基于HPLC双模通信在台区组网的技术应用研究

在电力系统通信组网中,台区组网作为其中重要一环,主要是智能融合终端和各类配电智能设备间的互联互通。HPLC高速载波通信对台区改动小且可应用范围广,故作为台区组网首选的通信方式。而台区中部分业务设备及传感器由电池供电,无法使用电力线载波技术进行通信,所以在HPLC技术的基础上引入了更适合该工作模式的微功率无线通信技术。在这个系统中,融合终端集中处理整个台区数据,需要支持与HPLC和无线等各种不同通信类型的智能设备通信。为此,提出一种基于HPLC与微功率无线相结合的双模通信混合组网方案应用于台区设备的网络通信中,这种组网技术方案除了能够应对台区组网中多种不同通信的要求,既具备HPLC技术长距离通信特性,又弥补了中短距离通信方面的不足,还可以应用在一些实时性不高、数据量不大的特殊场景,使得电力本地通信业务充分利用专网及无线网资源,兼顾了通信方式的灵活应用,更加适应台区组网通信需求,可以为建设一张具有决策权的台区通信网络提供技术基础。     

基于无线射频和PLC的智能水质监测系统

针对水质监测工作的特殊环境,将电力载波通信和无线射频相结合,设计了一种新型智能水质监测系统。系统采用KW01与SSC1641进行组网,实现基于无线射频模块与电力载波模块的有效通信模式,并基于此模式设计了由传感器节点、根节点、控制集中器以及主控计算机组成的整体监测系统。实验结果表明,该控制系统通信稳定、实时性高、成本低且易于实现,具有良好的应用前景。     

±800kV直流系统数字物理实验平台构建

特高压直流输电系统含有大规模的电力电子器件,传统数字仿真无法真实模拟实际工程的多类型工况,必须使用物理实验的方式对相关拓扑、算法进行验证。此处提出了一种特高压直流输电数字物理混合实验平台的构建方案,在数字系统构建如风电场的交流系统仿真模型,在物理侧搭建特高压直流输电系统物理样机平台,并提出了新型功率接口算法以连接数字侧及物理侧。该平台可以有效模拟实际工程的动态特性,能够为相关设备及理论提供良好的工程适用性验证环境。     

楼宇照明灯联网远程监控系统的设计

目前的多数楼宇依然使用传统的照明控制方式,除了控制模式单一、可维护性差等不足之外,照明用电浪费现象也十分突出。因此,研发了一种基于ZigBee技术的楼宇灯联网系统,具有规模化无线组网、多种模式灯光调节、环境智能感知、远程监控等特点,能够有效的节省电能。本文介绍该灯联网中远程监控系统的设计,该系统实现了对照明设备的分散控制和集中管理。     

基于梯度提升决策树的电力物联网用电负荷预测

在电力物联网系统中,为用户提供准确、快速的用电负荷预测一直起着至关重要的作用。由于台区内用户活动的可变性,导致用电负荷通常波动较大,传统方法往往难以准确预测。为了满足智能化、多功能的电力物联网监测,提出了一种基于梯度提升决策树的用电负荷预测方案。首先对台区内历史用电数据进行预处理,并构建时间窗口特征。然后使用基于梯度提升决策树的XGBoost和LightGBM交叉构建预测算法,并采用该算法预测下一时间段短期用电负荷结果,实现台区用电分析。最后与现有方案相比较,本文提出的方案可提供准确的负荷预测结果,在即将发生超负荷用电或者当前台区即将发生大规模停电时,能够及时发出预警。     

基于总线的多功能电力仪表组网技术研究

针对多功能电力仪表通信接口与规约的多样性,本文研究了基于总线的多功能电力仪表组网技术。在实验室环境下采用总线技术对电厂与变电站厂(站)用电系统常见的多功能电力仪表进行了组网,开发了一个集成各种规约与接口的数据处理平台,并对系统的数据采集、通信等性能予以试验验证。结果显示,该系统实现了厂站电气监控系统的主要功能,性能可靠。本文研究成果可以在实际的现场工程应用中加以推广,有助于提高变电站、电厂等厂矿企业电气系统的协调控制和运行管理水平。     

基于电力无线专网的用电信息采集通信系统

长期以来,电力用户用电信息采集缺乏有效的通信手段。文章提出一种基于射频拉远技术的电力无线专网通信方案,构建用电信息采集通信系统。系统利用射频拉远技术将传统的基站拆分为基站单元与射频单元,设计了基带单元与射频单元的模块结构,研究了系统的组网结构与特点,总结了基带单元与射频单元安装选址的原则。基于射频拉远技术的电力无线专网通信以其频段与组网的优势,将全面解决"最后一公里"接入难题,实现用电信息采集专网覆盖的目标。     

信息物理环境下基于电力电子变压器的跨台区光伏消纳策略

高比例光伏接入低压配电网易导致潮流反转和电压越限问题。在基于电力电子变压器(PET)互联的交直流配电网中,通过PET之间的功率互济实现光伏消纳,可有效降低潮流反转和电压越限的概率,如何协调交互功率是关键问题。配电网信息物理系统(CPS)集中控制可实现优化分配,但大规模配电网中难以保证通信质量。为此,提出了一种基于改进下垂特性的双模式自适应控制(DBAC)方法,以直流母线电压为全局变量,以各台区PET的端口状态为局部变量,通过引入传输因子,实现PET端口在发送或接收功率模式之间的平滑切换;通过引入不平衡因子,实现光伏功率在接收台区之间按需分配;无需跨台区通信和集中控制,即可实现跨台区PET之间的功率互济。为了验证所提策略的正确性和有效性,构建了由先进配电网小步长仿真机、OPNET和配电主站组成的配电网CPS仿真平台,建立了基于PET的交直流配电网信息物理模型。仿真算例的结果验证了所提DBAC方法可实现高比例光伏跨台区消纳。     

低压集抄系统应用探讨

1 低压集抄系统简介 1．1 系统总体结构 低压集抄系统是对公变台区总表及以下居民电表进行集中自动抄表、用电计算、台区线损计算,供收费和结算使用的电力营销自动化的技术支持系统。该系统主要由电能表、采集器、集中器、通信通道、主站系统5部分构成。     

基于聚类的电网低压台区用电画像方法研究

对用电对象进行用电特征分析在电力系统的电力调度、负荷预测、安全性评估等方面具有重要意义。目前的用电特征分析多集中在对用户用电画像方法的研究。低压台区是电网用电中的重要维度,对低压台区进行用电特征分析同样不可或缺。台区用电画像可以帮助电网快速准确地把握台区的负荷特性和用电模式,对挖掘台区用电数据信息并对不同的业务场景进行指导具有重要意义。本文针对台区日冻结量和96点功率数据,提出了台区用电特征标签提取方法并形成标签系统,然后基于聚类技术对获得的台区标签进行聚类分析得到台区画像。最后,本文基于上海市181个台区的用电数据进行案例分析,得到台区用电标签和画像。     

低压用电管理系统设计与实现

低压用电管理是电力系统最基础的工作,是电力营销管理工作的重要环节,实现低压用电科学管理是营销现代化建设急需解决的问题之一。低压用电管理系统的设计目的是建立一套适应全新的现代化低压用电管理系统,实现对用户台区基础数据的采集和管理,有效提高低压用电的管理水平和管理效率,为低压现场工作提供技术支持。通过近1年的运行使用,系统功能完全满足设计需求。该系统的成功应用也为在辽宁省范围内全面开展低压用电管理系统提供了宝贵的经验。     

现代电力电子技术的应用与展望

电力电子技术以功率处理为对象,以实现高效率用电和高品质用电为目标,通过采用电力半导体器件,并综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术,实现电能的获取、传输、变换和利用。现代电源技术是应用电力电子半导体器件,综合自动控制、计算机(微处理器)技术和电磁技术的多学科边缘交又技术。在各种高质量、高效、高可靠性的电源中起关键作用,是现代电力电子技术的具体应用。     

低压台区柔性互联系统跨台区功率互济策略

高比例分布式光伏接入低压配电网易导致功率倒送和电压越限问题。构建低压台区柔性互联系统并通过各台区间功率互济可以实现光伏消纳,有效降低功率倒送和电压越限的概率。如何协调交互各台区间功率是核心问题。为此,提出一种基于改进下垂算法的自适应控制策略,通过引入传输因子和换向/修正因子,实现台区在输出功率和接收功率的状态间平滑切换,并可依据台区以及直流系统运行工况维持功率传输方向。通过引入分配系数,实现功率在台区间的按需分配,无须通信即可实现跨台区功率互济。为验证所提策略的正确性和有效性,利用RT-LAB全时数字仿真平台,以宁夏某地区低压柔性直流台区示范点架构为基础,搭建低压台区柔性互联系统仿真模型。仿真结果验证了所提控制策略可有效实现跨台区功率互济。     

用电信息采集系统模式下的台区用户属性判定

用电信息采集系统模式下,摸索出几种用户台区属性的识别法:传统方法,应用台区用户识别仪,基于集中器的载波测试功能,基于载波操控器等。实践表明,灵活运用这几种方法可提高用户台区属性等基础资料的准确度,并为提高用电信息采集系统的实用化率打下基础。     

基于模糊C-均值聚类算法的台区电压与用户关系辨识

用户的用电情况会影响台区电压偏离正常值,影响配电系统供电可靠性。为了实现供电系统的优化管理,提出一种基于模糊C-均值聚类的台区电压与用户关系辨识方法。首先,对来自智能电表的不良数据进行处理和修补;然后,采用PCA(主成分分析)法对其数据进行特征提取,并模拟不同对象进行模糊C-均值分类。根据多种数据特征,把用户归为大、中、小3个等级类型。采用皮尔逊相关系数,阐明各个等级类型用户的用电行为对台区的电压影响,构建明确的台区电压与用户之间的关系。以广州某小区为实例,通过历史数据进行了多场景仿真对比,验证了该辨识方法的有效性和适用性。结果表明,该辨识方法能够快速识别某些特殊用户的用电行为及其对台区电压产生的异常影响。     

面向“春供”的台区需求侧智能管理系统

针对当前电力系统"春供"问题,提出一种从农网台区需求侧进行智能化管控的解决方案,即面向"春供"的台区需求侧智能管理系统。融合了多种先进的微功耗电力电子、自动控制、数字信号处理以及物联网无线通讯等技术,实现了台区、线路和各家庭用电户用电情况的实时监测与控制。系统的应用在一定程度上缓解了目前"春供"问题中存在的供用电矛盾。     

基于无线ZigBee网络技术的用电需求侧全面监测

提出了一种新型的基于无线网络技术的用电需求侧监测方案。采用ZigBee无线技术实现低压台区组网,接入基于无线公网技术组建的10kV配网监控网络,实现用电需求侧的整体监测。该方案组网灵活、成本低,实践证明具备很强的实用性。     

低压配电台区柔性互联关键技术与发展模式

低压配电台区通过柔性直流互联,近期可实现台区动态增容、故障快速转供,提升供电可靠性及分布式电源接纳能力,远期通过低压交直流灵活组网,适应规模化多模式源、荷接入,实现源网荷储柔性高效互动目标。文中提出应对大规模分布式电源接入、终端电气化率提升、新基建建设需求以及季节性负荷波动等适用于配电台区柔性互联的典型场景,从规划建设、互联拓扑及网架结构设计、关键设备、运行控制与快速保护等五方面对台区柔性互联系统关键技术进行了综述,提出台区柔性互联系统的一次建设方案和二次物联架构,对台区柔性互联系统的高级应用和未来发展模式进行了展望。     

泛在电力物联网智联单元设计与实现

目前,低压配电台区设备种类繁多、通信接口各异,不能有效地接入电力物联网中,进而形成各个孤立单元,使电网企业无法感知低压配电台区的工作状态及运行情况。智联单元作为独立的单元应用在低压配电设备中,为低压配电台区设备接入泛在电力物联网提供统一接口。文章充分考虑低压配电设备通信协议的现状,结合电网企业对电力设备地址IP化的要求、各种电力通信技术的特点、先进的系统部署与软件升级方案、"国网芯"战略,深入研究IPv6通信协议、高速载波通信技术、微功率无线技术,研发了可应用于无功补偿设备、三相不平衡设备、智能断路器等电力设备的泛在电力物联网智联单元,旨在解决当前低压电力设备通信协议不一致、许多设备未实现有效互联,电力设备分散未有统一的IP地址等问题。该智联单元的研制与应用,可以实现低压设备的入网,达到有效互联、全面感知。     

电力市场综合模拟系统——实现、分析与评价

在我国电力市场尚未最终确定的背景下,以研究及验证市场问题为目的,提出基于Internet的电力市场综合模拟系统.该系统吸收国际上先进的市场仿真理论与方法,总结电力市场模式共性,并结合我国实际需求而开发.具备局域网内在线开展较大规模电力市场运营模拟的能力,具有模拟多种市场环境和模式,灵活配置各种实验方案、修改实验参数、记录并处理实验结果数据等特点,并在国际上首次集合基于人工仿真和基于代理仿真两种方法.最后采用15机的测试系统,引入电力市场评价指标,对市场运营效率、实验操作行为等方面展开分析,实验结果进一步验证电力市场综合模拟系统的合理性、有效性.