高比例柔性负荷接入下的风电场集电线路方法

为保证风电场集电线路输送潮流时的稳定性,在高比例柔性负荷接入下提出了风电场集电线路入廊规划方法。调度接入工业高载能负荷与柔性负荷2种高比例柔性负荷,并将其作为风电场集电线路入廊规划方法的目标函数;构建风电场集电线路潮流约束,限制线路输送潮流,设计高比例柔性负荷约束,结合潮流约束与高比例柔性负荷约束构建线路入廊规划方法,并使用蚁群算法获取全局最优解,得到最佳规划线路。经实验验证：该方法接入高比例柔性负荷后,具备明显的削峰填谷能力。     

基于RFID的电力设备全寿命周期故障预测

为了延长电力设备寿命,引入RFID技术预测电力设备全寿命周期故障。使用RFID技术定位并剔除设备故障数据,利用z-score法归一化处理数据;使用交叉熵理论获取数据的随机变量,建立概率密度函数,据此构建设备的全寿命周期故障预测模型;以构建的模型为依据,使用曲线拟合方法获取电力设备的健康指数分布函数,从而实现电力设备的全寿命周期故障预测。实验结果表明：该方法预测电力设备全寿命周期时,高、低温环境下振动峰峰值误差为0.1㎝,波动均匀,无突变;全寿命周期故障预测时间较少,为6 s;预测性能较优,故障数据剔除后的预测性能灵敏度为94.8%。     

海上风电场集电系统全寿命周期成本分析

对两种常用的海上风电场集电系统网络拓扑结构进行研究,从全寿命周期角度建立了其总成本模型,并提出了放射形结构拓扑复杂多变、环形结构运行方式多样条件下的集电系统运行成本与维护成本的计算方法。算例分析以一个典型的近海风电场为例,从全寿命周期成本的角度对其集电系统进行优化,结果表明在现有电气设备成本条件下,环形结构在风电场运行16年之后表现出一定的优势。一组灵敏度数据从不同海缆故障率、海缆单次故障维修成本对集电系统全寿命周期成本的影响进行分析,为后续海上风电场集电系统设计提供指导意见。     

计及可靠性的电力设备全寿命周期成本管理

单纯依据设备投资费用进行设备选型有一定的局限性。基于设备全寿命周期成本(LCC)原理,结合资金的时间价值,介绍等年值的概念,提出电力设备全寿命周期成本的费用构成和计算模型。结合电力设备实际,给出了在LCC分析中,计及可靠性的设备投资、运行维修、停电损失等费用的等年值电力设备LCC的计算模型。通过实例进行的电力设备LCC计算分析,真实地反映了工程中现金流水平,证实了模型的正确性和工程实用性。     

计及集电线路和内部损耗的风电场模型分析比较

风电的接入会改变电网原有的潮流分布而对电网电压稳定性产生影响。潮流计算作为风电接入系统研究的基础,为得到其计算结果的准确性而建立风电场稳态模型具有重要的意义。以往的风电场系统潮流计算都是把整个风电场等效为一个风机处理,并没有详细讨论风电场内部的电网结构,潮流计算无法深入到风电场内部。在DigSILENT / PowerFactory中建立了改进的潮流计算模型,充分考虑了由双馈异步发电机组成的大型风电场的集电系统以及风电机组间电缆的功率损耗对稳态潮流计算的影响。     

基于改进DDAE的风电场集电线单相接地故障测距

为解决风电场混合接线的集电线短路后难以精确定位的问题,提出基于改进深度自编码网络的故障测距方法。分析集电线故障零序电流可知,暂态电流值、稳态电流幅值、稳态电流相位与故障距离呈现强非线性关系,借助深度学习挖掘这一复杂关系实现集电线精确定位。在深度去噪自编码框架上添加距离回归输出端口,采用联合训练以提升定位网络的准确性、抗噪性和鲁棒性。其过程为：首先,借助PSCAD/EMTDC搭建集电线模型,将给定时窗内故障零序电流序列和对应距离作为故障样本,仿真不同情况故障生成样本集。然后,在训练集上训练改进深度自编码网络得到最优网络用于精确测定故障距离。借助各测点零序电流幅值关系可先确定故障区域,将故障信号送入已训练好的网络即可确定故障所在精确位置。本文方法对集电线多分支、混合短线路有着良好的适应能力;定位性能明显优于传统机器学习算法,且受过渡电阻、采样率、噪音、故障相位角影响较小。     

电力设备全寿命周期成本中故障成本的估算

针对全寿命周期成本中故障成本难预测的问题,根据电力设备累积失效概率符合威布尔(Weibull)模型的特点,运用最小二乘法对Weibull模型参数进行估计,计算出设备的期望寿命,从而建立故障成本估算模型。通过比较分析不可修复设备和可修复设备故障成本的计算方式,针对可修复设备平均寿命的特殊性,引进等劣化理论来揭示可修复设备平均寿命之间的关系,并计算出可修复设备的故障成本。算例验证了该方法的有效性。     

基于潮流、可靠性线性化分析的海上风电场集电系统集中式拓扑优化

海上风电是新型电力系统的重要支撑，其集电系统需要大量昂贵海缆，占总成本比重较高，优化规划较为困难。为此，提出适宜集电系统的含网损线性潮流模型，基于决策变量构建潮流约束。考虑开关的优化配置，将可靠性综合成本引入模型，并对场景进行解耦，基于网络流模型构建故障功率流变量实现具有可靠性的数学约束化建模分析。综合多方面成本建立集电系统规划模型，将风机聚类后，进行集中式优化得到最优的拓扑设计。同时，提出标准成本的概念以综合评判设计方案与求解模型的优劣。最后，通过该方法与现有方法的算例对比，说明该方法得到的方案具有更低的标准成本，该模型具有更好的计算精度。综上，所提出的模型及方法更适宜于集电系统的规划分析问题。     

一起风电场跳闸故障引起的继电保护定值配合分析

结合一起风电场３５kV 集电线路零序电流II段保护拒动,３５kV＃１接地变零序电流II段保护动作,停电范围扩大的跳闸事件,分析了风电场小电阻接地系统３５kV 零序电流II段保护定值的配合情况,并根据实际运行情况 给出了新的整定值,同时提出了改进建议.该建议在特殊情况下为零序电流II段保护定值整定及配合提供了解决思路,能有效提高风电场３５kV 系统运行的稳定性.     

考虑尾流效应和集电系统元件故障的风电场可靠性建模

分析平坦地形和复杂地形下风电机组间尾流效应对风电场输出功率的影响;建立两状态等值风电机组以及五状态断路器、三状态变压器等集电系统元件的可靠性模型,考虑集电系统元件故障对风电场输出功率的影响。运用威布尔分布模拟风速,对风速、等值风电机组状态、集电系统元件状态等进行非序贯蒙特卡洛抽样仿真,基于MATLAB进行编程计算。结果表明,尾流效应和集电系统元件故障对风电场的输出功率都有不可忽视的影响,综合考虑二者的风电场可靠性模型提高了对风场输出功率计算的真实性和准确性,评估风电场并网可靠性指标时更为精确、贴近实际。     

基于全寿命周期成本理论的变电设备管理

以全寿命周期成本理论为基础,对变电设备运行全过程的相关费用进行拆分,建立了变电设备的全寿命周期成本模型。通过线性回归分析法对20组影响变电设备安全运行的成本因子数据进行分析,结果表明：设备已使用年限、一般缺陷处理频率、购置成本、状态检修频率对变电设备的影响较大,其中前2个因素与故障时间成正相关关系,后2个因素与故障时间成负相关关系。文章据此给出了以安全控制目标为约束条件的变电设备成本管理建议：根据用户对供电安全的依赖度决定变电设备的购置方案;考虑设备安全运行和综合成本来决定其经济使用年限;以状态检修来代替定期计划检修。     

基于设备脆弱性的电网气象灾害故障预测

电网运维数据表明,电网设备故障主要由雷电、雨雪、大风、冰冻等自然气象因素引起,是电网防灾减灾的重点。基于气象与电网故障之间的关联特点,提出一种基于设备脆弱性的电网设备气象灾害故障预测方法。将设备脆弱性指数作为变量改进关联规则算法,实现设备不同历史状态下的归一化处理。算例分析表明,基于设备脆弱性改进的关联方法,能够准确、全面地建立气象信息与电网故障之间的映射关系,预测给定气象条件下的故障概率。     

基于全生命周期投入产出效益的电网规划精准投资方法

电网投资建设规模持续增长,迫切需要一种电网规划精准投资方法,提高电网投资的经济效益。提出一种基于全生命周期投入产出效益的电网规划精准投资方法。首先,针对电网规划投资需要解决的不同问题,制定典型的电网规划投资场景,并分为刚性需求场景和弹性需求场景两类,统筹考虑不同场景所侧重的投入产出效益,建立电网规划全生命周期投入产出效益的综合评价指标体系和评价方法;其次,选取6种典型电网规划投资场景,为每种场景制定2种可行的规划方案,对不同规划方案进行全生命周期投入产出效益计算,并按照效益水平对可行方案进行优化比选,得到各种场景下的最优方案,按照优先考虑项目重要性、其次考虑项目投入产出效益的原则对最优方案排序,按照最优方案排序表,逐一安排项目,直到项目投资金额大于总投资计划或者安排完所有项目,得到电网规划投资的项目安排结果,实现电网规划精准投资;最后,结合某省级电网进行实证分析,结果证明该方法具有可行性和实用价值。     

基于“互联网+”的计量设备质量全寿命周期评价技术研究

随着能源互联网迅速发展,能源互联网的大规模、大区域互连、能源源头多、分布广、范围大、互联互通的特点对现有的计量设备全寿命周期评价提出新的思路,使得能源互联网对计量设备的可靠性、质量管控业务模式、全寿命周期评价技术等方面提出了新的要求。本文介绍了在能源互联网复杂应用环境下基于“互联网+”的计量设备质量管控业务模式及全寿命周期评价技术。解决了目前计量设备的质量管控及评价技术主要体现在电力公司的验收、配送、运行、报废环节,但在生产企业侧的研发、物料采购、生产制造等生命周期前端的质量控制、评价手段缺乏的问题。     

以设备寿命周期为基础确定更新规划方向

本文重点强调以设备寿命周期结合经济效益分析的方法进行综合判别,以确定电力设备更换策略和规划,并对建立设备寿命周期和判别模型进行描述,希望电力公司在设备管理和更新改造中更有合理性和长远规划性。     

基于模糊神经网络的高压电力设备故障预测模型

电力设备作为电力系统的基本要素,对其故障风险预测可以有效降低电网故障风险带来的损失。当前应用的高压电力设备故障预测模型忽略了对高压电力设备信号的盲源分离处理,无法去除虚假故障分量,导致故障预测结果不准确、耗时较长的问题。构建新的基于模糊神经网络的高压电力设备故障预测模型。将小波降噪方法引入到盲源分离中,对高压电力设备信号完成盲源分离和小波分解;通过互信息方法将分解结果中的虚假分量删除;利用插值形态滤波的方式提取故障特征,将其设定为模糊神经网络的输入变量,构建高压电力设备故障预测模型。实验结果验证了所构建的模型在30次实验迭代过程中的误差始终不超过2.5%,均方根误差低于3.4%,预测用时测试结果在14~23 ms之间。数据表明所构建模型的预测精度较高、预测速度更快,具有明显的应用优势。     

基于全寿命状态的设备可靠性研究

应用基于设备状态的故障率计算模型,研究如何科学求取模型中的比例参数和曲率参数。首先分析了由于反演法未能充分利用状态信息而导致的缺点,然后提出了基于设备全寿命状态的模型参数求解法。该方法可以分别求解一类设备、单个设备和设备分生命阶段的状态可靠性模型,不需要大量的统计样本,而且能通过状态的变化体现维修对于可靠性的影响。算例...     

基于全寿命理论的220kV变电站配电选型

目前在国内变电工程领域当中开展了全寿命周期成本(LCC)研究,已对多种变电设备进行了LCC分析,但并没有涉及到配电选型方面,因为配电装置组合特性,运用单一设备LCC比较并不够全面,基于此提出了220 kV变电工程配电选型LCC评价思路;根据变电工程各设备的特色分别建立了配电装置和土建部分等两个部分的LCC评价模型;给出了某一新建220 kV变电站配电选型实例.通过分析新设计的变电站数据,验证了该模型的正确性和实用性,为设计人员在配电选型方面提供了定量分析思路.     

基于LCC理论的电网技改项目准入模型研究

针对目前普遍存在的电力设备技改频繁、资产报废净值率偏高这一现象,建立基于设备可靠性和全生命周期成本(Life Cycle Cost,LCC)理论的技改项目准入优选模型,提升技改项目决策水平,降低资产报废净值率.在基本全生命周期成本模型基础上,考虑生产厂家、故障概率计算方式对LCC和项目决策的影响,对模型进行优化.选用断路器设备进行算例分析,分析结果和试点应用均表明,该优选模型能提升技改修理项目决策的科学性和项目实施的经济性,且该模型可操作性高.     

基于全寿命周期成本的变电站主设备选型分析

变电站作为电网建设中实现能源转换与控制的核心平台之一,其建设成本在电网投资中占比较高.变电站的全寿命周期成本作为变电站投资估算的重要指标,是指变电站建设和运行的总成本,一般包括一次性投资和运维费用.以此为研究目标,提出变电站的全寿命周期成本(LCC)估算模型,在此基础上,分析变电站的可靠性与LCC的关系,给出变电站费用...