变电站系统抗震韧性研究现状与展望北大核心CSCD

近年来日益频发的地震灾害曝露了变电站系统抗震能力弱、修复时间长、社会影响巨大的问题,使得变电站及其设备的抗震性能研究引起了广泛关注。为了全面评估变电站应对地震风险和震后快速恢复的能力,将抗震韧性概念运用于变电站系统,文中首先对不同系统的韧性基本概念和研究现状进行了综述,详细介绍了不同的韧性指标和韧性评估方法。随后结合变电站的功能和结构特点,提出了基于设备地震易损性和系统分析模型来量化变电站系统抗震韧性的评估流程,并指出了未来的研究重点。     

特高压换流站换流变体系抗震韧性评估方法

换流变体系是特高压换流站内的重要设备体系,一旦受损将会导致换流站电气功能严重损失,并且需要大量时间进行修复,有必要从抗震韧性的角度对其进行综合评估。因此提出一种特高压换流站换流变体系抗震韧性评估方法,给出与换流变体系状态相关的换流站功能状态函数,并定义了抗震韧性指标及经济性指标。结合换流变压器易损性曲线,提出了基于蒙特卡洛模拟的指标计算方法。以典型±800kV换流站内的换流变体系为例,考虑了增设备品、隔震改造等不同抗震提升措施,从而对换流变体系进行抗震韧性评估。结果表明:该评估方法能够对换流变体系的抗震韧性和经济性进行量化分析,可用于既有换流变体系抗震韧性评估及抗震提升措施的优化分析。     

特高压换流站抗震韧性及震后修复策略快速评估方法

地震作用下特高压换流站中设备极易损坏,然而由于资源条件限制使得震后抢修效率较低,从而导致了大量经济损失。为寻求高效的震后修复策略,该文搭建一套基于功能状态模型的抗震韧性快速评估框架。从结构和电气两方面建立换流站系统的二维功能网络模型,并利用贝叶斯网络进行功能状态快速评估。为提高系统震后修复效率,提出一种生物启发式多目标优化算法,利用震后迭代模拟得到系统阶梯型功能时变函数。通过对一典型±800 kV特高压换流站进行抗震韧性分析,得到换流站系统的关键抢修设备及最优修复策略,证明了最优修复策略的有效性和必要性。该框架量化了特高压换流站的震后修复过程及抗震韧性水平,可为换流站系统的震后应急抢修提供参考。     

基于地震灾害场景的主动配电网多维韧性评估方法

为了分析主动配电网承受破坏性扰动事件以及快速恢复重要负荷的韧性支撑能力,融合相量测量单元（PMU）高精度动态感知能力提出了一种新的以地震灾害场景为背景的主动配电网多维韧性评估方法。阐述了配电网韧性的基本概念及特征,并将地震作为极端事件代表,构建了反映配电线路故障率与地震动峰值加速度加权均值的模型,继而采用非序贯蒙特卡罗抽样和K-means++聚类算法筛选出代表性的地震场景;基于系统配置的PMU的强感知力建立反映韧性电网应变力、防御力、恢复力和协同力的评估指标,形成韧性多维特征空间,进而利用事件集点簇中心与最优韧性点的加权欧氏距离评估系统多维综合韧性;分析增强电力线路强度、提高联合系统中分布式电源可供容量这2种措施对系统韧性提升的影响,挖掘韧性电网对抗震防灾的学习力。最后,通过改进的PG&E69系统验证所提方法的有效性和准确性。     

基于变电站SCADA数据实现事故和异常智能分析与辅助决策系统

如何拓展变电站自动化系统的功能,有效利用其各类数据进行异常和事故分析,成为电网发展的一个重要研究课题。基于变电站SCADA系统数据,结合变电站运行人员巡检信息,采用计算机智能推理模块来完成以往变电站运行人员人工分析故障的过程,快速准确地判断故障设备,评估一二次设备动作行为的正确性,为快速处理故障、恢复供电以及制定设备检修计划提供辅助决策。     

基于层次分析法的变电站消防能力评估

通过对影响变电站消防能力的各类因素进行分析,提取了消防预控措施、设备健康水平等4个一级指标和消防设施巡视、消防设施维护等19个二级指标,构建了基于层次分析法（AHP）的分层次模型对变电站消防能力进行综合评估。测试结果表明,采用该AHP评估模型可以实现对变电站消防能力水平的量化表征,避免了粗泛化定性描述;变电站可依据评估结果中各项指标的得分情况,针对性地制订治理策略,开展变电站消防隐患治理。     

考虑电-气-热-交通相互依存的城市能源系统韧性评估与提升方法

能源转型背景下，城市能源系统得到了快速发展。当高影响、低概率的极端事件发生时，城市能源系统可能因为各子系统间的相互依存关系而承受更大风险。针对此问题，该文提出考虑电-气-热-交通相互依存的城市能源系统韧性评估与提升方法。首先，针对极端事件的发生全过程，提出包含整体性和针对性两个角度的多维韧性评估指标；然后，建立电、气、热、交通各子系统及耦合元件的模型；进而，为实现系统韧性的提升，提出采用发电车紧急供电、维修人员调度、拓扑重构等措施，以及考虑建筑物热惯性的协同优化模型；最后，在一个92节点的电-气-热-交通融合系统中进行算例分析。结果表明，所提的韧性评估指标能全面地反映系统在各个阶段的性能；所提的韧性提升方法可以协调各子系统间的措施与设备，实现系统性能的维持与恢复。     

变电站设备检修调试工作优化决策

变电站电气设备健康状态对电网安全至关重要.由于变电站电气设备整体健康状态和部件运行状态关联关系复杂且随时间变化,量化评估设备健康度的难度很大.提出了一种整体健康度量化评估方法,建立健康度-检修调试成本函数,研制了智能化检修调试系统,实现了变电站设备健康度的量化评估以及检修调试工作的智能量化定级.     

基于模糊层次分析法的箱式变电站运行状态评估方法研究

针对现有箱式变电站的运行状态评估通常都是以某一设备或设备的某一类参数为研究对象的问题,为了对整个箱式变电站的运行状态进行评估,充分利用箱式变电站整体采集的数据,提出一种基于模糊层次分析法的箱式变电站运行状态评估方法。首先,以整个箱式变电站为研究主体,建立箱式变电站运行状态评估体系;其次,利用箱式变电站内部系统采集到的各类运行参数,运用模糊层次分析法对箱式变电站各参数逐层评估,对不同设备进行评分,随后通过加权获得最终总分,实现对箱式变电站的整体评估;最后,通过实例验证了该方法能有效、准确地评估出箱式变电站运行状态。     

变电站并联电容器装置配置及运行状态评价方法

为了监测变电站并联电容器装置运行状态,综合评价并联电容器装置配置及运行状态,本文利用变电站生产管理系统设备资产信息和调度自动化系统电网电压无功运行数据,首先,根据并联电容器所涉及的电压无功相关指标,建立并联电容器装置配置及运行评价指标体系,其次,明确各指标物理意义及评估方法,然后考虑评价体系各指标劣化特点,提出基于劣化度的评价数据归一化处理方法,采用层次分析法与熵权值法相结合的综合评价方法对并联电容器装置配置及运行状态做出量化评价,将该方法应用于某地市公司变电站并联电容器装置的综合评价,评价结果符合装置实际运行状态,并且该方法可实现对并联电容器装置的实时评价,为变电站无功补偿的效果提升提供数据基础。     

电气设备的地震灾害易损性分析

目前我国电气设备易损性分析只注重变电站设备,未对输电线进行易损性分析,影响了电力网络抗震风险分析结果的精度。文章分析了电气设备易损性分析方法和易损性曲线绘制方法,并结合四川电网在汶川地震中的设备损坏情况,应用震害统计分析方法分析了变电站主要设备和输电线路杆塔结构的易损性,确定了主要电气设备的易损性曲线。分析结果可对电气设备的抗震设计、加固和维修提供决策支持,为电力网络抗震风险评估提供基础数据,为改善电力系统抗震性能提供参考。     

基于变异系数法的智能变电站通信系统可靠性评估方法

为量化评价智能变电站通信系统的可靠性水平,提出了一种基于变异系数法的智能变电站通信系统可靠性评估方法,根据统计得到的变电站失效率数据计算各通信系统的评价指标值,建立可靠性评价矩阵,通过对矩阵进行同向化、无量纲和权重修正,得到加权可靠性矩阵,并通过加权可靠性矩阵在特征空间的距离得到评估结果。仿真结果表明,该方法可客观整体评价通信系统的可靠性状况,能定量分析影响通信系统可靠性的关键因素,验证了所提评估方法的有效性与可行性。     

计及冰灾影响的电力系统韧性评估与提升方法

随着全球气候的变化和极端天气事件的频发,给电力系统的安全运行带来了极大挑战.为了评估和提升电力系统对此类灾害的抵抗能力,提出了计及冰灾影响的电力系统韧性评估方法,建立了一系列包含系统级及元件级的实用韧性量化指标,从系统及元件层面上量化冰灾对电力系统的影响.在此基础上,结合冰灾的特性,提出了一种包含整个冰灾过程的电力系统...     

基于“云边端”一体化系统的变电站现场高压设备在线监测方法

传统变电站高压设备在线监测方法存在监测效率较低和能耗较高的问题。为此,提出基于“云边端”一体化系统的变电站现场高压设备在线监测方法。构建“云边端”一体化系统,在该系统的基础上采用S变换获取高压设备信号数据的二维矩阵,经谱峭度理论对其降维后,利用奇异值分解方法分解降维后数据,将所得奇异值作为高压设备的特征向量;通过滑动窗口支持向量数据描述模型,将经过非线性转换的特征向量投影至特征空间,获取最小体积超球体,并计算样本数据至超球体球心的距离,根据距离值的大小完成监测。测试结果表明,该方法可有效实现数据降维,快速获取设备的特征向量,可在能耗较低的情况下处理设备数据,并有效完成设备在线监测,准确识别设备故障,较大程度提升变电站运行安全性。     

极端天气条件下的配电网韧性分析方法及提升措施研究

配电网在极端天气下会发生严重的大规模停电事故,而韧性体现了配电网抵御极端灾害、减小故障损失并尽快恢复供电的能力,为完善配电网韧性分析方法,首先量化极端天气对元件故障率的影响,建立反映台风风速与故障率之间关系的数学模型,利用系统信息熵筛选故障场景,确定灾害可能导致的故障规模;其次,结合系统缺供负荷量,构建韧性评估方法;再次,比较传统加固元件与接入分布式电源两种措施对韧性的提升效果,并采用核密度估计方法计算韧性概率分布,全面反映分布式电源对韧性的提升程度;最后,通过实际算例,验证提出方法的有效性和准确性。     

变电操作人因可靠性模糊加权评估方法

变电站人因误操作对电网的安全运行以及设备和人身安全造成极大的危害,是影响电力系统安全可靠运行的重要因素。首先分析了电力操作人因可靠性研究现状以及变电运行操作的内容与特点,介绍了认知可靠性和误差分析方法 CREAM并分析其不足;然后提出了一种基于CREAM和模糊加权判断的新型电网变电运行人因可靠性评估模型,并给出评估步骤和方法。4种不同环境条件的算例和一个倒闸操作案例分析表明,该方法能结合各类因素量化评估操作的人因失误概率,为电网变电操作人因可靠性量化评估分析提供理论基础。     

电气二次设备风险量化评估体系设计

提出了一种针对电气二次设备的风险量化评估体系和方法。该体系应用风险评估基础理论、可靠性理论和全生命周期理论,针对电气二次设备自身特点提出并建立了失效模型;将状态评价与风险评估工作有机结合,建立基于二次设备状态评价系统的风险量化评估模型;同时根据各量化模型的数据结构,设计了风险量化评估体系中各关键技术的工作机制。该评估体系目前已应用于广东电网二次设备风险评估工作中,使得电网运行风险管理由表面、定性评价向精细化、量化方向转化,为开展电气二次设备风险控制工作提供了科学依据。     

基于物元模型的地下变电站安全风险分析

在分析地下变电站安全性特点的基础上,提出地下变电站安全风险评价指标体系,包括人身安全、环境污染、辅助设备系统安全、电网运行安全、水浸安全。该指标体系能够较客观地反映地下变电站的安全风险水平,为其安全应急管理措施的制定提供了量化依据。同时,考虑到各影响因素的复杂性,提出了一种基于可拓物元模型的地下变电站安全风险评估方法,分析了应用实例。     

考虑网架重构和灾区复电过程的配电网抗台风韧性评估

韧性用于评估在遭受严重冲击后的系统性能的维持和恢复能力,是智能电网的重要性能指标之一,文中提出了一种考虑网架重构和灾区复电过程的配电网抗台风韧性评估模型。根据不同等级台风灾害造成的配电网设备故障率分布函数及不同等级台风灾害的发生概率,同时考虑集中型、分散型、集中分散型3种常见故障设备分布方式,生成台风灾害影响下的配电网设备故障场景集合;评估各场景在"灾害发生—网架重构—灾区复电"全过程中配电网保证负荷供电的能力,并通过吸收率、适应率和修复速率3个综合指标来对韧性进行量化描述。最后,以IEEE 33节点配电系统为例,详细介绍了韧性评估的建模和计算过程,验证了该模型用于评估配电网韧性的可行性。     

基于D-S证据理论的变电站通信系统信息安全评估

量化各种安全威胁对变电站通信系统信息安全的影响程度是制定信息安全策略的前提.在分析变电 站通信系统信息安全需求的基础上,根据信息安全的4个性质将影响其安全的各种威胁进行分类.根据该分类建立变电站通信系统信息安全评估指标以及层次关系,利用标度法计算各个安全威胁的联合权重.进一步运用D-S证据理论将专家对各种安全威胁的评估...