电压暂降脆弱区域辨识,验证了所提方法的可行性与合理性。     

计及负荷特性的电压暂降随机预估

提出一种改进的电压暂降随机预估方法,并应用于具有多项式负荷模型的配电网评估中。该方法按照系统不同故障时的节点功率方程建立统一的牛顿型迭代方程,针对牛顿法不能保证迭代可靠收敛的问题,采用可变步长的Levenberg-Marquardt（LM）方法计算得到4种故障类型下的电压暂降域及评估指标。IEEE 30节点系统的计算证明了考虑负荷模型的必要性以及所述方法的有效性。     

计及电压暂降的配网可靠性评估

该文对计及电压暂降的配网可靠性算法进行了研究,运用改进的支路电流法进行配电网故障前的潮流计算;计算了各种故障下的故障电压和距离的关系;提出一种基于SCBEMA曲线判断敏感负荷是否停运的判据,给出了不同种类用户的电压暂降幅值和持续时间概率曲线;在进行计及电压暂降的配网可靠性指标计算时,用贝叶斯网络计算常规的可靠性指标,结合敏感负荷的停运计算暂降时的指标。该论文所采用的模型是IEEE RTS—6母线测试系统的第5条母线,运用上述方法计算了它的故障域和计及电压暂降时的可靠性指标。     

基于EMTDC电压暂降随机预估的仿真研究

现代电网和负荷构成的变化使电压暂降成为热点。研究电压暂降特征的方法有电压质量监测和随机预估。与电压质量监测相比,随机预估方法能够在短期内得到负荷处的电压暂降特征。总结了两种较成熟预估方法的不足,提出了运用蒙特卡洛法(Monte-Carlo)进行此项研究的思想。建立了电力系统故障状态变量的数学模型,基于EMTDC/PSCAD对典型的IEEE RBTS 6母线测试系统的故障情况做了大量的仿真。通过比较各故障状态变量数学模型的概率分布值与其仿真中取值的概率分布,可以证明仿真结果是可信的。最后获得了6个负荷点处的电压暂降分布图,并分析了网络结构对电压暂降分布的影响。本文所做的仿真对实际系统的暂降特征的研究有一定参考价值。     

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。     

复杂配电网的电压暂降随机预估方法

新型输配电技术的发展以及现代电力用户对电能质量要求的不断提高,使得电压暂降的分析、评估成为当前电能质量研究中的一项重要内容.本文提出系统重构法(RCS)进行复杂配电网的电压暂降随机预估.RCS方法是直接法的延伸,通过对重构系统的潮流计算直接求解电压暂降计算式中的系数项,分别计算三相短路故障、单相接地故障、两相接地故障和相间故障4种故障类型下的电压暂降凹陷域和相应的评估指标.对IEEE-30节点系统的分析和计算证明,本文方法适用于大规模复杂配电系统的电压暂降随机预估.     

线路故障引起电压暂降影响因素的研究

目前,电压暂降成为电能质量的主要问题。研究了线路故障引起的电压暂降的影响因素。建立了分析模型,给出了线路三相短路和单相接地短路的等效电路及公共连接点(PCC)处残余电压表达式。指出故障点距PCC电气距离越短,电压暂降深度越大;单相接地短路的电压暂降深度小于三相短路;故障馈线是否与敏感负荷处于同一母线对电压暂降的影响不同;过渡电阻的存在有利于电能质量。PSASP仿真结果验证了分析结论的正确性。     

基于场景构建的电压暂降特征量随机评估方法

电压暂降幅度与持续时间分布是电压暂降的主要特征量,也是敏感负荷损失预估及治理方案选择的重要依据。但现有随机评估方法往往存在计算量大、精度低等不足,使得分析得到的电压暂降特征值难以进行实际应用。针对配电网节点众多、负荷变化特征明显等特点,选择将场景法应用于电压暂降特征量随机评估中。首先通过K-medoids聚类方法进行节点类别划分及典型节点选取。其次通过节点加权网络等值实现了配电网初始运行状态的多维场景降维处理。进而结合短路故障概率分布曲线及网络阻抗折算,提出了典型电压暂降场景集生成方法。最后以某配电网网架结构为例,计算了其供区内敏感负荷点处电压暂降特征量,验证了方法的有效性与可行性。     

基于EMTDC配电馈线中电压暂降概率评估

电压暂降概率评估的结果可以用于判断电力系统网络结构是否合理。与电压质量监测相比,随机预估方法能够在短期内得到负荷处公共连接点的电压暂降特征量。在配电馈线系统中,三相不平衡负荷沿输电线分布,且负荷类型不尽相同。如何准确地评估配电馈线网络的电压暂降概率,关键是对馈线系统的模型和故障类型进行仿真。采取蒙特卡洛法(Monte-Carlo)模拟和电磁暂态仿真软件EMTDC相结合的评估方法对配电网系统进行评估,算法通过对蒙特卡洛法随机产生的各种故障形态进行仿真计算,最后分析统计得到公共连接点的电压暂降概率。     

高压线路故障产生电压暂降的特性及对敏感负荷设备的影响

220kV输电线路作为地区电网主要输电线路,发生故障时产生电压暂降凹陷域大,影响范围广。通过对220kV输电线路的保护配备,继电保护动作情况,故障情况的统计分析,用relayCAC软件对故障仿真计算,通过仿真得出的结果与故障录波装置电气信息数据进行验证,找出220kV输电线路时产生电压暂降的特性,提出从电网运行侧消除电压暂降的难点。调查电压暂降对地区电网中的敏感负荷的受影响程度,提出从负荷侧降低电压暂降影响的措施。     

考虑电网多节点暂降的故障线路严重度评估

针对现有暂降域分析方法的不足,提出一种新的故障线路严重度评估方法。基于故障点法,定义平均电压幅值、遭受不同深度暂降的节点数等指标,用以描述故障点的严重度。通过熵权法确定各指标权重,计算各故障点综合严重度系数。将位于同一线路的故障点综合严重度系数取均值,作为该线路的综合严重度系数,进而得到考虑多个敏感负荷节点暂降的故障线路严重度排序。仿真算例表明,所提方法能定量评估故障点和线路对关心节点造成的暂降严重度,为进一步采取暂降减缓措施提供参考依据。     

基于电压曲线特征的电压暂降凹陷域快速计算

针对现有的电压暂降凹陷域计算方法进行了分析研究,提出一种基于敏感负荷节点电压曲线特征的凹陷域快速计算方法.当线路发生单相接地故障时,分析敏感负荷节点电压的表达式,在此基础上定义了由节点阻抗矩阵元素组成的一致性参数和单调性参数,用来判断电压曲线是否具有单调性.根据电压曲线单调与否,把线路分为两类,采用不同的临界故障点计算方法.以IEEE 39节点标准测试系统为例,分析敏感负荷节点的凹陷域.并与已有的解析式法对比,结果表明,该算法在保证精确度的前提下提高了计算速度.     

一种基于临界点法的电压暂降域混合识别方法

电力系统中发生短路故障时,使敏感负荷所在母线电压骤降到预先设定的故障范围的故障点所在区域,即为暂降域。但是在大型复杂电网中,暂降域难以准确识别。提出了一种基于临界点法的暂降域混合识别分析算法,首先给出平衡和不平衡故障下,敏感负荷点的故障残余压计算公式;在此基础上引入二次插值、黄金分割法等多种数值分析方法,将母线上的临界点求取问题简化为插值函数根的求解问题;最后采用IEEE30节点标准测试系统作为算例,验证了该方法的正确性和实用性。结果表明本方法在保证计算精度的前提下,简化了暂降域的求解过程,收敛性好,易于计算机编程实现,具有一定实用价值。     

基于改进K-means聚类的配电网电压暂降频次估计法

传统考虑保护动作特性的电压暂降频次估计法需要获取详尽的保护配置信息,然而配电网保护配置多样,在不同因素如过渡电阻、运行方式、故障类型等的影响下,阶段式保护各级保护区可能产生较大变化,采用传统方法对电压暂降持续时间进行评估可能会产生较大误差.文中提出一种基于改进K-means聚类的配电网电压暂降频次估计方法,在未知线路保护配置基础上,基于电压暂降历史监测数据与保护动作信息,采用改进K-means聚类算法,对电压暂降幅值-持续时间进行聚类分析,推断线路保护配置情况,计算保护动作时间与保护动作电压.根据计算结果,在考虑不同故障类型、不同运行方式及不同过渡阻抗的情况下进行配电网电压暂降频次估计.在IEEE RBTS-6母线测试系统的母线5配电网中进行仿真,验证了文中方法的有效性和优越性.     

短路故障引起的电压暂降与短时间中断特征和设备敏感度分析

本文从电网运行角度,重点分析和描述了线路故障引起的电压暂降和短时间中断事件的三个重要特征量;通过设备的电压暂降敏感曲线和电网凹陷域分析了负荷对事件敏感度。进而综合两方面因素,讨论了电压暂降和短时间中断事件对电网和用户的影响。为电压暂降和短时间中断的认识理顺了思路,为评估奠定了理论基础。     

减小电压暂降深度的三相重合闸时序研究

为了减轻三相重合闸重合失败时敏感负荷母线处的电压暂降深度,提出一种确定三相重合闸时序的方法。当线路故障、两侧保护动作跳开三相断路器后,基于故障分量的概念构建故障附加状态网络,在线路两端分别接入附加电源,计算2种情况下敏感负荷母线的故障分量电压。依据该故障分量电压幅值大小确定重合闸时序,令幅值小的一侧为检无压侧。通过PSCAD/EMTDC软件建立IEEE 39系统进行仿真计算,并考虑了不同故障类型、故障位置及过渡电阻等因素对重合闸时序的影响,结果表明该方法能够改善敏感负荷的电压质量,并且不需要增加投资。     

基于随机预估与局部变权的电压暂降风险评估

在电压暂降中,暂降幅值与暂降时间大多集中在某个集中的区间,且不同故障类型下导致的电压暂降的指标变化也会存在较大差异。针对传统评估方法往往忽略了暂降指标的变化趋势的问题,提出了基于随机预估和局部状态变权的系统侧电压暂降评估方法。应用改进线路的故障概率模型和系统短路故障模型,使仿真数据更加贴合实际。在PSCAD/EMTDC平台建立IEEE-14节点系统模块进行仿真计算,确定了系统各节点在仿真中的电压暂降指标,以及在不同故障类型下的评估指标;然后通过局部状态变权的方法,得出考虑了暂降严重性的变化趋势的评估结果。评估结果表明,基于惩罚–激励效应的评估结果既能表达电压暂降指标的客观数据信息,又能够体现决策者的主观意志。     

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。