基于模拟进化理论的电力系统的故障诊断

本文提出了利用基于模拟分子进化（ＳｉｍｕｌａｔｅｄＭｏｌｅｃｕｌａｒＥｖｏｌｕｔｉｏｎ──ＳＭＥ）的优化方法诊断电力系统故障的新方法。电力系统故障诊断问题可表示为０－１整数规划问题，利用ＳＭＥ方法可一次得到几个可能的解，这对于诊断复杂的电力系统故障（尤其是有保护或断路器误动作的情况）具有实际意义。这种方法可以同时利用保护和断路器的信息，改进后也可以只利用断路器的信息，适用范围较广。此外，ＳＭＥ方法在适应能力方面优于现有的基于Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ机的方法，可以处理任意多重故障，且适于用并行处理机实现。     

电力信息物理系统中信息系统发生预想事故的影响

摘 要：在电力信息物理融合系统（cyber physical power system,CPPS）中,电力信息系统与电力物理系统深度融合,互相影响。为分析CPPS中电力信息系统预想事故对电力物理系统可能造成的影响,构建了CPPS动态交互模型。其中,电力物理系统针对嵌入了分布式电源的配电系统,采用微分代数方程组描述;在电力信息系统中,则考虑了信息传输过程的数据错误、数据错位、传输延时等预想事故,采用信息关联矩阵模型描述。最后,以修改的IEEE 33节点辐射状配电系统为例,说明所提方法的可行性和有效性。     

基于遗传算法和模拟退火算法的电力系统的故障诊断

根据元件故障与保护动作和断路器跳闸之间的逻辑关系，首先把电力系统的故障诊断问题表示为０－１整数规划问题。在此基础上，采用了两种方法求解，第一种方法是遗传算法，第二种方法是模拟退火算法。这两种方法都能以较大的概率收敛到全局最优解，并能够求得多个最优解。提出的方法理论严密，与当前比较流行的以启发式知识为基础的专家系统方法不同。本文的方法可以处理任意复杂的故障，也可以处理有保护和断路器误动作的情况，且计算时间与故障的复杂程度基本无关。此外，提出的方法原则上适合于并行处理。     

Autonomous-synergic Voltage Security Regions in Bulk Power Systems

Determining security/stability boundaries is a common and critical means of preventing cascading failures induced by voltage-related issues, which represents one of the major challenges in bulk power systems. However, traditional approaches suffer from conservative issues and heavy computational burdens. To address these challenges, the concept of an autonomous-synergic voltage security region(AS-VSR) and the corresponding dynamic constraint coefficient pruning(DCCP) computation method, which fu...     

Fiber-Optics-Based Fault Detection in Power Systems

A fiber-optics-based sensing network applicable for fault detection in power system is presented. The proposed scheme is secure and immune from interferences. At each monitoring location, passive rugged fiber-Bragg-grating-based sensors are deployed. They use fast and compact magnetostrictive transducers instead of current or potential transformers to translate current-induced magnetic field into optical signal. These sensors can be compensated for temperature drift and easily be integrated into an optical sensing network. A broadband light source at a substation scans the change in reflected optical power at a unique frequency band that corresponds to the surge in magnetic field associated with an increased fault current at a certain location. A unique feature of this real-time scheme is that it only requires current information for fault detections in both radial and networked systems with various pole structures and line configurations. It can easily coordinate with other protective devices and is free from any time-current coordination curves. The proposed scheme has been extensively tested by simulations. They confirm that the proposed scheme is able to detect the faults irrespective of the type and location. It also performs well in presence of harmonics, high impedance, and sensors malfunctions, as well as sensor noise.     

A Modified Abductive Inference Model for Fault Section Estimation in Power Systems Using the Tabu Search Approach

A new approach to fault section estimation in power systems is presented based upon a modified abductive inference model and the tabu search method. The developed fault section estimation model can simultaneously take into account the operating reliabilities of protective relays and circuit breakers and the degree of correctness of received and nonreceived alarm data in a formal and systematic manner. In the modified abductive inference model, a criterion for describing the relative plausibility of different diagnosis hypotheses is available. Based on this criterion, the fault section estimation problem is then formulated as a 0-1 integer programming problem, and a tabu search (TS) approach is presented for solving the problem. A sample power system is served for demonstrating the correctness of the developed abductive inference based fault section estimation model and the computational efficiency of the TS-based method.     

区分电力振荡与短路信号的小波算法

振荡与短路是电力系统中的两种不同现象.继电保护装置需要快速、准确地区分电力系统振荡与短路,要在继电保护误动作之前,将可能由于振荡引起的误动作的保护可靠闭锁.本文针对目前电力系统运行中出现的振荡与故障情况,依据在变电站端对三相电流检测的结果,结合小波分析的优点,提出了一种新的识别电力系统振荡与故障的模型.仿真实验表明,本文所设计的模型克服了以往方法计算效率低下、判别不准确的缺陷,并且监测具有实时性、监测变量少等优点,获得了比较满意的结果.     

电力系统大停电事故仿真的故障序列选择

对可能出现的故障序列进行选择,从而优化统筹各阶段的对策,对预防大停电事故具有重要的研究价值。文中通过对典型大停电事故发展的过程进行分析,在总结故障特征的基础上,提出一种可以有效考虑影响故障传播的系统负荷状况、天气条件、继电器隐藏故障等因素的方法,并快速选择出可能发生的故障序列,帮助系统规划、设计和运行人员找到容易引发大停电的线路。最后利用IEEE-RTS算例系统对该方法进行了计算验证。     

大电力系统可靠性评估的解析计算模型

该文导出了失负荷概率LOLP、失负荷频率LOLF和电力不足期望EDNS对元件可靠性参数的解析表达式,详细阐述了解析表达式中的系数K1~K4和D1、D2的实际物理意义。基于这些解析表达式,论文建立了一套完整的大电力系统可靠性指标对元件可靠性参数的灵敏度计算公式。利用可靠性指标的解析表达式不但可以高效精确地求取元件可靠性参数改变后的系统可靠性指标,而且可以得到系统可靠性指标对元件可靠性参数的函数曲线,开拓了通过解析方式计算大电力系统可靠性指标的新思路,在缓解计算灾方面取得了较大进展。应用可靠性指标的灵敏度公式则能有效地找到钳制系统可靠性的薄弱环节,可为电力系统规划和运行提供重要的指导意见。     

电网概率风险评估中元件可靠性参数的不确定性分析

针对认知不确定性中的参数不确定性展开详细讨论,推导了期望值风险指标的二阶泰勒级数展开式,可以实现多元件多参数变化后电网期望值风险指标的直接近似解析计算.进一步基于单变量核密度估计理论和随机抽样技术,实现了可靠性参数不确定条件下电网期望值风险指标的概率密度分布计算,为评估可靠性参数随机变化对期望值风险指标的影响提供了更加直观的概率量化分析结果.通过对RBTS和IEEE-RTS 79系统的可靠性评估分析,验证了所提出的方法的有效性和正确性.     

基于模糊数学和概率论的变压器故障诊断

为克服现有专家系统人工神经网络和模糊数学等诸多不足,基于前人对变压器故障诊断理论的研究,综合考虑变压器电气试验、油中溶解气体检测分析及观测信息,并引入模糊数学、概率推理和节约覆盖集理论,建立了一个新的变压器故障综合诊断模型。模糊隶属函数利用各专家的语义强度和经验,建立变压器故障性质与故障征兆之间的因果强度关系,再将概率统计和模糊数学相结合,利用节约覆盖集的理论重新筛选故障征兆集,重构相对似然函数。形成的模型能最大限度融入专家的知识,充分考虑了变压器的历史检修记录,使诊断结论更准确、可信。案例分析表明,该模型即使在只有部分征兆的情况下亦能准确诊断,对综合诊断变压器故障性质具有明显的优越性。     

电力系统故障诊断的量子粒子群优化算法

电力系统故障诊断是利用保护和断路器的动作信息来推断可能的故障位置.其中故障元件的识别是故障诊断实现的关键.文中应用量子粒子群优化算法研究故障元件的识别方法,先根据保护动作原理将故障诊断问题表示为0-1整数规划问题,然后用量子粒子群优化算法求解.与标准PSO算法和传统遗传算法比较,文中采用的量子粒子群优化算法具有稳定性高...     

UPFC对电网可靠性的灵敏度分析及优化配置

从改善发输电系统可靠性的角度出发,采用统一潮流控制器(UPFC)的功率注入模型,将UPFC纳入传统最优负荷削减模型中。利用该模型中UPFC不等式约束中控制参数的拉格朗日乘子的物理意义,推导了系统电量不足期望对UPFC容量的灵敏度表达式,提出了根据该灵敏度排序结果确定UPFC最优安装位置的方法;然后以UPFC投资费用与用户停电损失之和最小为目标,确定UPFC最优安装容量。对RBTS和IEEE-RTS79可靠性测试系统的仿真研究验证了所提出的UPFC优化配置方法的有效性。     

基于CPU-GPU异构的电力系统静态电压稳定域边界并行计算方法

为提升区域互联电力系统静态电压稳定域边界(SVSRB)的构建效率,该文以直接法为基础,提出一种基于CPU-GPU异构的静态电压稳定域边界并行计算方法.该方法首先依据SVSRB拓扑特性,基于边界追踪算法实现直接法求解鞍结分岔(SNB)点时初值的高效选取,克服直接法对初值敏感这一瓶颈;然后结合CPU-GPU异构平台,将直接法求解SNB点计算量较大、计算耗时占比高的修正量求解部分由GPU完成,其他逻辑性强但计算量较低的部分由CPU完成,以实现SNB点的并行求解,降低直接法计算量大、计算复杂度高的不足,从而提升SVSRB的搜索效率;最后以WECC3机9节点测试系统,波兰电网2737节点和3120节点测试系统,欧洲电网7092节点、9241节点、11624节点和13659节点测试系统算例对该文所提方法进行了分析与验证,结果表明所提并行计算方法可实现电力系统静态电压稳定域边界的快速、准确搜索.     

用于系统可靠性评估的各阶故障独立重要抽样算法

提出一种电力系统可靠性评估的高效算法,即各阶故障状态子空间独立重要抽样算法.该算法将系统状态空间分割为无故障状态子空间和各阶故障状态子空间,完全避免了对无故障状态子空间的抽样;且由于低阶故障状态子空间状态个数较少,采用解析法对其分析,而高阶故障状态子空间状态个数庞大,采用重要抽样法对其进行模拟分析;并对这些子空间的抽样次数进行最优分配.由于完全避免了对无故障状态子空间的抽样,并对各阶子空间进行独立分析,该算法在计算效率上具有很大的优势,适用于高可靠性系统.应用该算法对IEEE-RTS系统的发输电部分进行可靠性评估,并与自适应重要抽样方法和直接蒙特卡罗法进行比较,结果表明该算法在计算效率上具有明显优势.     

基于FTU的配电网故障区段判断算法

通过分析配电网馈线单一故障情况下,其故障点必位于两个相邻的开关之间。有效率电流和没有故障电流流过的开关,其ＦＴＵ所采集的信息不相同,因此在基于ＦＴＵ的馈线自动化系统中,其故障区段的判断可简化为考察相邻开关信息的异或逻辑计算。忽略电网中的其它元件,将电网从结构上简化为以开关当作节点的网络,应用电工网络图论原理建立节点的邻接矩阵和节点信息矩阵。论述了一种馈线网络故障时的故障区段判断矩阵。分析故障判断矩     

大型电源基地接入特高压输电系统方式研究

简述国内外特高压输电系统的发展运行情况,分析大型电源基地直接接入特高压输电系统的合理性和可行性,对大型电源基地直接接入特高压输电系统和经过二次升压接入特高压输电系统的经济性进行比较。结果表明,大型电源基地采用何种方式接入特高压输电系统需要根据实际情况确定,在不同的情况下采用不同的接入方式。     

电力系统故障诊断的研究现状与发展趋势

综述了电力系统故障诊断的各种研究方法,包括专家系统、人工神经网络、优化技术、Petri网络、粗糙集理论、模糊集理论和多代理技术等.简要分析了这些方法的特点与适用性,评述其存在的主要问题和值得改进之处.最后,以解决实际工程问题为目标,指出了该领域所需解决的关键技术问题和主要发展趋势,以促进该研究领域的进一步发展.     

变压器绝缘故障及监测方法研究

对变压器绝缘状态进行在线监测,有助于在长期运行中降低设备的不可用率,分析了大型电力变压器可能存在的绕组变形,局部放电和绝缘分解故障,并对现有监测方法的优缺点进行了分析。     

Cost-Related Reliability Evaluation of Interconnected Bulk Power Systems Using An Equivalent Approach

This paper presents a technique to calculate cost-related reliability indices of a composite power system at the load points and for the overall system. An adequacy equivalent approach is utilized to effectively reduce the required computation times for interconnected composite system analysis. The cost-related reliability indices are calculated in the form of both annualized and annual values. System studies conducted on two interconnected reliability test systems are presented which provide insight into the values of the indices in different situations. The cost reliability indices are important factors in determination of the optimal reliability level at which the reliability investment achieves the best results to reduce the customer damage costs due to power supply interruptions.