配电自动化终端布点优化的动态规划研究

提高配电系统的供电可靠性是配电自动化系统建设的重要目标,但需考虑配电自动化设备的经济成本,且实际工程中通常是分阶段拨款。提出一种考虑供电可靠性和经济成本的配电自动化终端布点优化的动态规划方法,混合使用多种类型配电终端,在架空线安装故障指示器、电压时间型终端、电压电流型终端,在电缆线安装故障指示器、二遥终端和三遥终端,根据自动化终端类型确定故障影响模式。运用JAVA语言进行编程,实现从XML文件读取配网数据。以开关为边界划分配电网的区域节点,采用开源的图形库JGraphT存储配网拓扑信息。考虑故障停电情况,以用户年平均故障停电时间为评价供电可靠性的指标,分别建立以可靠性指标为优化目标和以投资总额为优化目标的配电自动化终端布点优化的动态规划模型。使用建模系统GAMS求解模型,得到配电终端布点优化结果。采用某地区区域配电网自动化终端布点规划作为算例验证,结果显示了该方法的可行性与优越性,为类似实际工程提供借鉴与依据。     

配电线路故障指示器的应用

上海召开世博会,浦东地区要建设许多景观道路,架空线人地的范围很大,区内架空线路上的跨越电缆多,一旦这些架空线路发生故障,查找具体故障点的位置往往非常困难。在故障点不明显且现场环境恶劣的情况下,故障查寻时间有的长达数小时,严重地影响了供电可靠性。故障指示器的投入使用显著改善了这个问题。如今,故障指示器在配电网架空线路故障处理中已经成为一个重要的判别依据。     

故障指示器系统有效性研究

为验证配电网故障指示器系统的有效性,在某10 kV线路开展配电线路人工单相接地试验.选择中性点经消弧线圈接地和中性点不接地的10 kV配电系统,采用人工方式使10 kV线路产生单相接地故障,在此状况下验证配电网故障指示器系统是否正常翻牌和报警,通信是否正常,系统主站的显示是否正确.通过记录分析故障前后的故障指示器系统运行情况,对配电网故障指示器系统进行有效性分析,对故障指示器系统使用中存在的问题进行分析,对系统应用、建设和运维中需要解决的关键问题提出建议.     

县城配电网故障快速定位技术的研究和实践

配电网故障点的查找占配电故障处理非常多的时间,有效缩短故障查找时间,可以有效提高供电可靠性。利用故障指示器和无线公网通信技术,研制开发了一套切合生产实际需要的故障快速定位系统,该系统可以在较短时间内确定出故障发生的区段,彻底改变人工查找故障的落后局面,从而大大提高故障处理效率,为县城配网快速定位故障探索出一条有效的途径。     

基于云理论的配电自动化系统可靠性成本效益分析模型

在阐述基于电缆故障指示器的配电自动化系统的基本原理和特点的基础上,提出配电自动化系统可靠性成本效益分析模型。通过分析我国配电网的特点,结合配电系统可靠性的工程计算方法,对通过电缆故障指示器构成的配电自动化系统在提高系统可靠性方面的成本和效益进行定量计算。结合云理论对配电自动化系统改造进行经济评估,找到实施配电自动化系统理想投资的切入点。算例分析表明该模型具有较好的实用性和可行性。     

基于时间Petri网的配电自动化投资策略

将现有配电网设备进行配电自动化改造可以显著提升配电网可靠性，配电自动化投资时寻求配电网可靠性提升和改造经济性之间的最佳平衡是需要解决的关键问题。提出了一种基于时间Petri网的配电自动化投资策略，通过建立配电网的时间Petri网模块化模型应用于配电网供电可靠性计算，并采用单位供电可靠性提升成本最低原则保证配电自动化投资的经济性，相关算例验证了所用模型的有效性。此方法在保证供电可靠性的基础上提高了配电自动化投资的经济性，为供电公司进行配电网规划及技术改造提供了参考。     

考虑配电网分布式零序电流关系的单相接地故障定位

配电网单相接地时故障特征弱,难以用传统的行波测距或阻抗法进行精确定位。基于配电线路的分布参数模型,充分考虑单相接地故障稳定后的分布式量测信号关系,分析零序电流、线路参数与故障位置的内在联系。依据故障点前、后的故障电流信息构造故障定位函数,并利用多测点、多时刻的量测数据,构造故障定位矩阵。将求解故障定位矩阵转化成求解与之相对应的非线性方程组的最小二乘解,使用混沌粒子群算法在故障区段内搜索故障点,实现故障精确定位。在PSCAD/EMTDC中搭建典型10 kV城市配电网模型并模拟单相接地故障,测距结果表明了方法的有效性和可靠性。     

计及可靠性约束的配电网故障指示器优化布点方法

近年来,故障指示器凭借其接入灵活性和经济性被广泛应用于配电网故障定位中。然而全覆盖式地故障指示器安装配置方案投资成本高,规划方案不精益。文中提出一种基于故障信息变量的配电网可靠性评估模型;进一步给出一种基于混合整数线性规划的可靠性约束的配电网故障指示器优化布点方法,将可靠性指标作为约束放入优化模型中,在满足可靠性要求的前提下降低故障指示器的投资维护成本。基于IEEE 53节点系统的算例仿真结果表明,所提方法兼顾了故障指示器布点的可靠性与经济性,可以精确获得不同可靠性要求下的布点方案。     

基于配电自动化的配电网自愈的研究与应用

具备自愈功能的智能配电网可以减少配电网停电时间,有效提高供电可靠性。配电自动化系统(DAS)的应用为配电网自愈提供了可能。配电自动化系统可以自动隔离故障,快速恢复非故障区段供电,有效减少配电网停电时间,实现配电网自愈。详细介绍了济南电网配电自动化系统的故障自愈原理及控制策略,通过同一条10 kV线路智能化改造前后实际案例的对比,验证了策略的有效性以及配电网自愈在提高供电可靠性方面的必要性。     

智能配电网故障指示器优化配置研究

为了实现故障指示器经济性配置,本文以降低经济损失为目的改进了已有的配电网故障指示器最优配置目标函数。以一个小型农村10k V配电网络为例,阐述了配电网支路对工作人员寻找故障点平均时间的影响,从而简化了故障指示器配置的方案。在此基础上应用遗传算法对该10k V配电网的目标函数进行求解。Matlab计算结果表明:对于一个网架结构固定的配电网络,合理配置故障指示器有利于降低故障停电带来的经济损失;在故障指示器最优配置基础上增设故障指示器数目有利于降低寻找故障点的平均时间。     

基于非线性混合整数规划的配电终端布点优化研究

提出一种考虑供电可靠性和经济成本的配电自动化终端布点优化方法,在架空馈线安装故障指示器、电压时间型终端和电压电流型终端,在电缆馈线安装故障指示器、二遥终端和三遥终端,对配网进行配电自动化改造以提高供电可靠性,可靠性指标取为用户年平均故障停电时间,故障影响模式根据配电终端类型确定。用Java语言编程实现,从XML文件读取配网数据,使用JGraphT图形库存储配网拓扑信息,建立非线性混合整数规划模型,使用建模系统Gams求解模型,为便于工程实施,分阶段输出优化结果。采用某市的配电终端布点规划作为算例,验证了方法的可行性。     

基于状态估计的含分布式电源树状配电网故障测距算法

多电源配电网的故障定位和测距对快速排除故障、提高供电可靠性具有重要意义。以含分布式电源(DG)树状配电网的区间定位为基础,按区间特性将配电网分为两电源区段和单电源区段,建立故障等值回路与其相应的微分方程和最优估计离散模型。以电源端口电压电流、各FTU电流为输出量,以故障距离为状态量,利用强跟踪的卡尔曼滤波器算法求解最优估计离散模型,跟踪相间短路故障测距。通过搭建含DG的树状配电网,分析负载、故障点过渡电阻对故障测距结果的影响。算例分析表明,该算法跟踪速度快,受初值的影响小,不受DG接入位置和数量的影响,不受故障点过渡电阻的影响,受负载和树状分支结构影响较少,测距精度满足工程精度要求。     

基于细菌觅食算法的故障指示器优化配置研究

提出了一种配网故障指示器的优化配置方法,通过合理规划故障指示器的数量和位置,使得在保证供电可靠性的前提下最大的降低成本。综合考虑设备投资成本、运行维护费用以及停电损失等因素建立数学模型,并用细菌觅食算法进行求解。针对细菌觅食算法在解决离散域问题时存在的缺陷,通过定义进化域的方法确定细菌的前进方向,改进了其趋化算子,使得算法能很好的解决0~1规划问题,并通过设立电子公告板避免了迁徙算子有一定几率删除最优解的可能性。通过对IEEE 33系统进行仿真证明了该方案的有效性及科学性。     

考虑可靠性收益的配电网智能软开关规划方法

智能软开关(SOP)具有较强的潮流控制能力,在配电网正常运行场景下和故障环境中均能有效发挥作用,在规划层面应兼顾其对于配电网供电可靠性与运行经济性提升所带来的综合收益。文中综合考虑了SOP接入对配电网供电可靠性和运行经济性的影响,建立了智能软开关规划模型;采用快速搜索和发现密度峰聚类方法对年负荷数据进行聚类,生成配电网典型运行场景以计算其对运行经济性的提升收益;采用基于关联约束的支路故障率计算方法,考虑线路电流负载率、节点电压以及线路长度对支路故障率的影响,生成动态预想故障集以计算供电可靠性收益;采用模拟退火与二阶锥规划相结合的混合算法对上述规划模型进行求解,最后,在PGE 69节点算例上验证了所提规划模型的有效性。结果表明,面向配电网可靠性与经济性的SOP规划方法能够有效降低配电网综合成本,实现投资效益的最大化。     

综合考虑可靠性成本与缺电成本的电网规划

在配电网规划中要提高配电网的供电可靠性,减少用户侧的缺电成本,必然要求供电部门增加可靠性投资成本,然而盲目地追求供电可靠性,必然导致供电部门可靠性投资成本急剧增加。为了寻求供电可靠性与可靠性成本的平衡点,综合考虑了可靠性成本和缺电成本,提出了可靠性成本效益回归模型,利用此模型在众多配电网规划方案中确定最佳可靠性方案。通过实例分析计算并讨论,建立的模型及方法能方便有效地确定配电网规划中最佳可靠性方案。     

含DG配电网分层分区协同故障定位隔离技术

高密度分布式电源并网使配电网故障状况复杂,故障定位困难。针对含高密度分布式电源馈线自动化故障定位与隔离技术,构建了基于分布式智能馈线自动化系统的故障定位方案。分析了含DG配电网区域性故障判别方式,引入区域电流代数和变化作为故障区域定位的基本判据,提出了依据电流相角突变的保护判据。以19节点网络仿真模型对上述方案进行验证,此方案可快速实现故障定位与故障隔离,对高密度分布式电源的接入具有良好的适应性。     

基于自适应重合闸的配电网快速故障定位与隔离方法

馈线自动化对提高配电网供电可靠性具有重要意义。为了克服电压-时间型馈线自动化模式存在的故障处理时间长、故障点上游开关经两次短路电流冲击、上游区段需要经历两次短时停电等缺点,提出了一种基于自适应重合闸的配电网故障快速定位与隔离方法。介绍了实现该策略的三项关键技术,包括基于永磁操作机构的配电网分相开关、基于暂态电流特征的选相元件、基于工频电压特征的故障性质判别方法。该策略避免了重合于永久性故障时短路电流对上游开关的二次冲击以及上游区段的二次停电,同时可有效缩短故障处理时间。     

计及馈线自动化故障处理全过程的配电终端优化布置方法

为了进一步提高配电网供电可靠性,提出了一种计及馈线自动化(feeder automation, FA)故障处理过程的配电终端优化布置方法。首先以自适应综合型FA模式为例,分析FA的故障定位、隔离与恢复供电的故障处理全过程,并基于电力系统仿真软件DIgSILENT建立了配电终端的动作信号逻辑模型。其次,在考虑了FA故障处理过程的条件下,计算包括故障区域与非故障区域的总负荷停电损失成本,与总投资成本共同构成模型目标函数。考虑系统平均供电可用率指标约束等因素,建立配电终端优化布置模型。然后,基于整数编码的人工蜂群算法确定配电终端最优安装总数,制定配电终端最优配置方案,计算出配电终端最优选址方案。最后,以冀北某地区10 k V配电网作为仿真算例,基于DIgSILENT模拟FA故障处理全过程,验证所提方法的有效性和适用性。