面向新型配电网的能观性分析与精细化协同规划方法

现代控制理论和电力系统状态估计中的能观性定义难以满足配电网态势感知的需求,配电网规划模型中也缺乏对能观指标的考虑,为此,提出面向新型配电网的能观性分析与精细化协同规划方法。对配电网的变量与状态空间模型进行定义,并根据传统能观性定义对配电网中的传统/新型变量进行能观性分析;基于传统能观性定义的缺陷提出新的配电网能观性和能观指标定义,并建立考虑能观性的配电网精细化协同规划模型。算例分析结果表明,所提规划方法考虑了实际量测误差的影响,实现了一次网架规划和二次态势感知设备配置的综合最优,达到了经济性和能观性的平衡。     

严重受扰系统的能控性和能观性及失稳模式分析

基于稳定域理论,指出严重受扰系统的轨迹在临近失稳时运行在主导不稳定平衡点附近,因此可以用线性系统来近似描述严重受扰系统的局部动态。相应地分析线性化系统的模式能控性和能观性,并提出秩判据,以判别控制输入矩阵或观测输出矩阵对失稳模式是否能控或能观。采用特征分析,根据特征值、参与因子和模态揭示故障失稳模式,并根据模式能控性和能观性矩阵找出最灵敏的控制输入和观测信号的地点,以控制和检测失稳模式。以10机39节点新英格兰系统为算例,表明所提出的基于主导不稳定平衡点的线性分析方法实用有效,可为构建广域监视和控制系统奠定基础。     

PWM DC-DC变换器混杂动态系统的能控性和能观性

在PWM DC-DC变换器研究中引入混杂动态系统和切换线性系统的概念和相关理论,研究PWM DC-DC变换器的能控性和能观性.首先将PWM DC-DC变换器建立为周期型切换线性系统模型,然后根据周期型切换线性系统的一个周期之后和多周期的能控性和能观性定义及定理,以Buck PWM变换器为例,分析变换器一个周期之后和多周期的能控性和能观性,最后对Buck PWM变换器进行能控性实验验证.实验结果表明,在负载阶跃变化的情况下,变换器输出完全可以控制并且稳定在设计值,这和Buck PWM变换器作为周期型切换线性系统模型的能控性分析结果是一致的.本文的研究还表明,研究方法也适应于其他功率变换器能控性和能观性的研究.     

配电网络模型二次校核方法

随着用户对配电网供电可靠性的要求越来越高,传统故障处理模式已无法满足用户需求,以智能分布式馈线自动化为代表的新技术逐渐兴起。为了解决智能分布式馈线自动化系统与主站之间存在拓扑不统一、不准确的问题,文中提出拓扑模型的二次校核方案,通过分析拓扑类型、拓扑变更原因和拓扑更新方式,论述了拓扑校核的必要性,介绍了一次校核对象、方案及其缺陷。在此基础上,搭建二次校核的总体框架,设计灵活的校核模式并提供相应的算法,开发出具备二次校核功能的校核系统,以辅助模型维护人员的校核工作。     

配电自动化二次设备风险评估与检修决策研究

数量庞大的配电自动化二次设备是维护配电自动化系统安全稳定运行的关键对象,通过对配电自动化二次设备风险点的识别和持续关注建立风险评估流程,根据设备的状态评分推算平均故障概率,从而计算综合风险损失和量化风险值。以风险损失和检修成本之和最小为优化目标,构建检修决策优化模型,综合考虑风险和成本费用两方面后,文中对检修计划给出了科学合理的排序,大幅降低二次设备的检修成本和因不合理检修可能导致的故障风险,实现配电自动化二次设备的精益化运维管理。     

配电自动化主站系统二次安防的设计应用

针对配电自动化主站二次系统的安全防护问题,基于“安全分区,网络专用,横向隔离,纵向认证”的二次系统安全防护原则,采用对主站系统的安全分区和在系统边界部署安全防护等措施,对宁东供电公司配电自动化主站系统进行了安全防护设计。应用结果表明:该二次安全防护方案有效保证了配电自动化系统和配电网的安全,稳定运行。     

智能变电站二次设备效能模糊综合评估方法研究

对二次设备的效能进行正确评估是高效管理二次设备的一个非常重要的方面。这是对设备能否完成其设定目标任务的能力的真实反映,对二次设备的资产效率准确衡量具有重要意义。另外,对二次设备进行效能评估,可优化智能变电站的改造和扩建周期,降低智能变电站投资成本。传统指标体系法在一定程度上可了解影响系统安全性的部分因素,但过程繁琐、效率低下,影响整个项目进度。为此提出采用基于电子会议分析法的效能模糊综合评估方法,利用计算机进行意见的采集和讨论,极大提高了工作效率。     

集控中心的二次设备状态检修方案设计

介绍了状态检修的概念、优点,二次设备状态检修的实现,提出了利用二次设备自诊断功能、以集控中心监控系统数据库为平台实现二次设备状态检修的方案,就其网络结构图、专家知识库的建立及故障诊断过程进行了详细的论述;就当前开展二次设备状态检修面临的问题进行了讨论。     

配电系统无功电压优化控制的二次规划算法

在配电系统中，通过适当的投切电容器和改变带负荷调压变压器分接头的档位，可以使系统在满足电压要求的前提下全网的能量损耗最小。然而，实际运行中要受到电容器投切次数和分接头档位变化总量的限制，否则将使开关和分接头寿命降低。对于这一无功电压优化控制问题，目前主要采用动态规划算法，但在规模较大的系统中将存在“维数灾”的问题。为此，本文针对配电系统的特点，将数学模型简化为一个二次规划问题，证明了它可以应用Lemke的线性互补规划算法在有限步内求得最优解。用26节点的配电系统作为算例，结果说明了所提方法的有效性和优点。     

基于灰色理论和云模型的智能变电站二次设备状态评估方法

针对智能变电站二次设备故障机理的复杂多样性,传统的单一性指标评估难以有效挖掘出潜在的安全隐患。在相应研究基础上建立了二次设备状态评估递阶层次评估模型和指标体系,运用灰色理论中的灰色聚类建立二次设备的状态评估灰色聚类模型。为了节省人力同时兼顾状态评估的客观性,采用灰色预测GM(1,1)模型对专家评分进行离散建模以获得足够的评估样本。同时考虑到评估指标的不确定性,采用云模型构建灰色白化权函数,并结合层次分析法计算状态指标的组合权重。实际案例仿真结果表明,所提方法计算量小且操作简单,可以准确及时地为智能变电站二次设备和系统的状态检修工作提供科学指导。     

智能配电网一二次协同规划方法研究

智能配电网二次系统的发展对配电网规划带来了巨大的影响，单独考虑一次系统的规划方法难以满足系统可靠性的要求，需要一二次协同进行规划。首先，介绍了二次系统中的各项先进技术，分析其对配电网产生的影响。其次，提出计及二次系统的配电网规划，并给出相应的评价指标，同时提出了一二次协同规划方法。最后，采用某市实际电网运行数据，通过分析一二次协同规划与传统配电网规划的区别，验证了所提方法的有效性。     

基于分层分区思想的配电网主次网架结构研究

目前配电网多选用单层辐射状网络结构,于线路末梢设置联络,然而在规划中,通过变电站出线的载流量确定线型的方式将增大该结构的建设投资,降低线路利用率。结合终端节点实际地理信息,提出了一种配电网主次网架构建模式。首先,基于分层分区的基本思想,运用改进K-means聚类算法对供区终端节点聚类分区,定义等效负荷点,通过最短环路法生成主干网架;然后,以线路建设费用最低为目标构建配电网最优潮流模型,完成次级网络模型搭建。主次网络结构可实现按需选取线型的功能,在满足负荷发展模式和电压水平要求的同时降低投资。算例论证了方法的可行性和有效性。     

考虑电力二次系统影响的智能配电网综合可靠性评估方法

智能配电网可靠性分析包括一次系统和二次系统2个方面。文中根据配电网保护、故障区段定位和网络自动重构等二次系统的功能特点,提出一种考虑电力二次系统的智能配电网综合可靠性量化评估新方法。首先,根据配电网网架结构建立未考虑电力二次系统影响的智能配电网一次系统可靠性计算模型。在此基础上,根据区域集中式保护的动作特征和容错性能,建立了保护系统整体可靠性模型和区域保护在开关元件处的等效可靠性模型。然后,在开关元件处建立考虑电力二次系统影响的综合可靠性模型,实现对智能配电网各区域与各节点的综合可靠性评估。最后,通过比较可靠性指标验证了所提方法的有效性。     

计及全寿命周期成本和设备利用率的配电变压器规划优选

以往配电变压器容量与型号的规划方案主要关注投资的经济成本,往往忽略对配电变压器利用效率的考虑,针对此问题,提出了一种计及全寿命周期成本和设备利用率的配电变压器多目标规划优选方法。首先,构建贯穿初始投资、运行、维护、故障和退役的配电变压器全寿命周期成本指标;然后,采用最大负载率和平均负载率评价配电变压器的利用水平,由此提出配电变压器利用率指标,并用年电能损耗率最小的负载率来衡量最佳利用率;最后建立有关全寿命周期成本和利用率的多目标规划模型,并采用基于熵权的TOPSIS法对不同方案进行优化排序,求得规划的最优解。通过具体算例的分析与比较,结果表明所提方法能够得到兼顾投资成本和利用效益的综合最优方案,有利于提高配电变压器规划的精细化水平。     

考虑电源线电压控制特性的不接地配电网改进三相潮流模型

不接地配电网具有无零序电流通路、端点元件无中性点或虽有中性点但无引出线两个特点。由于无零序电流通路,端点注入电流满足零序分量为0的约束;由于无中性点或中性点引出线,端点元件具有相—中性点电压不可测或不宜控制相—地电压的特点。因此,实际不接地配电网中的电源端点通常以线电压作为测量和控制对象,即电源具有线电压控制特性。文中同时考虑不接地配电网的上述两个特点,提出以线电压为控制对象,通过构造平衡端点等值中性点作为全网的电压参考点,建立平衡端点和有功功率—电压端点的改进模型;在此基础上,进一步结合不同接线方式负荷的潮流模型,建立考虑电源线电压控制特性的不接地配电网改进三相潮流模型。最后,用IEEE13节点修正系统验证了所提模型对不接地配电网三相潮流计算的适应性和有效性。     

基于ADC的智能变电站二次设备效能评估

随着电力设备智能化的发展,对设备效能的分析有助于实现变电站的以可靠性为中心的维修和经济运行。文中在研究武器系统效能评估方法的基础之上,对电力二次设备的效能进行评估。采用可用性、可信性和固有能力(ADC)效能评估方法,建立二次设备在运行过程中的可用性、可信性和固有能力3个维度的量化模型。从板卡级别提取指标,建立二次设备固有能力指标体系,形成电力系统二次设备的效能评估模型,并针对智能变电站二次典型设备——合并单元,对模型进行了验证。