单相智能电能表内置负荷开关优化控制技术研究

智能电能表内置负荷开关是实现智能电网"全费控"目标的重要保障。现有智能电能表内置负荷开关控制方式仅依据用户缴费情况,未考虑用户负载实际情况。若负荷开关断开瞬间触头通过大电流,极易拉弧而引发触点熔焊或烧毁。文中提出了一种综合考虑"全费控"功能实现、负载电流、负载功率因数等因素的单相智能电能表内置负荷开关优化控制机制,并通过对比测试验证了采用该控制机制可显著提升负荷开关使用电寿命,保障电力系统的安全、稳定运行。     

一种适合智能电能表的基于电机式自保持继电器

目前,国家电网使用的智能电能表有70％以上为内置负荷开关电能表,负荷开关作为电能表的关键元器件,对电能表的工作可靠性有着重要影响,本文对现有智能电能表的负荷开关做出综合分析,并结合现有智能电能表的实际使用环境,描述了一种适合智能电能表的基于电机式自保持继电器。使用本文描述的电机式自保持继电器设计的智能电能表,符合国家电网的最新要求,使用200mT永久磁铁对电能表施加恒定磁场干扰时,电能表正常工作,并能够常进行拉合闸操作。     

智能电能表主要故障分析与对策

根据浙江电网智能电能表运行情况,统计了智能电能表运行故障实例,针对运行故障发生数量较多的智能电能表烧毁、时钟电池欠压、时钟异常、继电器故障等进行了分析,并提出了相应的故障预防对策。     

基于MSP430F6736的全SOC单相智能电能表设计

针对电能表现有方案存在的不足和当前电能表市场面临的挑战,采用全SOC方案设计了一款高精度、低成本、低功耗的单相智能电能表。该电能表采用SOC芯片MSP430F6736作为控制核心,通过SOC芯片内置A/D和硬件乘法器模块以及相应的数学计算实现了高精度测量和电能计量功能,利用SOC内置RTC模块和温度传感器实现了带温度补偿的日历/时钟功能,利用SOC内置LCD驱动器实现了液晶显示,最后依托于SOC内部强大的CPU和相应的功能模块实现了数据储存、负荷曲线、事件记录、负荷控制、RS485通信等功能。实验结果表明,所设计的电能表完全能够满足国家电网的1级单相智能电能表技术规范要求,且性价比高,具有广阔的市场价值。     

多芯模组化的负荷分析电能表设计与研制

针对居民用户对精准精益用能服务需求不断增长的现状,为提升智能电能表精细化用电数据分析水平,基于IR 46国际建议的理念,设计研制了一款基于多芯模组化方案支持远程升级的负荷分析智能电能表.该电能表内置计量芯片、功能芯片及负荷分析专用芯片,各芯片模块相互独立,通过负荷数据采集、特征量提取、负荷辨识、记录上传等过程,实现三芯管理模式下的用户家庭电器类型、启停时间、消耗电量智能辨识分析.同时提出了依托用电信息采集系统的远程升级方案,保证电能表负荷分析算法、特征库可在线更新.     

智能电能表现场运行模拟系统的框架体系研究

针对智能电能表需要计量复杂多变的用电负荷以及在运行中处于现场非常复杂的电磁环境,提出了开展智能电能表现场运行模拟系统的框架体系,详细分析了影响智能电能表计量准确性以及稳定性的各种因素,并针对智能电能表现场运行模拟系统的框架体系进行了研究,提出了硬件功能构架和应用功能构架。该框架体系对后续智能电能表现场运行模拟系统的建设具有重要的指导作用,对完善智能电能表试验流程和规范,提高智能电能表检定水平,对整个用电管理工作的高效开展具有重要的意义。     

智能电能表出现黑屏现象的原因分析

针对智能电能表使用过程中出现的电能表黑屏现象,详细分析了智能电能表产生黑屏现象的几种原因,为电网实际运行的智能电能表故障类型分析提供依据,促使智能电能表制造商在元器件选择、制造工艺等方面有针对性地加强管控。     

智能电能表失电故障的试验分析

目前针对智能电能表在现场应用环境中频繁出现时钟故障的现象,对入网运行出现时钟电池失压的智能电能表进行深入的研究和故障分析,从功耗、工艺及内部电路设计等方面剖析时钟电池性能降低的原因。根据国内运行的智能电能表大面积出现失电故障,对已经出厂的智能电能表进行有针对性的试验检测研究。以电池失能为突破点,通过特定的电池检测方法,获得真实有效的试验数据。根据试验结果进行科学分析论述,找出智能电能表失电故障根源,并遵循客观实际条件,提出两项改进措施方案,以杜绝智能电能表失电故障的继续扩大漫延。所提出的技术方案为智能电能表安全有效的运行提供技术保障。     

智能电能表运行状态评估技术研究综述

智能电能表运行状态评估包括可靠性分析、电能表故障分析以及电能表可靠性寿命预计;针对目前智能电能表运行状态评价研究必须面对的问题,将当前应用于智能电能表状态评估的质量评价方法、异常分析和故障预测算法、寿命预测算法等内容进行了梳理和对比,总结了智能电能表运行状态评价技术的研究现状和最新研发进展;从智能电能表数据特点的角度阐释了目前应用算法的特点和不足,探讨了研究基于多源数据融合技术的智能电能表运行状态评估技术的必要性、可行性和努力方向,为智能电能表数据数据分析技术和状态评估技术提供可靠的借鉴意义。     

智能电能表故障分级运行管理方案研究

介绍智能电能表的发展现状及特点,为降低运行智能电能表的故障率,提出基于智能电能表故障率的智能电能表故障分级运行管理方案,完成了智能电能表故障率计算、智能电能表的分级与处理。通过算例分析,验证了该方案的正确性和可行性。     

空线操作过电压抑制的新方法

线路空载或带负荷正常运行时较为稳定,但线路出现瞬时故障如雷击等,开关动作跳闸,后动作的开关等于开断空载线路,由于开断时刻线路对地电容储存电荷的作用,使开关触头多次击穿重燃,引发操作过电压波及整个电网。提出泄放吸收开断时刻线路对地电容储存电荷,从源头防止线路操作过电压的产生,消除线路操作过电压对系统危害。     

基于馈线负荷骤降度的配电网故障研判方法

针对自动化水平低的配电线路故障停电后难以准确快速定位故障区段和停电范围的问题,提出了一种基于馈线负荷骤降度的配电网故障研判方法。该方法在馈线首端有功功率的骤降度大于一定阈值时启动,然后利用计量自动化系统中配变的历史负荷数据预测故障前馈线上各配变的有功功率,并计算馈线上各开关的负荷占比。通过比较馈线负荷骤降度与各开关负荷占比值,判断故障跳闸开关及停电范围。工程实例的分析结果表明,该方法能够准确定位故障跳闸开关,实时性好,为配电网提供了一种不依赖配电网自动化系统的新的故障研判手段。     

混合型背靠背智能软开关技术

基于背靠背电力变换器的智能软开关(SOP)能柔性、快速、精确调控配网潮流,实现配网电压、网损等多控制目标统一优化管理,同时具备故障隔离和故障恢复功能。但该型SOP的供电恢复范围受限于其自身容量,难以满足全部停电用户供电需求。文中提出了一种由小功率背靠背电力变换器与负荷开关并联组成的低成本混合型SOP。正常工作模式下,仅由背靠背电力变换器调控系统潮流及电压分布;线路故障模式下,由负荷开关承担供电恢复功能,且故障清除后通过灵活调控背靠背电力变换器实现闭环运行工况下负荷开关的零电流开断,增加负荷开关使用寿命,降低成本。最后,通过仿真验证了混合型SOP的供电恢复能力以及零电流开断技术的有效性和可行性。     

考虑开关状态集调整的含光伏并网配电网动态故障恢复方法

故障恢复作为智能配电网自愈能力的重要保障,对系统运行可靠性至关重要.针对含分布式光伏并网的配电网故障恢复问题,计及故障期间光伏出力和负荷水平变化建立光伏型配电网动态故障恢复方法.以当前时段系统失电负荷量最小为目标函数,计及网络辐射状约束、功率平衡约束、节点电压约束、开关状态集约束等必要约束条件建立光伏型配电网动态故障恢...     

电网稳定运行中负荷开关批量控制技术研究

负荷开关批量控制技术可实现批量控制负荷序列的维护管理、智能选线、快速并发控制及操作统计等功能,利用现有的遥控点表信息及数据传输通道实现对变电站断路器远方操作控制,并向省调系统传送实时可切负荷及控制结果数据。在电网稳定运行中变电站施行无人值班和强直弱交大受端电网严重故障时,负荷开关批量控制技术可以通过并行的方式批量控制电网负荷,并提供控制过程的可视化和交互操作,大大缩短故障处理时间。负荷开关批量控制技术对提升电网重、特大事故快速反应能力和保障电网稳定运行具有良好的实用意义。     

10kV真空负荷开关操动机构故障分析

介绍了真空开关操作机构的典型故障,结合真空开关的操作机构的种类和原理,分析了一起10 kV真空开关操作机构故障发生的原因.根据相关运行管理规定和以往工作经验,提出了相应的预防措施,可供类似的开关选型和调试参考.     

考虑线路压降的快速接地开关消弧性能及应用

快速接地开关兼具电压、电流双重消弧效果,但传统分析未考虑线路压降对故障点电流的影响,需进一步分析其消弧性能。考虑故障线路动态参数,建立应用快速接地开关的配电网单相接地故障模型,采用对称分量法推导出故障点电流计算公式。计算结果显示故障点电流受故障线路负载电流、序阻抗、相间电容、故障距离以及过渡电阻等多重因素影响。分析快速接地开关等效熄弧电路模型,表明快速接地开关可有效抑制间歇性弧光接地过电压,但在故障线路动态参数造成故障线路压降较大的稳定低阻燃弧过程中,快速接地开关可能增大故障点电流,不利于电弧熄灭。结合快速接地开关的优缺点分别对单独应用快速接地开关消弧及其与消弧线圈配合消弧提出建议。最后通过MATLAB仿真验证了文中的分析结果。     

基于输入电流和输出电压的Vienna整流器单管开路故障诊断方法

单管开路故障是Vienna整流器的常见故障形式,为提高单管开路故障诊断的准确性和可靠性,基于输入电流和输出电压提出了一种故障诊断方法。首先,分析单管开路故障时的故障机理,选取故障时输入电流和输出电压作为故障特征量;然后,通过检测输入电流的零值稳区和分析输出电容电压差的谐波变化,设计故障诊断方法;最后,通过仿真和实验验证了所提方法的有效性。所提出的方法结合电流、电压故障特性,在快速诊断的同时大幅提高了诊断结果的准确性和可靠性,在负载突变的情况下仍能正确工作,并且不需要添加额外的硬件设备,方便嵌入已有的控制系统中,能够实现单管开路故障的快速在线诊断。     

Transient recovery voltage requirements associated with the application of current-limiting series reactors

This paper describes transient recovery voltage (TRV) requirements for switching devices used in the application of current-limiting series reactors. For fault current-limiting reactors, the series reactor is used during high fault current conditions. During these conditions, the line breaker is required to interrupt faults that may occur on the line-side of the reactor. For load current-limiting reactors, the series reactor bypass switch is normally closed and is opened to insert the reactor if the load current exceeds the line ampacity. For this situation, the bypass switch must interrupt the load current as it transfers from the switch to the series reactor. The study approach and modeling techniques described in this paper examine TRV requirements for circuit breakers and bypass switches to address (a) TRVs exceeding the rating of the line breaker following the interruption of a fault current, and (b) TRVs exceeding the bypass switch capabilities during reactor insertion. The study results are compared to ANSI/IEEE TRV Standards and corrective actions recommended, including control of series reactor natural frequencies. Effects of variations in the series reactor impedance, variations in bus-fault duty, and impacts of wave-traps and current chopping on TRV are described in the investigation. The results of the study provide guidance for the application of line breakers and bypass switches associated with the installation of current-limiting series reactors.     

应对极端灾害的韧性配电网自动开关优化配置

以台风灾害为例研究了考虑配电网抗灾韧性的自动开关优化配置模型。首先考虑台风风场、配电系统故障状态、系统负荷的不确定性,生成随机场景。其次分析台风灾害期间的配电网故障处理及供电恢复过程中的负荷区域供电状态,将自动开关优化配置问题进行建模,转换为两阶段的混合整数线性规划框架,第一阶段获取以投资运维费用和韧性成本的总费用最小为目标的自动开关配置方案,第二阶段求解以台风期间系统韧性指标最小为目标的负荷区域供电状态。最后,以IEEE 33节点系统为算例进行仿真分析,仿真结果表明所提出的模型应用自动开关配置方案后,具有较好的经济效益和韧性提升效率。