基于故障树分析的电力变压器可靠性跟踪方法

电力变压器是电力系统中最重要的输变电设备之一,提高电力变压器的可靠性,对整个电网的安全可靠运行具有重要意义。提出了基于故障树分析的系统不可靠性跟踪和薄弱环节辨识方法。给出了应用故障树评估系统可靠性指标的最小割集法。提出了适用于故障树分析的系统不可靠性指标比例分摊准则和系统不可靠性指标跟踪算法。根据变压器结构、各部件功能和故障模式分析,建立了变压器故障树模型。对变压器进行了可靠性跟踪算例分析,确定了影响变压器可靠性的关键部件,辨识了变压器薄弱环节。     

改进光伏模型及其在微网可靠性评估中的应用

新能源发电系统的准确建模是分析新能源并网稳定性、安全性与可靠性等方面影响的关键因素。针对光伏发电系统可靠性影响分析,本文在详细分析现有光伏发电系统可靠性模型优缺点与适用范围的基础上,提出了一种综合考虑容量、温度及辐照度等运行条件约束的改进模型。为分析其对微电网可靠性评估的影响,设计了基于时序蒙特卡罗状态抽样法的可靠性评估流程,并对含光伏发电系统的微网进行了可靠性评估验证。理论分析与评估结果表明,改进模型使得评估结果更为严格,且实际输出功率方差较之现有模型有所减小,能在一定程度上加快蒙特卡罗法评估的收敛速度。     

基于FTA进行电力系统可靠性评估的方法

故障树分析(FTA)作为全球公认的系统风险分析和可靠性评估的有力工具,普遍用于系统的设计,开发和运营。主要运用FTA对电力系统的可靠性及该技术的应用进行讨论。采用的方法是生成电力系统各负荷点的故障树,使故障树各个中断的能量传递从相关发电机到特定的负载点。运用最小割集的布尔方程组方法,定量分析故障树方法对电力传送的可靠性评估。电力系统可靠性评估和影响电力系统可靠性的主要因素是确定的,可以通过定性和定量分析得到。     

基于序贯蒙特卡罗法的复杂配电网可靠性分析

光伏发电具有随机性和间歇性的特点,使得配电网的可靠性存在下行风险。针对含光伏电源的配电网系统,传统的可靠性评估方法往往忽略光伏系统对可靠性的影响。利用序贯蒙特卡罗法对配网进行可靠性分析,考虑太阳光辐照度、光伏输出功率、时序故障率等因素的影响,建立基于时间序列的光伏发电系统可靠性模型;同时构建了考虑负荷功率随机性的中、短期负荷（月、小时）可靠性模型;最后引入可靠性灵敏度指标,评估了不同节点接入光伏发电系统后的可靠性。通过对含光伏发电系统配电网算例系统的可靠性进行评估,结果证明了算法的有效性,该方法为光伏接入位置的选择、容量的确定和配网可靠性的提高提供了重要的理论依据。     

基于时变因素的光伏发电系统可靠性评估

随着光伏发电的大规模发展,光伏电站的可靠性水平愈加受到重视。提出一种基于时变因素的光伏发电可靠性评估方法,通过分析光伏发电系统运行机理、元件失效模式及其对输出功率的影响,建立系统输出功率的概率模型,形成光伏系统可靠性评价指标,并构造光伏发电系统六状态空间模型。基于序贯蒙特卡洛方法,综合考虑气候条件、元件老化和光照强度,对某50 MW光伏电站运行可靠性进行评估。仿真结果表明,该模型及指标可有效反映系统的实际运行情况、出力水平和故障情况,为光伏电站运维提供支撑。     

含风/光发电系统的复合电力系统可靠性评估

为了保证电力系统安全稳定的运行,需对电力系统进行可靠性评估。针对风电场和光伏电场接入电力系统后对电力系统可靠性的影响,提出了风电场及光伏电场的多态分析模型。建立了可再生能源发电系统的可靠性模型,并将元件故障率及可再生能源的不确定性都考虑在内。采用状态枚举法和条件概率建立了电力系统的概率模型。利用模糊C-均值聚类算法对状态模型进行分析。对加入风电与光伏发电的RBTS和IEEERTS测试系统进行可靠性评估,计算得到不同的可靠性指标。实验结果充分证实了所提出方法的简单性与准确性。     

基于故障树的智能电能表可靠性分析

智能电能表系统复杂且广泛运用于日常生活,智能电能表可靠性的提升对于整个电力部门的正常运行具有重要意义。提出了基于故障树的智能电能表可靠性分摊算法,利用可靠性指标对系统可靠性进行分析。该算法包括智能电能表故障树的建立,可靠性分摊算法在故障树最小割集中的结合应用,提出元件可靠性指标进行智能电能表元件可靠性评估。根据智能电能表的结构特点、各功能作用进行定性分析,建立完整的智能电能表故障树。由可靠性指标进行智能电能表元件故障追踪,确定对电能表故障影响的关键元件,从而通过相应措施进行故障预防提高智能电能表可靠性。通过对智能电能表可靠性指标的评定证明本算法对系统可靠性指标的改进,有效提高分析系统可靠性。     

高压直流输电系统可靠性灵敏度分析模型

为从元件层面刻画高压直流输电系统可靠性影响程度,提出了直流系统元件可靠性灵敏度指标,结合故障树法及频率和持续时间法建立了高压直流输电系统元件可靠性灵敏度分析的组合模型,提出了直流系统可靠性评估概率灵敏度和关键重要度的定义。最后通过2个算例,对单/双12脉高压/特高压直流输电系统进行可靠性评估及灵敏度分析,基于计算结果对各元件或子系统对系统可靠性的影响及元件备用的影响进行了全面探讨。该方法对于识别系统的薄弱环节,对系统的增强措施分析及系统运行维修决策具有参考意义。     

光伏发电接入配电网可靠性研究现状与展望

对含有光伏发电系统的配电网进行可靠性评估,有利于配电系统的安全可靠运行。概括了光伏发电接入配电网带来的影响,从光伏出力随机模型、光伏出力和负荷相关性、光伏发电系统结构等方面阐述了光伏可靠性模型,总结了光伏发电孤岛运行模型,并对光伏发电接入配电网的供电可靠性评估中解析法和模拟法的应用进行了分析,指出可靠性评估方法的改进、光储混合发电系统以及光伏发电接入交直流配电网可靠性是今后光伏发电接入配电网可靠性研究的重点。     

单相光伏并网逆变器固定滞环的电流控制

并网型逆变器是太阳能光伏并网发电的关键部件,以Matlab/Simulink为仿真平台,建立光伏模块和最大功率跟踪控制器的数学模型和仿真模块,分析光伏模块的电气特性,实现最大功率点的动态跟踪,提出集成式光伏模块和最大功率跟踪控制的并网逆变器系统模型和电流滞环跟踪控制的数学模型和控制策略,仿真结果验证光伏模块数学模型和最大功率跟踪算法的有效性,对光伏并网逆变器受外界环境变化影响的动态响应进行了仿真,表明电流滞环跟踪控制应用于光伏并网逆变器能改善注入电网电流的品质,使电网功率因数为1。     

500 kW光伏发电系统并网逆变器

介绍了500 kW光伏并网逆变器的系统结构和工作原理,采用了IGBT功率模块并联技术来提高系统容量,并对主回路参数的设计方法进行了研究。在此基础上研制了一台500 kW光伏并网逆变器的样机,进行了试验研究,试验结果证明该样机运行稳定,性能可靠,具有较强的实用性。     

基于最优传感器配置的光伏阵列故障诊断

对光伏阵列在不同故障态下的输出特性进行仿真,总结了光伏阵列在故障下输出特性的变化规律。分析了基于支路电流检测与电池板电压检测相结合的故障诊断策略,对比了3种电压传感器放置方法,优化设计了传感器放置策略。将光伏阵列等效为矩阵,建立了权值节点矩阵,提出了基于权值边覆盖的最优电压传感器放置方法,并在此基础上以3x3光伏阵列为例,分析了各种故障下电压传感器的特征值。在故障诊断的基础上,提出了阴影影响下光伏阵列多极值点最大功率点跟踪控制策略。通过搭建光伏阵列对所提的最优传感器配置方法和最大功率点跟踪方法进行了验证,实验结果验证了所提方法的正确性。     

Recent Advances in Fault Diagnosis Techniques for Photovoltaic Systems: A Critical Review

If a failure in the components of a photovoltaic (PV) system, such as PV module, controller, inverter, load, cable, etc. goes undetected and uncorrected, it can seriously affect the efficiency, safety, and reliability of the entire PV power plant. In addition, fires can occur if specific faults, such as arc, ground, and line-to-line faults remain unresolved. Therefore, PV system (PVS) fault diagnoses are crucial for PV power plant reliability, efficiency, and safety. Many fault diagnosis methods and techniques for PVS components have been developed. In addition, with the development of PV devices, more advanced and intelligent diagnostic technologies are continuously being researched and developed. However, a systematic and thorough analysis, summary, and conclusion are still urgently required. Thus, this paper introduces the types, causes, and impacts of PVS faults, and reviews and discusses the methods proposed in the literature for PVS fault diagnosis, and in particular, failures in PV arrays. Special attention is paid to the optimization direction of various fault diagnosis methods under different priorities, and their limitations, feasibility, complexity, and cost-effectiveness. Finally, challenges and suggestions are put forward for future research.     

基于防突变负载的光伏并网发电最大功率点跟踪方法与实验研究

太阳能光伏并网发电易受到电网不稳定因素影响,造成对最大功率点跟踪的误判。针对太阳能光伏并网发电过程中,电网负载变化影响光伏发电对最大功率点的跟踪问题,提出了一种能够在电网负载突变情况下的,防止最大功率点跟踪误判的方法。该方法在Boost前级电路利用扰动观察法对最大功率点判断跟踪时,通过对电网电压和频率的检测,得到电网负载变化功率,补偿到最大功率点跟踪过程,避免由电网负载变化而引起的跟踪误判现象。通过实验结果表明:改进的防误判扰动观察法能够在电网负载变化下,对跟踪方向进行有效的判断,避免跟踪误判现象的发生,与一般扰动观察法相比,该方法能够有效的提高光伏并网发电效率。     

光伏阵列故障类型的改进型RBF神经网络识别算法

光伏阵列是光伏系统中非常重要的组成部分。传统的BP神经网络诊断算法有着精度低、收敛速度慢等缺点,为了精确地诊断出光伏阵列内部的故障位置及其类型,通过分析阵列开路、短路、老化、阴影和电池板裂片5种故障,提出了一种改进型RBF神经网络的故障诊断识别算法。首先,建立RBF神经网络的光伏阵列故障诊断模型,确定基于遗传算法的故障模型隐层中心的确定方法,然后针对基于粒子群优化算法的网络模型进行自适应权重寻优的仿真实验。最后,将优化的算法与传统RBF神经网络算法进行对比。结果表明:该优化算法不仅可以有效地诊断光伏阵列的故障类型,还可以提高故障诊断的准确率。     

光伏组件热斑电池片功率损耗的简化算法研究

热斑故障是光伏组件各类故障中最常见的一种。热斑电池发热越大,热斑故障越严重,对光伏系统的危害越大。针对常见晶硅光伏组件结构,剖析了光伏组件因热斑故障所引起的发热机理,结合单二极管等效电路模型提出一种简化的热斑电池片功率损耗计算方法;分析了光伏组件的不同工作状态,并结合组件的I-V曲线给出了各种工作状态下简化功率损耗算法中的关键参数确定方法。通过对光伏组件热斑电池片实验测试温度和热仿真温度对比,验证了所提简化功率损耗计算方法的准确性。     

基于玻尔兹曼函数的光伏MPPT系统研究

光伏发电系统的效率很大程度上决定于其最大功率点的跟踪。介绍了光伏电池电路模型,在Matlab/Simulink环境下对光伏电池的电气特性进行了仿真,分析了光伏电池最大功率点跟踪控制原理,利用玻尔兹曼函数自适应算法,设计了一基于三重Boost电路的最大功率点跟踪系统,并进行了仿真和实验研究;仿真和实验结果证明所设计的方法是可行的。     

配电网中的分布式光伏系统发电性能仿真

针对基于配电网的分布式光伏发电系统发电性能开展仿真研究.分析了分布式光伏发电系统拓扑结构,根据光伏系统关键部件运行机理,建立了光伏组件、光伏逆变器运行模型,根据光伏组件I-V特性,建立光伏组件阴影遮挡模型.结合现场实际测试,确定光伏系统各环节运行模型参数,通过分布式光伏系统各环节结构以及光伏部件,对分布式光伏系统发电性...     

光伏交错反激逆变器解耦控制方法的研究

交流光伏模块将光伏组件与微型逆变器集成为一体,构成一个可直接与电网或负载连接的光伏发电系统模块。微型逆变器独立控制每一个光伏组件,因此受到外部环境条件变化影响小,光伏电池的利用率优于其他光伏并网发电系统结构。首先,介绍了交错式反激逆变器的拓扑结构、工作原理以及并网控制技术;再对3种主动式功率解耦方式及控制方法进行了比较;仿真分析结果表明,3种功率解耦方式能够有效抑制二倍频功率扰动,提高了光伏电池板的效率,可延长电容寿命,但同时增加了设备的体积和成本,逆变效率也会相应下降,电路拓扑和控制都变得复杂。     

阴影影响下最大功率点跟踪控制(英文)

在阴影影响下,光伏阵列输出特性存在多个局部最大功率点,传统最大功率点跟踪算法不能区别真正的最大功率点。利用Matlab仿真软件对不同阵列在不同光照及温度下输出特性进行了仿真,归纳了光伏阵列在阴影下导数–电压输出特性的变化规律。研究了基于导数等效面积的最大功率点所在区间定位以及求导采样点确定方法,并在区间定位方法基础上了提出了多极值点最大功率点跟踪方法。建立基于状态方程的系统仿真模型对该文提出的算法进行了仿真验证,搭建实验平台对该文提出的最大功率点跟踪方法进行了验证。仿真与实验结果验证了所提方法的正确性。