基于改进K-means聚类的配电网电压暂降频次估计法

传统考虑保护动作特性的电压暂降频次估计法需要获取详尽的保护配置信息,然而配电网保护配置多样,在不同因素如过渡电阻、运行方式、故障类型等的影响下,阶段式保护各级保护区可能产生较大变化,采用传统方法对电压暂降持续时间进行评估可能会产生较大误差.文中提出一种基于改进K-means聚类的配电网电压暂降频次估计方法,在未知线路保护配置基础上,基于电压暂降历史监测数据与保护动作信息,采用改进K-means聚类算法,对电压暂降幅值-持续时间进行聚类分析,推断线路保护配置情况,计算保护动作时间与保护动作电压.根据计算结果,在考虑不同故障类型、不同运行方式及不同过渡阻抗的情况下进行配电网电压暂降频次估计.在IEEE RBTS-6母线测试系统的母线5配电网中进行仿真,验证了文中方法的有效性和优越性.     

基于改进K-means聚类的配电网电压暂降频次估计法

传统考虑保护动作特性的电压暂降频次估计法需要获取详尽的保护配置信息,然而配电网保护配置多样,在不同因素如过渡电阻、运行方式、故障类型等的影响下,阶段式保护各级保护区可能产生较大变化,采用传统方法对电压暂降持续时间进行评估可能会产生较大误差。文中提出一种基于改进K-means聚类的配电网电压暂降频次估计方法,在未知线路保护配置基础上,基于电压暂降历史监测数据与保护动作信息,采用改进K-means聚类算法,对电压暂降幅值-持续时间进行聚类分析,推断线路保护配置情况,计算保护动作时间与保护动作电压。根据计算结果,在考虑不同故障类型、不同运行方式及不同过渡阻抗的情况下进行配电网电压暂降频次估计。在IEEE RBTS-6母线测试系统的母线5配电网中进行仿真,验证了文中方法的有效性和优越性。     

考虑沿暂降域边界线故障分布的电压暂降随机预估方法

当前实际配电网线路沿线存在多种故障分布,但现有电压暂降随机预估方法仅单一考虑均匀故障分布。针对沿线不同故障分布特性,提出了考虑沿电压暂降域边界线故障分布的电压暂降随机预估方法。根据给定的电压暂降阈值,通过求解发生故障时系统线路的临界点,计算敏感负荷母线的电压暂降域。在确定的暂降域范围内分析边界线的分布情况,沿边界线分别采用三类常见线路故障分布（指数分布、正态分布与均匀分布）计算敏感负荷母线的电压暂降频次,并对预估结果进行对比。最后,以IEEE30节点标准测试系统为算例,验证了所提电压暂降随机预估方法的有效性。     

考虑保护时限特性的电压暂降频次评估

为了更合理刻画电压暂降持续时间,充分考虑了线路保护时限特性对电压暂降持续时间的影响,在传统电压暂降频次评估模型基础上,采用故障点法建立了线路保护时限特性与电压暂降频次之间的映射关系,反映了保护动作切除故障的实际过程。对IEEE-30节点系统进行了仿真分析,结果证明不同的保护时限特性对电压暂降频次评估结果有明显影响,忽略线路保护的时限特性将使评估结果产生较大误差。所提方法原理简单,适用性强且更符合实际,具有一定的理论及工程实用价值。     

设备侧电压暂降严重程度评估方法研究

综合考虑ITIC曲线、SEMI曲线和C4.110工作组提出的敏感设备耐受曲线,基于严重程度函数单调性和连续性的实际分布特征,分别建立了单相、两相和三相电压暂降影响度函数;在此基础上考虑电压暂降非矩形实测波形,利用多暂降阈值描述改进影响度函数,从而提出了一种考虑电压暂降类型与多暂降阈值描述的多暂降阈值设备侧电压暂降严重程度评估方法,该评估指标综合考虑设备耐受曲线及电压暂降事件的持续时间、暂降幅值、暂降类型和暂降波形评估严重程度。实例分析验证了所提方法的正确性。     

不确定条件下计及线路保护动作特性的电压暂降频次评估

线路保护的动作时限将直接影响电压暂降的重要指标之一——持续时间。针对线路发生故障的情况,对不同动作时限特性的线路保护装置对电压暂降幅值与持续时间的影响展开了研究。计算线路单端跳闸而故障未消除时的多级电压暂降幅值,并根据线路保护的动作特性和故障位置确定电压暂降幅值区间以及不同线路、相同电压暂降区间内的电压暂降持续时间。基于蒙特卡罗模拟法研究不确定条件下的故障信息概率模型,结合保护动作特性对电压暂降幅值及持续时间的影响提出了不确定条件下的计及线路保护动作特性的电压暂降频次评估计算模型,同时考虑故障信息随机性及线路上不同保护类型动作特性对目标节点进行分析,给出包含电压暂降持续时间信息的年均预期电压暂降频次。标准IEEE 14节点系统的仿真结果证明了所提计算方法的正确性和有效性。     

考虑母线电压时变区间特性的电压暂降频次评估

电压暂降前母线电压是影响暂降频次评估精度的重要因素之一.根据正常运行情况下母线电压的时变区间特征,用电压幅值区间数矩阵和时间权重因子确定不同电压曲线下的故障前电压,基于区间分析和解析式法提出电压暂降频次区间评估方法,根据电压在区间内的分布规律,以蒙特卡罗法模拟的电压暂降频次的期望值作为评估定量值.对IEEE 30节点系统的仿真证明了方法的正确性和完备性.与传统方法相比,区间评估结果量化了不同电压曲线对电压暂降频次评估的影响,随机模拟的暂降频次期望值减少了评估结果误差,为合理安排电压运行曲线和选择最佳用户接入点提供了理论依据,具有一定理论和工程应用价值.     

基于最大熵原理的敏感负荷电压暂降故障频次研究方法

提出了一种基于最大熵原理的电压暂降引起敏感负荷的故障频次研究方法。以电压暂降的特征为基础,在敏感负荷VTC曲线分布规律未知的情况下, 根据最大熵原理确定VTC曲线的概率密度函数。通过统计该段时间内各次电压暂降的特征量,运用多点测定累积得出敏感负荷在该时间段内的故障频次。对个人计算机(PC)进行仿真,并与现有的概率估计方法进行比较,结果证明,无需主观假设,在未知VTC曲线随机分布的情况时,结果准确,适用性强。     

基于过程性能指数的电压暂降严重程度评估新方法

将电压暂降事件与敏感设备的电压耐受特性曲线相结合,综合考虑幅值、持续时间和暂降频次三要素的作用,提出利用过程性能指数评估电压暂降对敏感设备的影响程度.首先根据幅值和持续时间计算单一事件相对于电压耐受特性曲线的严重程度指数,然后结合暂降频次计算电压暂降严重程度指数的均值和标准差,最后根据均值和标准差计算电压暂降过程性能指数、年电压暂降过程性能指数,作为评估电压暂降对敏感设备影响程度的指标.通过仿真,验证了该方法的实用性和正确性.     

面向配电网电压暂降治理的线路改造优化模型

线路改造是在电网侧进行电压暂降治理的主要方式之一。为了经济、合理地确定线路的改造位置和治理方式,建立了面向配电网电压暂降治理的线路改造优化模型。针对断路器重合闸和熔断器配合保护的配电网,考虑故障位置、故障类型等因素,讨论分析了10种典型的保护动作配合方式,评估了配电网电压暂降持续时间。结合传统电压暂降幅值的计算方法,计算线路改造治理方案的成本及效果。考虑用户电压暂降耐受能力,建立了用户生产中断次数评估模型。定义了电压暂降总支出,以总支出最小为目标,计及技术约束、经济约束、治理范围约束和风险域约束,建立了面向配电网电压暂降治理的线路改造优化模型,并基于人工蜂群算法进行模型求解。以IEEE 33节点系统为算例,考虑治理投资成本充足和不足2种场景,通过仿真验证了所提方法的正确性和实用性。     

基于过程性能指数的电压暂降严重程度评估新方法

将电压暂降事件与敏感设备的电压耐受特性曲线相结合,综合考虑幅值、持续时间和暂降频次三要素的作用,提出利用过程性能指数评估电压暂降对敏感设备的影响程度。首先根据幅值和持续时间计算单一事件相对于电压耐受特性曲线的严重程度指数,然后结合暂降频次计算电压暂降严重程度指数的均值和标准差,最后根据均值和标准差计算电压暂降过程性能指数、年电压暂降过程性能指数,作为评估电压暂降对敏感设备影响程度的指标。通过仿真,验证了该方法的实用性和正确性。     

基于一种电压暂降新型描述的敏感设备免疫能力评估

介绍了电压暂降传统描述方法,分析了其在敏感设备免疫能力评估过程中的局限性。结合设备电压耐受曲线提出采用多暂降阈值和持续时间的电压暂降新型描述方法,并在此基础上提出针对设备免疫能力评估的单个事件和站点评估方法,给出站点暂降描述图的概念,可与设备电压耐受曲线方便的结合起来,评估设备因暂降发生故障的频次与频次区间。提出基于新型描述方法的电压暂降严重程度综合指标,较好解决了传统方法存在的过度评估与不精确问题。最后运用所提出的站点评估方法对PLC、ASD、AC Relay、PC 4类典型敏感设备电压暂降免疫能力进行评估,并与传统方法所得结果进行对比分析,验证了本文所分析的传统方法过度评估的缺点以及采用本文方法进行设备电压暂降免疫能力评估的可行性。     

考虑保护配合动作随机性的电压暂降频次评估

电力系统元件发生短路故障时,保护的动作决定了电压暂降持续时间。传统电压暂降频次评估重点研究了故障类型、故障位置、故障前电压、变压器绕组联接方式以及故障阻抗对电压暂降频次的影响,仅简单假设故障由主保护清除,未考虑保护配合动作对电压暂降持续时间的影响。为了更准确刻画电压暂降持续时间,从实际电网保护配置和定值的固有属性出发,基于马尔可夫状态空间法,建立了主保护与后备保护配合清除故障的概率模型,并根据电网保护定值定量确定各暂降持续时间的概率,提出一种考虑保护配合动作随机性的电压暂降频次评估方法。对IEEE-30节点系统和250节点系统进行了仿真分析,结果证明所提方法符合实际,原理简单且适用性强。     

考虑分布式电源接入的电压暂降状态估计与监测装置优化配置方法

分布式电源的接入给新型电力系统电压暂降带来了新问题,对电压暂降监测装置进行优化配置是减小监测成本的有效手段。在分析分布式电源电压暂降幅值计算影响的基础上,提出基于电压暂降频次相似性系数的电压暂降状态估计方法以简化状态估计过程,以提高状态估计精度。采用蝙蝠算法(bat algorithm, BA)求解节点监测范围,并根据监测范围构造电压暂降全景可观约束,以监测成本最低、配置方案电压暂降频次相似性指标最大为优化目标,得到的配置方案在满足经济性的同时也有助于进行电压暂降状态估计。用IEEE30节点测试系统进行仿真分析,验证了所提方法的有效性。     

基于严重区域的多PCC点暂降频次估计

提出一种基于严重区域概念的多PCC点的暂降频次估计方法。基于解析法分别确定电网中多个PCC点的暂降域,根据多个暂降域的交集对节点和线路进行严重区域分级;根据不同等级严重区域内节点和线路发生故障导致多个PCC点的暂降频次,以及每个节点和每条线路故障对总暂降频次的贡献度,对全网所有节点和线路进行严重程度排序。对IEEE-14节点系统仿真,验证了方法的正确性和适用性,并指出对于不同严重程度的线路应采取不同措施,以减少抑制暂降的花费。     

基于改进层次分析法的多级电压暂降严重程度评估

准确评估多级电压暂降的严重程度对敏感设备的稳定运行及电压暂降治理具有重要意义。提出了一种基于改进层次分析法的多级电压暂降严重程度评估方法。首先,分析了瞬时性故障和永久性故障下重合闸相应动作过程的多级电压暂降波形。然后,运用权值函数法求出各级暂降的严重程度。基于过程免疫时间的特性,刻画出敏感设备的多级电压暂降过程免疫时间(process immunity time, PIT)特性曲线。利用各级暂降的关联性和严重程度指标值对层次分析法进行改进,确定了各级暂降的权重,实现了多级电压暂降严重程度的量化评估。最后,采用改造后的IEEE30节点系统进行仿真验证。结果表明,所提方法合理且有效,减少了评估结果的主观性,为敏感设备多级电压暂降的评估和治理提供依据。     

考虑供电系统运行方式的工业过程电压暂降耐受特性评估方法

针对复杂工业过程,以过程参数免疫时间(PIT)为电压暂降耐受力指标,提出一种考虑运行方式影响以及多设备备用情形的工业过程电压暂降耐受特性评估方法。首先,分析当前运行方式下节点的连通性,结合电压暂降发生点分析影响范围;其次,建立原始过程故障树并根据受扰设备的判断结果进行修正,得到受扰过程故障树;最后,利用单一设备的PIT计算全过程PIT以评估全过程的电压暂降耐受特性。对某实际薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)生产过程进行实例分析,证明该方法的正确性和可行性。     

计及电压暂降和保护性能的配网可靠性算法

提出一种计及电压暂降和保护性能的配电网可靠性算法。运用蒙特卡洛法模拟故障的各种信息;采用故障电流补偿法计算系统故障后各节点电压;根据系统故障后线路保护的动作性能确定各负荷节点的电压暂降持续时间,从而进一步判断敏感负荷是否停运;将故障点法与临界距离法相结合,提出一种计算电压暂降域的方法。最后比较了计及电压暂降和保护性能前后的配电网可靠性指标变化。该算法采用的模型是RBTS测试系统的第6母线,运用上述算法计算了它的暂降域和可靠性指标。     

基于场景构建的电压暂降特征量随机评估方法

电压暂降幅度与持续时间分布是电压暂降的主要特征量,也是敏感负荷损失预估及治理方案选择的重要依据。但现有随机评估方法往往存在计算量大、精度低等不足,使得分析得到的电压暂降特征值难以进行实际应用。针对配电网节点众多、负荷变化特征明显等特点,选择将场景法应用于电压暂降特征量随机评估中。首先通过K-medoids聚类方法进行节点类别划分及典型节点选取。其次通过节点加权网络等值实现了配电网初始运行状态的多维场景降维处理。进而结合短路故障概率分布曲线及网络阻抗折算,提出了典型电压暂降场景集生成方法。最后以某配电网网架结构为例,计算了其供区内敏感负荷点处电压暂降特征量,验证了方法的有效性与可行性。     

考虑含多敏感负荷的配电网电压暂降脆弱区域辨识方法研究

随着变频器和继电器等大量敏感负荷的应用,电压暂降问题愈发成为了配电网尤其是敏感负荷占比很高的现代工业配电网亟需解决的动态电能质量问题。为有效评估配电网中易引发电压暂降的薄弱环节与指导电压暂降补偿方案的设计,提出了考虑多个敏感负荷的配电网电压暂降脆弱区域的辨识方法。首先,通过引入母线暂降判定向量与线路暂降关联向量以及相应的判定准则,确定了目标配电网中临界点在各线路上的分布以及各临界点的位置。其次,基于获得的敏感负荷的电压暂降域,得到了考虑交叠效应的配电网电压暂降域层级模型,并由此定义了电压暂降影响度以实现对配电网内电压暂降脆弱区域的量化评估。最后,将所提方法应用于IEEE14母线系统电压暂降脆弱区域辨识,验证了所提方法的可行性与合理性。