基于观测能力可调控的电压暂降监测点多目标优化配置

为降低电压暂降中故障电阻变化对可观测区域影响,实现监测点优化配置,本文提出一种用节点观测能力调控可观测区域,综合考虑监测装置数量、观测能力、冗余度等因素,实现监测点的多目标优化配置方法。首先通过电压暂降幅值公式计算出不同故障类型下节点电压,在此基础上建立模糊控制模型得到节点观测能力,用观测能力改进分段法来构建可观测矩阵。以全网电压暂降可观测为约束条件,监测装置数量、观测能力和冗余度为目标函数,采用非支配排序遗传算法（NSGA2）实现电压暂降监测点的多目标优化配置。通过在IEEE 30节点系统的仿真验证,与传统监测装置优化方法相比,本文方案在满足全网暂降可观的基础上,还保证了监测装置数量和观测能力的合理分配。     

基于粒子群优化算法的电压暂降监测点优化配置

为实现全网电压暂降故障点的可监测性,提出一种应用粒子群优化(PSO)算法对全网电压暂降监测点进行优化配置的方法。首先利用解析式法原理,通过线路临界故障点确定可观测区域,构建出各种短路故障情况下系统的电压暂降可观测矩阵,然后以监测点数目最少为目标函数,以全网各节点电压满足完全可观测为约束条件,建立电压暂降监测点优化配置的0-1线性规划模型。结合罚函数思想应用PSO算法进行优化求解,并综合考虑配置节点的优先级最终确定最优配置方案。通过对IEEE 39节点标准测试系统的仿真计算证明了该方法的有效性。     

基于多测点正序电压相关性与典型模式匹配寻优的电压暂降源定位

为解决故障类型和过渡电阻对电压暂降源定位结果的影响,提出了一种基于多测点正序电压相关性与典型模式匹配寻优的电压暂降源定位方法。该方法首先采用多个测点故障前后的正序电压变化量作为特征量构建故障模式,采用欧式距离测度和Spearman秩相关系数定义模式之间的相似度。在各支路中点预设故障形成典型模式群,此后将测点正序电压量测量构成的待识别模式与典型模式群进行相似匹配,根据相似度将典型模式聚类为多个子群,将相似度最大的子群所对应的线路组成初选故障线路集,缩小定位搜索空间。最后建立最优估计模型,以相似度最大为目标函数,以初选故障线路集中的故障线路号及故障距离为优化变量,寻找最优匹配的故障模式,利用自适应粒子群优化算法对模型进行求解,确定故障线路和故障位置。采用IEEE 30和IEEE 33节点系统验证了该方法的可行性和有效性,结果表明该方法能有效克服故障类型和过渡电阻对电压暂降源定位的影响,定位精度高。     

基于监测点优化配置的电压暂降故障点定位估计

提出一种基于系统监测点优化配置的电压暂降故障点定位新方法。针对由输电线路短路故障引起的电压暂降,首先以监测点数目最少为目标,以全网各节点电压暂降完全可观测为约束条件,构建监测点优化配置的0-1线性规划模型。然后根据监测点最优配置结果及其修正方案,以故障时监测点电压幅值信息为量测量,应用最小二乘原理对故障点故障位置及故障线路进行定位估计。通过对IEEE 39节点标准测试系统的测试分析,验证了该方法的有效性与实用性。     

基于最小幅值搜索的电压暂降监测点优化配置

为实现全网任意位置电压暂降可观测,提出一种基于最小幅值搜索的电压暂降监测点优化配置方法。首先根据电压暂降幅值解析式,利用黄金分割法搜索故障位置在各线路变化时节点的最小暂降幅值;进而根据电压阈值确立可观测域,构建出计及各种短路故障情形的最恶劣可观测矩阵。最后以系统内监测点数目最少为目标,全网任意位置电压暂降可观测为约束,建立电压暂降监测点优化配置模型。在构造电压暂降可观测矩阵的计算中,考虑了系统最恶劣电压暂降情形,避免了监测盲区。并且通过对IEEE 30节点系统的仿真计算证明了该方法的有效性。     

电压暂降与谐波谐振监测点统一优化配置方法

在考虑投资成本具有限定性的前提下,提出了一种电压暂降和谐波谐振监测点的统一优化配置方法。定义并量化了电压暂降可观性指标和谐波谐振可观性指标;综合考虑了电压暂降与谐波谐振可观性以及投资成本经济性,基于层次分析法和模糊综合评价法给出了监测点配置方案综合性能的量化分析方法;提出了以配置方案综合得分最高为目标,以监测装置数不超过限值为约束的监测点统一优化配置模型,并基于离散粒子群优化算法进行求解;基于IEEE-30节点测试系统进行了暂降与谐振监测点统一优化配置,仿真结果表明所提方法可在确保配置方案所需监测装置数满足投资成本限定的条件下,获得电压暂降可观性、谐波谐振可观性与监测装置数目经济性三者协调最优的监测点配置方案。     

考虑扰动源定位的电压暂降监测点最优配置

结合监测点可观测域原理和电压暂降扰动源定位法,构建扰动源可观性矩阵,在此基础上以监测点数最少为目标,以全网电压暂降及其扰动源可观为约束条件,建立监测点最优配置模型,并用0-1整数线性规划方法进行求解。IEEE 30节点测试系统的仿真结果表明,所提方法正确有效,所需监测点数量少,克服了传统监测点配置方法中电压阈值选取困难的问题,且所得电压暂降特征更精确。     

考虑故障电阻随机不确定性的电压暂降监测点优化配置

电力系统元件发生短路故障时,故障电阻客观存在且具有随机不确定特性。为提高电压暂降监测点配置方案在不同故障电阻条件下的工程适用性,需将故障电阻这一关键参数引入到监测点优化配置模型中。首先基于网络参数和短路计算构建临界故障电阻矩阵,在此基础上以监测点数最少为目标,以各故障点短路时最小电压暂降可观率为约束,建立考虑故障电阻随机不确定性的监测点优化配置模型,并用遗传算法求解最优配置方案。应用该方法对IEEE 30节点测试系统进行了仿真分析,结果表明该方法能有效监测非金属性短路故障引起的电压暂降,相比传统方法更具工程实用价值。     

基于模糊控制模型的电压暂降监测装置优化配置

提出了一种基于模糊控制模型和粒子群算法的电压暂降监测装置的优化配置方法。针对传统基于可观测区域(MRA)的方法的不足,提出了模糊阈值和观测指数的概念。考虑监测点观测能力,建立模糊控制模型以构造优化目标函数,进而采用离散粒子群优化(BPSO)算法对电压暂降监测装置进行优化配置。通过IEEE 30节点测试系统对所提方法进行仿真分析,并将所提方法和传统方法得到的配置结果相比较,结果表明所提方法不仅实现了全网电压暂降的完全可观测,而且实现了监测装置的最优配置。     

考虑暂降定位及抗扰指数的监测点优化配置方法研究

本文提出了一种考虑暂降定位准确性以及抗扰动影响的电压暂降监测点优化配置新方案。首先在电压可观测域矩阵(MRA)方法的基础上,以监测点数量最少化为目标,结合暂降定位准确性的要求,对二进制线性规划的约束条件进行修正,并利用二进制引力搜索算法(BGSA)进行求解。其次根据Mamdani模糊推理模型,建立各配置方案抗扰能力模型,并以此为依据进行结果择优,最终得到可行配置方案。在此基础上对IEEE 39节点标准测试系统进行分析,验证了方法的有效性。     

基于凹陷域分析的电压暂降监测点优化配置

提出一种基于凹陷域分析的电压暂降监测点优化配置的新方法,以监测点数目最小为目标函数,以全网敏感性负荷节点电压暂降可观测性为约束条件,利用整数线性规划方法,通过MATLAB编程求取符合要求的最少数目监测点。在构造电压暂降幅值矩阵的计算中,考虑到了每一个节点故障可能引发系统其余节点电压暂降的情况。在IEEE 39节点系统上进行仿真计算,成功求得了保证全网敏感性负荷节点电压暂降可观测的最少数目的监测点。     

基于正序电压变化量的故障电压暂降源定位算法

随着越来越多敏感负荷接入电网,由电压暂降问题直接及间接带来的经济损失日趋严重。在各类电压暂降中,故障引发的电压暂降占比最大,对其进行准确定位是高效治理电网故障的必要前提。文中针对故障型暂降源提出一种基于正序电压变化量的定位方法,基于发生故障时各监测点的正序电压分布特性,建立监测点信息库和各支路故障距离定位模型;然后基于马氏距离与Pearson相关系数定义相似度指标,利用信息库匹配的方法对故障所在支路进行初选;最后采用遗传算法对最优故障距离目标函数进行寻优,定位故障源。利用IEEE 14节点仿真系统对所提方法的有效性与准确性进行了验证。     

考虑电压暂降传播的监测点优化配置改进方法

电压暂降每年造成巨大的经济损失,因此对全网进行电压暂降监测具有重要意义。本文提出了一种考虑电压暂降传播的监测点优化配置改进方法。首先分析了电压暂降的传播规律,制定了监测点优化配置的分区原则和循环嵌套的分区算法;定义了节点MRA(可观测区域)矩阵和线路MRA矩阵,其中线路MRA矩阵基于插值拟合方法,保持了线路的连续性,更加完善合理;在此基础上,建立了监测点优化配置模型,以IEEE30节点系统为例,在MATLAB中实现了监测点优化配置,并在PSCAD中进行了仿真。结果证明了该方法的合理性和工程实用性,本文提出的方法保证了经变压器传播后记录的电压暂降信息的准确性。     

采用虚拟电压匹配的含双馈型电源电网暂降源定位

分布式新能源的大量接入和电力电子器件的广泛使用极大地改变了电力系统的暂态响应特性,使得以不含分布式新能源的电网作为研究对象的传统暂降源定位方法不再适用。基于双馈电源的故障机理特性提出一种新的暂降源定位法,首先建立了双馈风力发电系统的不对称故障数学模型,推导不同变换器控制策略下的机端电压统一解析式,分离电压暂态特征分量,指出稳态分量包含暂降位置信息;其次定义了虚拟电压用以表征故障位置信息,提出并网点和其他测点虚拟电压的计算和获取方法;最后采用各测点的虚拟电压构成待识别模式,与预设故障形成的典型暂降模式群进行匹配,确定暂降位置,并在含双馈电源的IEEE 33和IEEE 118节点系统中验证了文中定位法的可行性和有效性。     

基于MVR和GA的电压暂降监测点优化配置

为减少电压暂降监测信息的冗余度,本文提出一种应用多变量回归(MVR)和遗传算法(GA)对电压暂降监测点进行优化配置的方法。首先,利用MVR构造合适的适应度函数,通过GA寻优能力获得监测点优化配置向量;其次,按照优化配置向量在对应节点配置监测仪,并结合可观测区域矩阵检查不同故障类型时的可观测性,进一步删除冗余监测点,获得最优配置向量;最后,利用PSCAD V4.2在IEEE30节点测试系统中开展仿真对比实验。仿真结果表明,本文提出方法不需设定阈值电压,仅需2个监测点即可对系统所有故障类型造成的电压暂降实现监测,证明了方法的有效性。     

考虑敏感区域的电压暂降监测装置优化配置

电压暂降无法避免且对敏感负荷危害严重,合理配置有限监测装置可以降低监测成本,并为暂降治理、降低暂降危害提供数据支撑,因此暂降监测装置的优化配置有重要意义。本文针对传统方法忽略不同区域发生暂降危害程度不一致的问题,提出一种考虑暂降敏感区域监测可靠性和同步相量测量装置（phasor measurement unit,PMU）布点的暂降监测装置联合优化配置模型。该模型以暂降可观为约束条件,以监测装置数目最少,覆盖暂降敏感区域范围最广为目标,并进一步配置PMU用于辅助监测电压暂降。此外,本文采用Zeroin方法提高了暂降域计算的准确性。IEEE30系统仿真表明本文方法可以保证装置数目最少并对敏感负荷高冗余度覆盖,保障其经济效益。本文所提方法克服了难以平衡监测成本与敏感区域监测能力的困难。     

考虑敏感设备中断概率的电网线路改造优质供电运营模式研究

在电网侧进行治理能更大范围减少电压暂降事件的影响，而针对电网侧电压暂降治理的运营模式尚未深入研究。为此，提出了考虑敏感设备中断概率的电网线路改造优质供电运营模式。以各敏感设备电压暂降不确定区间内发生的小样本监测数据的暂降幅值、持续时间与中断状态3个特征，通过支持向量机(support vector machine,SVM)概率输出评估设备的生产中断概率，准确评估敏感设备的中断次数。以电网公司与各敏感用户收益最大为目标，考虑各线路改造技术的治理效果，用博弈理论纳什积最优解求取服务费比例，计及中断频次约束、经济约束等约束，建立电压暂降线路改造多目标优化模型。使用非支配排序多目标遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II)对所建模型进行求解，求取最优改造方案。以IEEE33节点系统进行算例仿真，考虑全部用户参与和部分用户不参与改造方案的2种场景，验证了所提优质供电服务模式的经济性和实用性。     

基于电压暂降监测点优化配置的同心松弛凹陷域分析

提出了一种基于电压暂降监测点优化配置的同心松弛凹陷域分析方法。在传统MRA法的基础上,根据变压器的接线方式以及故障点的位置构建系统的零序节点阻抗矩阵,修正电压暂降幅值,克服了传统MRA法存在监测盲区的缺点,实现对实际配电网的电压暂降监测点优化配置以及故障定位。根据监测点布点方案以及故障点定位结果,提出以故障点为中心的同心松弛凹陷域,定义的提出及分析计算可以有效减少供电部门凹陷域计算的工作量,为解决由于电压暂降带来的责任归属问题提供理论依据。通过对含有多个电压等级的实际配电网进行仿真分析,验证了该方法的实用性与有效性。     

基于直觉模糊集熵测度的电压暂降源定位方法

电压暂降源定位有助于故障检测、诊断以及制定缓和措施,也有利于区分暂降责任,协调缓解纠纷。目前,电压暂降源定位方法所采用的重要思路就是根据对于暂降源位置敏感的物理量来确定暂降源与测点的相对方向。这些方法需要通过逐点定向才能实现最终定位。以全网多个测点的正序电压为特征量,定义基于直觉模糊集的熵测度指标,计算与离线建立的线路故障特征集的熵值,基于熵值大小的比较,提出了一种电压暂降源定位的新思路。数字仿真算例结果表明,该方法能够有效地实现电压暂降源定位且与已往的方法相比较,具有更普遍的适用性,不论网络结构以及故障类型都能有效地判断暂降源位置。方法原理简单,易于编程实现,定位准确率更高。     

基于故障识别法的电压暂降监测点的优化配置

提出了一种基于故障识别法实现电压暂降监测点的优化配置方法。把基于故障识别法建立的二进制0-1矩阵作为可观测矩阵,用以建立全网敏感性负荷节点电压暂降完全可观的约束条件。结合各组合节点安装监测装置的权重值,以监测装置数目最少为目标函数,通过优化算法实现了电压暂降监测装置的优化配置,用最小数量的监测装置保证了对全网敏感负荷节点电压暂降的可观性。在建立可观测矩阵的过程中,以故障点能否被监测装置唯一识别出来作为配备规则,克服了以往的可观测矩阵依靠电压暂降阈值建立带来的各种问题。算例分析验证了该方法的有效性和实用性。