配电网在根树分割和负荷均衡分配下的故障恢复

随着电网发展,高供电能力网架被广泛应用在配网改造中,在提高配电网联络率的同时使得其故障恢复算法表现为复杂的图论问题。针对图论问题下的配网故障恢复算法这一热点,提出配网在根数分割理论下的故障恢复算法。该算法将配网非故障失电区域比作根树,根树分割的过程就是形成故障恢复策略的过程。从下游对根树逐段进行分割,将分割过程中产生的馈线段下游多个联络开关作为被分割出去部分的根节点,则形成多个新根树。新根树之间组合又形成根树组,每一个根树组对应一个故障恢复方案,以恢复尽量多的负荷和负荷均衡为最优方案,对形成的故障恢复方案进行筛选。以典型高供电能力网架为实例进行计算与分析,验证该算法的有效性。     

基于定位有序树和模糊集评价的配电网故障恢复

为快速恢复非故障失电区域的供电,提出了一种基于定位有序树搜索和模糊集评价的配电网故障后快速供电恢复算法。利用定位有序树,对配电网实时拓扑结构进行分析,通过网络拓扑简化,快速形成满足系统电流、电压约束的候选恢复方案集;然后基于模糊集技术针对开关开合次数、未失电区域负荷的转移量、馈线容量裕度和最大电压降四个指标对各候选集方案进行评估,找出最优解,为运行人员选择最理想的恢复方案提供辅助决策。算例仿真验证了所提故障恢复算法的有效性。     

中压配电网可靠性评估的级别树算法

提出中压配电网的可靠性评估级别树算法。考虑到中压配电网故障隔离、修复和切换等过程,以及开关动作特性,提出开关树、断路树2种可靠性级别树的概念和形成算法,进而将配电网等值为等效的开关树、断路树。采用动态链表模型存储可靠性级别树信息以减少冗余存储,降低存储复杂性。计及设备故障、备用切换等对负荷点可靠性的影响,基于可靠性级别...     

计及集中式馈线自动化的配电网可靠性评估模型

集中式馈线自动化能实现故障自动定位、自动隔离以及非故障设备区快速恢复供电,有效提高了配电网供电可靠性,开展含馈线自动化的配电网可靠性评估模型研究具有重要意义。构建了馈线自动化系统的可靠性模型,依据馈线自动化系统运行控制逻辑及其概率失效特性,对供电恢复过程中可能出现的各类负荷区域进行了详细分类,推导了各类负荷区域的停电时间和配电网的可靠性指标计算公式。通过算例仿真验证了所提模型的正确和有效性,并比较了不同供电恢复策略和馈线终端配置方案对可靠性的影响差异。     

基于配网拓扑矩阵的供电可靠性评估

传统的配电网供电可靠性算法集中于对系统与负荷整体可靠性的评估,并没有深入研究网架结构对负荷点可靠性的影响。从负荷点主供电路径环节、上下游设备故障影响和负荷点与多电源点的联络情况3方面出发,提出了一种基于配电网拓扑矩阵的供电可靠性评估方法。该方法利用配电网拓扑矩阵,形成了可以量化分析这3个方面对供电可靠性影响的关联关系矩阵,可以快速计算"环节、联络、相互影响"3方面对停电时间的影响,进而准确判定配电网网架结构对供电可靠性产生较大影响的薄弱环节。分析结果可为配电网的可靠性规划提供理论支撑。     

配电网接纳电动汽车能力评估方法研究

规模化的电动汽车接入将对配电网的运行与规划产生显著影响,提出一种配电网接纳电动汽车能力的评估方法。采用蒙特卡洛模拟不同类型电动汽车的并网场景,建立负荷预测模型,根据配电网的拓扑结构及供电方式划分供电区域,结合电动汽车负荷的时空分布特性和配电网的供电区域进行分层负荷分配,计算系统总负荷,判断负荷过载情况。在此基础上利用三相潮流结果的概率模型,从节点电压偏移和网络功率损耗评估配电网运行情况。以IEEE123节点配电网为例进行了适应性评估,该评估方法可为配电网运行与规划设计提供分析手段。     

基于启发式规则与AHP-CRITIC算法的配电网故障恢复策略

智能配电网的自愈控制对提高整个电力系统的供电可靠性至关重要。针对含分布式电源的配电网故障恢复问题,提出了基于启发式规则与AHP-CRITIC算法的配电网故障恢复策略。首先,通过广度优先搜索的方法遍历停电区域内所有具有黑启动能力的分布式电源,形成孤岛供电。其次,对剩余失电区域采用启发式规则,以生成用于配电网故障恢复的候选方案集。最后,考虑故障恢复的目标,引入负荷容量裕度、负荷转移量、负荷恢复比例、开关操作次数和电压降落五个评价指标,分别计算候选方案的各评价指标。并使用改进的AHP方法和CRITIC方法对方案进行评估。同时引入综合权重并计算各方案与理想点之间的偏离度,确定最优故障恢复方案以恢复剩余失电区域供电。通过算例分析验证了所提方法在解决配电网故障恢复问题上的有效性。     

110 kV及以下区域配电网供电能力评估方法

提出了一种110 kV及以下区域配电网供电能力评估方法,以配电网的负载供电能力为核心,构建了区域配电网供电能力评估模型。在具体评估过程中,采用重复潮流的方法,以评估配电网的初始负荷参数为初始值,负荷增长值为补偿,将满足约束条件的临界负荷参数作为新的初始值,通过缩小步长进行二次迭代,重复操作,直至连续两次迭代结果一致且均满足约束条件,最终的解作为区域配电网供电能力的评估结果。该方法使用节点及支路的运行配置作为约束条件,将供电能力评估问题转化为模型求解问题,从而有效解决了受配多种约束条件限制的评估问题。测试结果表明,该评估方法能稳定地评估区域配电网供电能力,评估结果与实际参数值的误差均保持在较低水平。     

最优孤岛划分下含分布式电源配电网可靠性评估

随着智能电网的建设,大量分布式电源引入配电网后,配电网的供电情况发生了很大的变化,对其故障自愈策略也越来越重视。本文在计及风、光伏发电和负荷功率的随机性的基础上,建立最优孤岛划分模型,找出配电网各负荷点的可靠性指标的计算方法,并使用蒙特卡洛对配电网可靠性进行求解。最后通过对IEEE-RBTS BUS 6系统进行分析,验证对含DG配电网采用最优孤岛划分的意义和其对系统可靠性评估的影响。本文从供电可靠性的角度,对含DG配电网的孤岛划分进行分析,为全面地评估含DG配电网供电可靠性和配电网故障自愈策略的制定提供了一定的理论依据。     

含特殊负荷的配电网故障定位与识别

特殊负荷接入配电网造成原配电网潮流分布灵活多变,故障过电流方向不唯一,导致传统配电网故障定位与识别方法不具备自适应性,因此提出一种适用于含特殊负荷的配电网故障定位与识别方法。将配电网划分为多个双端无分支的区域网络进行分层降维,从区域端口的微型相量测量单元测量数据中挖掘故障电流信息,对基于正序电流故障分量的故障方向判据进行修正;然后在故障方向编码的基础上,将量子免疫优化算法用于实现配电网分层定位;最后在故障区域内,利用故障相与节点零序电流对故障类型进行快速有效判别。算例仿真结果表明,所提方法能够准确定位与识别含特殊负荷配电网故障区段,同时能有效避免非故障状态下的电力系统扰动对故障定位的影响。     

添加纳米MgO对交联聚乙烯中直流接地电树枝的影响

对交联聚乙烯(cross linked polyethylene, XLPE)材料与质量分数为05%的 MgO/XLPE纳米复合材料分别进行了直流接地电树枝实验与基于电声脉冲法的空间电荷测量。电树枝实验表明,正极性下MgO/XLPE纳米复合材料表现出更高的50%电树枝引发电压;空间电荷测量结果表明XLPE中有更多同极性电荷注入,说明纳米颗粒的添加阻碍了针尖处同极性电荷的注入与抽出,进而阻碍了电树枝引发。正极性下MgO/XLPE纳米复合材料表现出更小的平均电树枝长度与宽度,这是由于高场强区产生的载流子与纳米颗粒发生碰撞,导致电树枝生长较慢。此外,正极性下MgO/XLPE纳米复合材料中平均电树枝长宽比随电压升高下降更快,这是由于电树枝无法穿透纳米颗粒,只能从其表面绕过,导致了电树枝通道方向的改变与细小分枝的产生。     

基于FTA法的变压器故障分析

针对引起变压器故障的原因,采用FTA法,对大型电力变压器的各种故障进行分析,并对变压器各分系统的故障原因进行了统计计算。分析表明,变压器线圈的故障率和故障概率为最大,分接开关的故障率也较高。将FTA法应用于电力变压器可靠度分析,结果显示,变压器的工作可靠度可从0.6提高到0.9,平均无故障率时间可从25年提高到30年以上。研究结论可为大型电力变压器的设计、制造和检修提供理论依据。     

基于图形应用技术的配电网树障管理系统设计

分析了上海青浦地区的树障管理的现状,设计了可视化的青浦树障管理系统,介绍了图形化的树障信息管理的结构和功能。     

Influence of water and ion diffusion on generation and progress of bow‐tie tree

Bow‐tie tree (BTT) generated from contaminant, such as metal, carbon, amber (overcured resin) or void is a deterioration factor of XLPE cable. In particular, BTT in contact with inner or outer semiconductive shield could significantly lower residual AC breakdown voltage of HV power cables. To evaluate the influence of water and ion diffusion on generation and progress of BTT, we investigated the relationship between water content of XLPE and the generation of BTT under various accelerated aging conditions. The number of BTT in XLPE samples with accelerated aging under the open condition, involving evaporation of water in which samples were immersed, was very large compared with the closed condition. Furthermore, when samples were intermittently immersed in water, the number of BTT in samples was large compared with samples immersed continuously. In these experiments the generation of BTT seemed to have nothing to do with changes in water content before and after accelerated aging. Therefore, it was suggested that diffusion of ions rather than water in XLPE played an important role in the generation of BTT. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 162(3): 9–16, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20413     

频率对聚乙烯电树起始的影响特性研究

为研究电压频率对聚乙烯电树起始特性的影响,用冰水淬火冷却高密度聚乙烯试验50Hz～90kHz交流电压下的电树起始特性。试验发现电树起始电压值在50Hz～1kHz间变化不大,>5kHz时电树起始电压为先增后减;在试验频率范围内共存在7种电树形态,电树形态种类随频率提高而增多,每种电树形态对材料的绝缘破坏程度不尽相同,7种电树形态的起始电压存在较大差异。最后对高频电压对电子加速过程的影响及高频所引起的材料疲劳效应加剧的试验结果展开了讨论。     

针尖曲率半径对硅橡胶电树枝老化特性的影响

针对硅橡胶材料电树枝老化特性展开了试验研究。采用针板电极结构,测量了不同针尖曲率半径的起树电压和电树枝形态。结果表明,硅橡胶的起树电压较低,抗电树枝老化性能较差,导致了硅橡胶预制式电缆附件故障频发;硅橡胶中的起始电树枝多以单枝状的通道形成为标志,随后发展为4种不同的电树枝形态。进而提出了硅橡胶电树枝形态发展模型,并以此讨论了不同形态的电树枝老化特性。研究还发现,现场实际运行的硅橡胶预制式电缆附件故障解体后发现了单枝通道起始电树枝,其在运行电压作用下容易发展为细枝型形态,但同样会引发电缆附件的击穿。试验结果为现场故障分析提供了参考依据。     

频率对高密度聚乙烯电树老化特性的影响

为了解频率对高密度聚乙烯电树老化特性的影响,在50Hz~90kHz较宽频率范围的交流电压作用下,研究了冰水淬火高密度聚乙烯(HDPE)薄膜的电树老化特性。结果表明,频率对电树起始形态具有重要的影响,随着电压频率的升高,树枝型电树的起始几率逐渐降低,丛状型电树的起始几率逐渐升高,电树逐渐由树枝型起始为主向丛状型起始为主转变,树干型和直击型为高频下所特有的电树起始形态。随着电树的生长,电树形态存在转换的可能,低频下,起始占主导的树枝型电树向丛状和树干型转变;高频下,起始占主导的丛状型电树则极易转变为树干和击穿型,导致绝缘的破坏。电树的发展可分为起始、滞长、生长和击穿期4个阶段。频率的提高加快了电树的发展速度且减少了电树的发展阶段,使发生击穿的几率大为增加。     

基于故障树的谐振开关电源故障诊断研究

本文主要论述了一种基于故障树分析的LLC谐振型开关电源的故障诊断方法。本方法通过建立LLC谐振型开关电源的故障树方法,结合电路原理分析及仿真验证,实现LLC谐振型开关电源的故障定位。     

老化中压XLPE电缆修复新技术研究

简要介绍了我国早期运行XLPE电缆的现状,介绍了XLPE电缆发生水树劣化的原因和抑制、消除水树的基本原理,详细介绍了修复水树老化电缆的工作机理和现场实施方案。     

气泡及气隙裂纹缺陷对硅橡胶电树枝起始特性的影响

超高压电缆附件用硅橡胶的电树枝化严重制约了电力电缆的长期安全稳定运行。为此,采用针板电极结构,在硅橡胶试品的针尖处模拟了气泡和气隙裂纹两种缺陷,在工频电压下测量其电树枝起始电压,并通过数字显微观测系统记录电树枝形态,研究缺陷对硅橡胶电树枝起始特性的影响。结果表明,试品存在气泡缺陷时,电树枝起始电压比无缺陷时有小幅下降,起始阶段松枝状电树枝与树枝状电树枝出现的比例分别为65%和35%,与无缺陷产品相比不同电树枝形态出现的比率变化不大;而存在气隙裂纹缺陷的试品,电树枝起始电压则大幅下降,电树枝形态仅为树枝状。分析表明,硅橡胶具有优异的抗氧化性能使得缺陷中的氧对其电树枝起始特性影响较小;气隙裂纹导致的机械损伤和应力集中,是引起电树枝起始电压大幅下降的根本原因。