基于PSO-GA混合算法的配电变压器检修优化

针对当前流行的状态检修的概念,通过分析比较,确定了基于风险的配电网检修优化方法;并根据配电变压器历史故障概率数据通过威布尔分布拟合配电变压器的故障概率,并采用等效役龄对故障概率进行修正;计及设备检修时的检修风险和故障风险后,建立了以电网运行风险最小为目标的配电变压器检修优化模型;最后提出了一种以粒子群优化算法为主、遗传算法为辅的混合优化算法求解模型。该模型既能够降低搜索到局部最优解的概率,又能保证全局最优解的精度。算例验证表明了该方法的有效性。     

考虑外部环境的电网故障概率模型综述

电网故障概率是评估电网风险、制订电网安全标准、制订设备运维策略的重要基础数据。外部环境特别是气象条件、树障等对故障概率有重大影响。收集整理了国内外较为成熟的考虑外部环境的电网故障概率模型,包括经典的恒定故障率模型、两气候状态故障概率模型、基于回归算法的故障概率模型、基于灰色模糊理论的故障概率模型、考虑树障影响的故障概率模型等。由于目前电网故障历史统计数据仍不能支撑详细的电网故障概率模型,因此现阶段可首先应用两气候状态故障概率模型,并继续完善和细化电网故障历史数据的收集工作,持续提高电网故障概率模型和数据的详细程度和准确性。     

热带气旋引发电网群发性故障的动态事故集生成方法

针对近年来热带气旋灾害屡次造成我国沿海电网电力设备损坏甚至局部地区停电的现状,提出了一种由热带气旋引发电网群发性故障的动态事故集生成方法。通过对线路历史故障率统计数据的折算,建立单位档距线路故障率随其所受风压的变化曲线,根据单位档距线路的实时风压信息计算出单位档距线路的故障率及其在所选取时窗内发生故障的概率;将整回线路视作由若干档距串联而成的可靠性系统,由可靠性公式计算出线路发生故障的概率。进一步地,通过设定允许进入故障集的概率门槛或故障截止重数以选择故障组合状态,对满足条件的故障状态进行排序,形成群发性动态故障集。通过测试电网受高强度热带气旋影响的算例,采用设定概率门槛的方法选取故障组合状态并排序生成动态故障集,从而验证了方法的实用性。     

电网状态检修概念与理论基础研究

状态检修背景下,为解决电网运行整体与输变电设备个体之间的矛盾和冲突,在已有研究成果基础上,提出电网状态检修的概念,在输变电设备状态检修决策过程中,给出电网故障风险和电网检修风险的定义以及相应的量化表达式。依据设备状态预测,以电网故障风险和电网检修风险的和最小为目标,将设备检修、运行以及电网整体性能在概率引导下相互牵制,形成电网状态检修的数学模型,并给出相应的解决方法。最后,为验证该理论研究的可行性,分别以可靠性测试系统RBTS-BUS6和IEEE-RTS79系统为例,对各种情况进行分析,体现了预期的效果,并期望为电网检修与运行协调决策理论的深入研究提供必要的理论基础。     

基于模糊聚类和模糊推理的电网连锁故障预警方法

在连锁故障研究过程中,对其可能给电网带来的风险进行预警可以引导运行人员实现科学决策,从而避免大面积停电的发生。为实现连锁故障的预警分级,首先应用模糊C均值聚类及其修正方法对连锁故障概率进行分级,然后将失负荷、低电压和过负荷指标作为输入变量,构建反映电网静态安全水平的故障严重度模糊规则和隶属函数集,应用模糊推理方法对综合严重度等级进行划分,最后将概率和严重度综合,根据最大隶属度原则确定连锁故障风险预警的等级。以IEEE-RTS79系统为算例评估了不同的初始扰动下电网发生连锁故障后的风险水平,并分析了电网运行状态的差异对连锁故障预警等级的影响,验证了算法的合理性和有效性。     

基于ARIMA的矿山电网故障暂态行波波头辨识及故障测距

由于矿山电网含有大量的整流设备及非线性负载,运行时含有稳定的高次谐波分量和高频噪声,同时矿山电网多为短距离线路,故障后产生的暂态信号与原有高次谐波混叠严重,给行波故障测距带来了极大的困难。通过分析矿山电网故障行波的时域特征,提出基于整合移动平均自回归模型(ARIMA)对行波波头到达前的高频周期信号进行预测,并结合波头到达时刻的真实波形得到波形残差,同时对残差进行平稳性校验,通过行波波头到达时刻前后残差平稳性的不同确定准确的波头到达时刻,进而实现行波故障测距。利用低压电缆网络仿真实现矿山电网故障,仿真结果表明:与小波变换与经验模态分解相比,所提方法能够准确辨识行波波头,且不易受故障状况和噪声的影响,能有效提升行波可行性及精度,尤其适用于含有整流设备及非线性负载矿山电网故障测距。     

大型城市配电网运行设备可靠性薄弱环节挖掘

针对传统可靠性评估方法在挖掘配电网设备的可靠性薄弱环节方面的不足,提出了基于大型城市配电网运行设备状态矩阵故障率修正模型的配电网薄弱环节挖掘方法。利用馈线分区法简化了模型复杂度,通过构造故障率修正模型分析故障因素权重以及故障率修正指数。将以历史统计结果得到的故障率与实际设备状态结合,得到考虑配电网设备所处时期、环境以及外力因素等实际状态的故障率模型。算例分析验证了所提方法的有效性。     

基于多元线性回归的变电设备状态评价权重修正模型

为解决多数电网公司所采用的基于导则的打分制变电设备状态评估方法中缺少针对权重修正的闭环反馈,致使评估权重较为固定的问题,文中引入变电设备状态评价权重修正模型,基于历史评估数据与经与状态评级事后有效性评价得到的修正结果,通过多元线性回归模型,给出回归后的理论修正权重,并可根据该结果对状态量权重进行修正。通过理论及应用实例验证表明:文中所提出的通过结合客观的历史检修、运维、评估数据与事后有效性验证的权重修正模型,是一种较为有效的权重修正方法,可以为更准确地为评估变电设备的状态情况提供参考。     

短期设备状态检修优化决策模型与求解

随着电网规模的不断扩大,输变电设备的检修工作日益得到重视。在电网状态检修背景下,建立了短期设备状态检修优化决策模型。首先,建立了非时齐马尔可夫过程模型用于描述设备的随机停运过程,为便于问题求解,采用阶梯函数逼近设备的时变故障率,而后,依据设备状态转移具有马尔科夫性质,并且结合马尔科夫报酬模型,给出前瞻时间内设备状态概率的求解方法,以及电网检修损失和故障损失的数学表达。最后,以电网检修损失和故障损失二者之和最小为目标,考虑系统状态检修的相关约束条件,构建了短期输变电设备状态检修优化决策模型。通过IEEE-RTS79系统算例验证模型的可行性和有效性。     

基于设备脆弱性的电网气象灾害故障预测

电网运维数据表明,电网设备故障主要由雷电、雨雪、大风、冰冻等自然气象因素引起,是电网防灾减灾的重点。基于气象与电网故障之间的关联特点,提出一种基于设备脆弱性的电网设备气象灾害故障预测方法。将设备脆弱性指数作为变量改进关联规则算法,实现设备不同历史状态下的归一化处理。算例分析表明,基于设备脆弱性改进的关联方法,能够准确、全面地建立气象信息与电网故障之间的映射关系,预测给定气象条件下的故障概率。     

二次设备量化评估中故障概率的计算方法

提出了一种二次设备故障概率的计算方法,在对设备状态开展量化评估的基础上,以设备等效运行时间为中间变量,将评价结果和故障统计资料相关联,通过反演计算相关的关联系数,拟合二次设备故障概率曲线.实例表明,得到的故障概率基本符合专家经验和设备性能实际情况,是估测设备在当前运行状态下发生故障可能性的有效方法,适合工程参考.为二次设备量化风险评估等工作提供了数据支持.     

考虑设备敏感特性的单次电压暂降事件分级评估方法

对于单次电压暂降事件,得到其评估值后,在没有比较基准的情况下,无法直观地知晓其严重程度。本文提出了考虑设备敏感特性的单次电压暂降事件分级评估方法。在暂降能量指标的基础上,根据典型的设备耐受曲线的严重性评估结果拟合设备免疫水平概率分布函数;计算单次事件引起设备的故障概率,基于层次分析法得到设备综合故障率;利用设备故障率构造修正函数来修正暂降能量指标,基于电网中490组历史暂降样本,通过对修正后的暂降能量指标进行概率统计分析,拟合其概率分布函数,计算其概率分位数,作为比较基准值;根据单次事件修正后的评估指标与基准值的大小关系建立电压暂降严重性评估等级。通过对电网中100组实测暂降样本进行分级评估,将暂降能量指标修正前后的结果进行对比,验证了本文方法能有效地克服暂降能量指标的过度评估,并且评估结果更加直观、合理。     

用气相色谱分析法诊断电抗器故障

介绍了应用色谱分析技术对大型充油电气设备内部故障进行分析与诊断的方法。并通过一起用气相色谱分析诊断电抗器故障的案例介绍了该诊断方法和经验估算公式，证明该诊断方法可解决设备在电网安全运行与经济运行的矛盾。     

变电站高压电气试验设备故障运行状态检测研究

为解决现有变电站高压电气试验设备故障检测方法存在的热位置不明显、检测精准度低问题,探讨了变电站高压电气试验设备故障运行状态检测。首先使用CCD图像传感器对设备进行拍摄,然后通过分割阈值对采集到的故障图像进行分割,以便识别每个区域中对应设备的故障特征。接下来,利用传感器对设备故障图像进行分析,并通过无线传感网络进行信息感知,从中提取设备故障运行的状态数据,再经过压缩感知处理的设备信息进行信号重构,得到故障概率。最后采用DS论证方式将故障概率进行信息证据融合,经分析决策后得出具体的故障状态。同时,设备在运行过程中会产生热量,而通过监测设备的温度变化可判断设备的运行状态,为故障状态提供额外依据。试验结果表明,该方法可有效检测出变电站设备的过热位置和温度,检测精度在98%~100%,达到了较高水平。     

二次系统隐性故障的多指标综合风险评估

针对二次系统隐性故障可能引发的连锁故障,提出了一种多指标综合风险评估方法。采用马尔科夫状态空间转移方法,求解系统处于不同状态的时变概率及平稳概率。将平稳概率与距离保护相结合,构造反映系统隐性故障的模型。从电网容量、电网用户、电网稳定性3个方面建立电源孤立、负荷切除以及电网解列的风险指标,加权得到反映连锁性故障的综合风险指标。建立了基于蒙特卡洛抽样算法的风险评估体系,并通过具体的算例对多指标风险评估的方法应用进行展示。     

基于风险综合评判的设备状态检修决策优化

针对目前在设备状态检修决策中尚未将设备状况与电网运行情况综合考虑的问题,提出一种计及设备故障风险及电网运行风险的输变电设备状态检修决策优化模型,以"综合风险费用最小"为优化目标,以同时检修、互斥检修、检修资源、电网安全等限制条件为约束。在充分考虑设备状态检修前后故障概率变化情况的基础上,采用禁忌搜索算法求解所建立的优化模型,通过风险经济性量化实现设备与电网运行风险的综合评判,得到技术经济综合最优的状态检修决策方案。对华东某地区电网的算例分析表明了所提出的优化模型及算法的有效性。     

考虑不确定区域的敏感设备电压暂降兼容能力分析

研究敏感设备的电压暂降兼容能力是十分重要的问题。本文对传统方法进行了理论研究,分析了其存在的不足,并提出了一种考虑不确定区域兼容概率的敏感设备电压暂降兼容能力分析方法,建立设备侧和电网侧的故障概率模型,并选取合适的分布函数建立设备侧和电网侧的故障概率分布函数,进而计算设备耐受曲线不确定区域中的兼容概率和总兼容次数,更加准确地描述了敏感设备的耐受特性,从而较大程度上提高了评估精度。通过实例分析,并与传统拟合方法和兼容能力分析方法作比较,本文建议采用改进最大熵法对设备侧和电网侧的故障概率分布函数进行拟合。本文方法能够为电网、治理厂商和敏感设备用户提供精确的设备与电网暂降兼容性评估结果,给敏感设备的暂降兼容能力分析提供重要参考。     

考虑线路故障概率的小电流系统接地故障选线策略

分析了基于运行经验的几种不同的小电流接地系统接地故障选线策略,采用内地长沙电网和沿海温州电网故障数据计算了不同策略中用以表征线路故障概率的指标与故障概率的相关性,并对不同策略进行了数值仿真。结果表明,以历史故障次数表征线路故障概率并结合线路负荷分析的选线策略是可靠的和可行的,可显著地降低非计划停运次数和电量损失。     

基于模糊信息粒化算法的继电保护风险评估

继电保护设备是保障电网安全的第一道防线,因此评估继电保护风险对于保障电网可靠运行具有重要意义。为了解决继电保护系统数据统计带来的不确定性,采用软层次模型建立继电保护风险评估模型。首先从风险的定义出发,指出影响风险的因素,即继电保护设备发生故障的概率和发生故障后的损失;其次,采用状态评价模型计算设备故障率,采用赋分法计算继电保护设备发生故障带来的损失;再次采用模糊信息粒化算法即软算法处理事故发生概率以及事故损失的数据,计算风险并采用模糊排序方法对多个地区的风险进行排序,为风险管理者做出正确决策提供理论依据。最后结合某地区的实际数据表明采用模糊信息粒化算法做继电保护风险评估的正确性和有效性。     

基于时域卷积网络和分位数回归的短期风电功率概率预测

提出一种基于时域神经网络结合分位数回归与动态误差修正的风电功率概率预测方法。首先,采用时域卷积网络构造分位数回归模型。然后,对分位数回归模型的预测误差分布进行建模。最后,采用动态误差修正技术对分位数点进行修正,得到多组风电功率预测区间。采用两个风电场数据集进行验证,结果表明所提方法能在保证高可靠性的同时获得较窄的预测区间,并有效解决分位数交叉问题,可为电网调度优化提供有效帮助。