基于粒子群算法的金属氧化物避雷器老化监测研究

为解决金属氧化物避雷器(MOA)老化在线监测问题,提出一种基于粒子群算法(PSO)的MOA在线监测技术。通过PSO算法较好地拟合逼近效果,计算MOA等效模型中反应MOA老化情况的α、k、c值,进而实现在线监测MOA的老化状态。此外,利用MATLAB仿真分析了电网电压中谐波电压对该算法的影响。仿真分析表明:PSO算法可以较好地将模型中的计算泄漏电流拟合逼近实际测量的泄漏电流,求解出α、k、c值,实现对MOA老化监测。此外,文中算法对于电力电网系统运行电压中谐波电压含量及其初相位具有较好的抗干扰性,验证了文中算法的可靠性,提高了MOA在线监测的准确性。     

基于混合遗传算法与模拟退火算法的金属氧化物避雷器在线监测研究

针对金属氧化物避雷器(MOA)的老化需对其实施在线监测的问题,提出了一种基于混合遗传算法与模拟退火算法的MOA老化监测算法。通过对此问题建立MOA模型,根据混合算法良好地模拟逼近效果,计算出k和C的值,以实施MOA老化在线监测。由于电力系统运行电压中存在许多谐波,这些谐波会在一定程度上影响算法求解的稳定性及准确性,因此采用Matlab仿真,仿真结果得出的泄漏电流拟合逼近实际需要测量的泄漏电流,判断该混合算法的拟合特性。对求解出的参数误差进行分析,得知所提算法具有很好的抗干扰性,可以有效地对MOA进行老化监测。     

金属氧化物避雷器在线监测的谐波校正及研究

泄漏电流阻性分量是金属氧化物避雷器(MOA)在线监测的重要指标,传统的容性电流补偿算法并未考虑谐波电压的作用,对监测结果产生很大的误差。为解决该问题,利用电压过零时避雷器阻性电流与容性电流的关系求解避雷器晶介电容C,并推导了谐波电压下的容性电流补偿系数G,提出了一种金属氧化物避雷器在线监测的谐波电压校正方法,有效降低谐波电压对阻性电流提取的影响,提高避雷器阻性电流的提取精度。MATLAB仿真结果表明,通过MOA在线监测谐波校正方法,避雷器晶介电容C、基波阻性电流分量i_(R1)、3次谐波阻性电流分量i_(R3)误差均≤10%,有效地减小谐波电压给监测结果带来的影响,降低了阻性电流提取的误差,提高了避雷器在线监测结果的准确性。     

高压换流站交流侧避雷器在线监测系统的研制

针对高压换流站中的交流侧金属氧化物避雷器(MOA)设计一整套避雷器在线监测装置.装置包含避雷器泄漏电流(全电流)采集装置和PT电压信号采样装置.MOA监测装置向IED传送泄露电流幅值、泄露电流与参考相的夹角.PT采样装置向IED发送PT电压频率、谐波和电压转换成电流后与参考相的夹角.在监测IED内部计算得出泄露电流与母线电压的夹角,进而得出容性电流和阻性电流.最终通过IEC61850规约上送到变电站状态监测后台,实现整站交流避雷器状态的在线监测.在某避雷器有限公司的交流避雷器监测项目中的实际运行经验表明,设计的监测装置能够实现预期目标.     

基于灰狼优化算法的金属氧化物避雷器老化识别

为有效评估恶劣环境下金属氧化物避雷器工作状态,解决MOA老化在线识别难题,提出基于灰狼优化算法的MOA老化识别方法。首先,分析MOA自身参数与泄漏电流关系;其次,利用灰狼优化算法求解体现MOA老化性能的α、k和自身电容C,实现MOA老化在线监测;然后,对不同谐波电压和电压波动下泄漏电流进行仿真;最后,进行试验验证,结果表明该方法不受电网中谐波电压幅值、相位及谐波含量影响,能准确实现MOA的老化识别。     

金属氧化物避雷器在线监测指标研究

金属氧化物避雷器（MOA）对于电力系统安全运行起着重要作用,需要寻找合适指标对其老化实现实时的在线监测。通过Matlab仿真方法对目前存在的2种不同类型的基波阻性电流和三次谐波阻性电流进行计算和对比分析,结果表明：选择基波电压作用下产生的基波阻性电流和三次谐波阻性电流能够更准确地反映MOA老化情况。并根据Fryze瞬时功率定义,提出了基波电压作用下基波阻性电流简便求解算法,通过仿真论证了该算法的有效性。     

一种新的MOA阻性电流提取算法

根据小电流区金属氧化物避雷器(MOA)等值电路模型为非线性电阻和电容并联的原理分析了非线性电阻和电容产生的电流,指出二者之间存在正交关系,并进行了证明。在此基础上提出了一种获取MOA泄漏电流中阻性分量的方法。即使MOA电阻的非线性关系和晶介电容值未知时,理论上该方法仍然可以获得准确的阻性电流,且不受电压信号中存在谐波的影响,同时可以获得准确的晶介电容值。基于Matlab实现了多种算法,使用MOA模型仿真出了电压和泄漏电流信号,多种方法的计算结果中所提算法具有最小误差,电压谐波存在时误差均为0;实验室实测了10 kV MOA的电压和泄漏电流,计算结果表明所提算法具有最高的稳定性。     

基于多频点插值和三维曲面建模的MOA阻性电流测量方法

金属氧化物避雷器(metallic oxide arrester, MOA)的阻性电流是衡量避雷器运行状态的关键参数,传统的阻性电流测量方法易受到瞬时高频干扰信号、实际环境因素等影响,致使测量结果产生较大偏差,进而影响MOA的在线监测结果。为此,提出了一种基于多频点插值和三维曲面建模的MOA阻性电流测量方法。先对避雷器的电压和全泄漏电流频谱进行相位因子变换,通过多频点插值算法得到MOA的全电流参数和电流、电压相位差参数;再将计算出的全电流和相位差参数与温度、湿度参数进行三维曲面拟合建模,并求解模型得到消除环境因素影响的MOA阻性电流。研究结果表明:多组仿真试验和实测数据均验证了所提方法的准确性和有效性,其中220kV、110kV避雷器的阻性电流波动值分别降低了74%和67%。该方法消除了高频噪声信号、谐波和间谐波等干扰影响,解决了避雷器监测参数一直遭受环境温度、湿度因素干扰的难题,能满足实际工程测量要求,可实现MOA阻性电流的准确监测及异常甄别。     

绝缘在线监测中电容式电压互感器的误差校正

对引起电容式电压互感器（CVT）稳态误差的相关因素进行了分析。根据CVT结构及参数建立了用于校正CVT稳态误差的参数模型。将该模型输出电压的误差仿真结果与准确级试验结果进行对比,验证了该模型的有效性。基于该模型提出一种绝缘在线监测中实时校正CVT稳态误差的新方法:通过采集测量绕组的输出电压和各二次绕组的负载电流信号,利用基于Levenberg-Marquardt算法的非线性最小二乘拟合算法提取信号中的基波分量,结合CVT参数模型的数学方程确定CVT的一次电压。分析结果表明,该方法能够有效减小因系统频率、CVT二次负载大小及功率因数的变化对CVT比差及角差的影响,为二次监测设备提供高精度的电压信号。     

考虑电网谐波影响的MOA在线检测方法

用阻性电流中的基波分量 ir和三次分量 i3r 监测金属氧化锌避雷器 (MOA)可及时发现其老化或劣化现象。但是电网谐波电压会影响 ir、i3r监测的准确性 ,经详细仿真研究 ,提出了用改进的容性电流补偿法求取存在电网谐波电压影响时的阻性电流 ,结合同步采样原理 ,开发出了一套总线式 MOA阻性电流在线监测系统。     

MOA在线监测中间谐波的影响分析

阻性泄漏电流基波和3次分量是反映MOA劣化现象的两个故障特征量,仿真分析对此问题及间谐波电压对阻性泄漏电流的影响。发现系统中间谐波电压使故障特征量的测量误差较大,不同频率的间谐波对故障特征量的影响也不同。最后基于谐波分析法和相量法的结合,建立了消除相间干扰和电网谐波(含间谐波)影响的MOA在线监测动态的数学模型。     

基于调制函数模型预测直接功率控制的单相PWM整流器

有限集模型预测直接功率控制（FCS-MP-DPC）算法是利用系统模型来预测下一周期的有功无功功率,通过迭代寻优得到使给定功率与实际功率之间误差最小的电压矢量进行控制,它存在着在线计算量大、开关不固定、谐波畸变率高等问题。基于此,提出一种基于调制函数的模型预测直接功率控制（MP-DPC）算法,该算法是利用整流器输入端电压面积等效的原则,引入调制函数,再根据功率误差最小的评价函数选择最优调制函数,最后结合PWM模块将调制函数转转成开关状态进行控制。与FCS-MP-DPC算法相比,提出的MP-DPC算法有效降低了FCS-MP-DPC逐个迭代寻优的计算量,同时固定了开关频率,降低了电流谐波畸变。最后Matlab/Simulink仿真和半实物实验验证了该算法的正确性。     

MOA谐波阻性电流补偿算法的研究

金属氧化物避雷器(MOA)泄漏电流阻性分量中基波分量iR1及3次谐波分量iR3能够准确反应MOA运行状态,考虑谐波干扰时,由于谐波电压幅值及相位的不确定性,直接测量总阻性电流存在较大误判可能,针对电容法存在的不足,提出了改进补偿算法,利用谐波阻性电流幅值相位关系进行电流补偿,得到较为准确的基波电压作用下阻性电流。MATLAB仿真实验表明,通过改进算法计算iR3误差大大降低,验证了文中算法的有效性,提高了MOA运行判别的准确性。     

考虑两种干扰源下的MOA在线监测数学模型探讨

氧化锌避雷器MOA(Metal Oxide Arrester)泄漏电流在线监测受多种干扰源的影响,无法真实反映MOA的运行状况。分析了两种主要干扰源的影响。其中相间杂散电容造成泄漏电流幅值和相位的变化;电压谐波(包括间谐波)含量大小及其相角均显著影响测量结果。在此基础上建立了计及干扰源影响的MOA在线监测数学模型并进行仿真分析。反映了小电流特性中MOA的动态变化过程。对评价泄漏电流在线监测的效果有一定参考价值。     

基于正交分解的MOA泄漏电流有功分量提取算法

监测金属氧化物避雷器(MOA)泄漏电流的根本目的在于监测MOA因老化、受潮等原因引起的有功功耗的增加和发热等状况.本文应用功率理论对MOA泄漏电流的阻性分量进行了分析,指出当电网电压存在谐波时,泄漏电流中只有与电压同形同相仅幅值相差一个比例系数的分量消耗有功功率.然后根据Fryze的经典功率理论,将泄漏电流正交分解为有功分量与无功分量.利用两者在欧氏函数空间的正交特性,提出了一种提取有功电流分量的新算法,并推导出了该算法的数字化简化公式.最后应用五次多项式拟合方法建立了正常与老化状态下MOA的数学模型,通过仿真算例验证了该算法的正确性与有效性.该算法物理意义明确,从根本上克服了电网电压谐波的影响,可用于MOA的带电检测和在线监测.     

基于泄漏电流三次谐波分析的高压设备在线测量方法

避雷器在保证高压电网的安全可靠运行方面具有重要作用,目前许多避雷器在线监测和诊断方法都是通过将泄露电流分解为容性和阻性来实现,其中避雷器泄漏电流的阻性分量尤其是阻性分量中的三次谐波分量,与避雷器氧化锌阀片的降解程度直接相关。本文提出了一种能够在干燥和污染情况下对避雷器进行在线监测的方法,针对三种不同类型的绝缘子检测了它们的总泄露电流以及内部、外部泄露电流。这种方法主要是对实测电流信号的幅值、频率、相位角特征进行提取和分析,分析方法则使用Prony 分析以及希尔伯特变换,使用MTLAB软件平台编程。测试结果显示该方法在避雷器在线监测中具有一定可行性。除此以外,本文基于PSCAD对避雷器进行了建模仿真,研究电压谐波对泄漏电流测量的影响。     

改进的MOA阻性电流算法研究

基波电压作用下产生的基波阻性电流ir1和3次阻性电流ir3可以很好地反映MOA工作状态。传统容性电流补偿算法及其改进算法没有考虑谐波电压作用,从理论上产生一定误差。为解决此问题,文中在改进的容性电流算法基础上,提出新的等效电阻修正算法,消除一部分谐波对阻性电流的影响,从而提高基波阻性电流和3次阻性电流的精度。MALTAB仿真分析,显示文中算法有效降低了基波阻性电流及3次阻性电流的误差,其中3次阻性电流减少了近一半,说明修正算法有效消除了谐波对阻性电流影响,提高了MOA预判的准确性。     

基于电压过零点电流幅值分析的MOA阻性电流提取方法

金属氧化物避雷器(metal oxide arrester,MOA)是电力系统过电压保护的主要装置,对MOA进行在线监测是保证电力系统安全运行的重要手段。监测MOA的运行状况主要是监测其阻性泄漏电流。针对目前几种MOA阻性电流提取方法存在的问题,根据A、B、C三相电压过零时流过避雷器的全电流与构成它的阻性和容性电流之间的相互关系,提出了一种新的阻性电流提取方法,并推导出了该方法的数学公式。最后分别建立了在系统电压正常和有谐波状态下的仿真模型,对该方法进行验证。结果证实了该方法能有效地滤除电网电压3次谐波和相间耦合电容产生的干扰,为MOA性能的判断提供了可靠的依据。     

基于多元线性回归的阻性和容性电流分解

为了研究交流电压作用下非线性半导体器件和非线性绝缘电介质的绝缘状态和介电性能,提出一种阻性和容性电流分解算法。以非线性电阻和非线性电容构成的并联等效电路为研究对象,推导响应电流关于激励电压的非线性方程。通过坐标变换,将其转化成多元线性方程。利用多元线性回归方法,获得等效电路参数且实现了阻性和容性电流的分解。定性分析该算法的抗干扰能力和对非标准正弦波电压的适应能力。仿真结果表明:该算法可以准确地实现阻性和容性电流的分解;当响应电流含有55 d B的噪声时,电路参数的求解误差较小;激励电压谐波分量对电路参数的求解几乎没有影响。实验结果表明:该算法可以实现MOA阀片在交流电压作用下全泄露电流的分解。     

一种新型有源电力滤波器的DFT算法

基于滑窗离散傅里叶变换(SDFT)的有源电力滤波器(APF)谐波提取算法利用了信号的重复特性,大大简化了离散傅里叶变换(DFT)算法的复杂度,但当电网频率偏移时,SDFT算法会引入累计误差,从而影响提取和补偿精度。提出了一种新的DFT算法,用于检测系统指定次谐波,该算法通过检测电网电压过零点,不受电网频率偏移的影响,能够实时检测负载电流中的谐波成分,并且能应用在电网频率偏移的场合。最后通过仿真和实验验证了该算法的可靠性。