基于ZigBee无线传感器网络的变电站人员定位的改进算法研究

为了对在数字化变电站中的人员进行精确、低成本的定位,将ZigBee无线传感器网络引入到变电站,并对其目前用于变电站中人员定位的直接测距算法进行了改进,提出了模糊推理算法。该算法将每个参考节点接收的信号强度和参考节点间的相对距离作为输入,经模糊化、模糊推理、去模糊化后得到每个参考节点接收信号强度的可信度,然后取三个可信度高的参考节点进行三边定位计算。仿真结果表明,所提出的算法可在使用较少节点且不添加任何硬件的条件下明显提高变电站中人员的定位精度。     

基于纳秒脉冲技术的超/特高压设备绕组变形带电检测研究

绕组变形检测作为超/特高压绕组设备(变压器/高压电抗器)的检验项目,采用传统的离线检测,无疑限制了主要依靠带电检测/在线监测信号支持的电气设备状态评价。根据新疆电网750 k V变压器/高压电抗器状态评价需要,提出实现该类设备带电检测/在线监测设想,采用在高/低压套管末屏位置加装耦合电容和隔离装置,在高压套管侧注入激励纳秒脉冲而在低压套管侧检测其响应信号,构建绕组变形故障诊断的特征曲线。通过建模理论研究纳秒脉冲法检测绕组变形故障并首次设计现场耦合电容环和隔离装置对新疆乌北变电站750 k V高压电抗器进行3种试验电压实测和分析,研究结果表明,该方法实现超/特高压设备绕组变形故障的带电检测技术是可行的。     

电流型PWM整流器多环控制策略及其参数设计EI北大核心CSCD

通过对三相脉宽调制电流型整流器(current source rectifier,CSR)的分析,利用前馈解耦控制策略,建立了d-q坐标系下多环控制的线性大信号数学模型。为了有效抑制整流器输入侧电感–电容滤波器产生的并联谐振,文中引入电容电压反馈有源阻尼控制环路。基于频域法对含有源阻尼控制、延迟环节的电流内环进行分析,并辅助Matlab中单输入–单输出设计工具,优化内环控制器零点位置与环路增益,以兼顾系统动态响应与稳定性。由于电流外环与运行工作点有关,针对电池组容性负载,该文提出电流外环开关选择控制器,根据负载电动势并依照所制定的映射法则,选择相应的控制器参数,从而改善系统在宽范围运行时的性能。最后,通过计算机仿真和实验样机测试,验证了该文所提出的控制方法与参数设计,不仅使三相CSR系统表现出良好的动、静态性能,而且在宽输出电压、电流变化范围内,能够保持单位功率因数以及较低的网侧电流畸变。     

基于组合Mayr和Cassie电弧模型的弧光接地故障仿真及分析

弧光接地故障在配电网中发生的概率较大,其动态特性对于检测电弧故障起着十分重要的作用。Mayr、Cassie模型是研究电弧接地故障两种经典模型,适用于描述电弧不同的物理特性。文中以电弧电流为变量建立过渡函数,构造了一种Mayr-Cassie组合模型,该模型综合考虑了电弧对流散热和径向传导散热。在PSCAD/EMTP平台上搭建了单相电弧接地故障模型,分析了电弧电压、电流、电阻的动态特征,并进一步将该模型用于10 kV配电网故障分析中,结果表明该模型可准确反映电弧特性。     

封闭母线接头温度场分析与保护方法研究

封闭母线接头的发热温升和散热问题是影响其工作稳定性的重要因素。在构建封闭母线接头简化结构模型的基础上,结合热量传递的三种基本方式——导热、对流及辐射建立封闭母线接头温度场数学模型;利用有限容积法对封闭母线接头温度场数学模型进行离散化处理并建立离散化方程;通过三对角阵算法迭代求解出封闭母线接头处内外温度分布。通过实验验证所建立模型的正确性,并基于该模型提出一种针对接头处小电流高温度的温度保护方法。     

光伏系统直流母线电弧故障的固有频率法测距

提出一种基于固有频率法的直流母线电弧故障测距方法。在电弧故障发生后,记录输电线首端的一段暂态电压信息;对于串联电弧故障,取断路器动作后的数据;对于并联电弧故障,则取断路器动作前的数据。提取固有频率主成分后,代入公式d-v/(2f)均可实现对串联和并联电弧故障点的测距。与传统行波法测距相比,具有计算简单、测距精度高以及成本低的优点。通过电路模型仿真与低压直流输电平台实验,证明了方法的可靠性与实用性。试验结果表明,该方法的测距误差在6%以内。     

基于离散傅里叶变换的孤岛型微电网混合储能优化配置

分析了孤岛型微电网中电源负荷不平衡功率的产生,基于离散傅里叶变换,将不平衡功率分解成日分量和小时分量,分别采用压缩空气储能和钠硫电池平衡该分量,为了使得分解后的日分量和小时分量最优,专门研究了不平衡功率离散傅里叶变换分断点的分断原则。在此基础上,综合计入储能投资运行成本、系统缺电损失费用和弃风惩罚费用等,建立孤岛型微电网混合储能优化配置模型。该模型可以实现离散傅里叶变换分断点和混合储能容量的统一优化,且优化过程中实现了压缩空气储能和钠硫电池两种储能容量优化配置的完全分解,简化了模型的求解复杂性。采用实际微电网系统进行了算例分析,验证了所述模型和方法的正确性。     

基于EMD相关去噪的风电机组振动噪声抑制及特征频率提取

针对风电机组振动信号同时受背景白噪声和短时干扰噪声的影响,使得早期微弱故障特征频率难以提取的问题,提出一种结合经验模态分解(EMD)、相关性分析和小波包变换(WPT)的振动信号噪声抑制及故障特征频率提取方法(EMD相关去噪-WPT)。该方法首先利用EMD分解振动信号得到能表征不同频率的固有模态函数(IMF),然后筛选表征故障特征频率的IMF,并重构得到故障特征信号;其次,利用自相关分析去除重构信号中噪声的影响;最后,结合小波包变换(WPT)提取去噪重构振动信号中的特征频率。为了验证所提方法的有效性,以实测和模拟的双馈风电机组轴承故障振动信号为例,对轴承振动信号分别利用小波包变换(WPT)、EMD相关去噪-WPT、小波硬阀值-WPT方法进行特征频率提取分析。通过不同特征频率提取方法比较表明,所提出的基于EMD相关去噪-WPT特征频率提取方法,能够更有效地抑制背景白噪声和短时干扰噪声的影响,提取出早期微弱故障特征。     

实测铁磁谐振时间序列的非线性动力学分析

在仅有实测单一电压时间序列的情况下,为准确识别出电力系统铁磁谐振类型,运用坐标延迟方法重构与原系统拓扑意义上等价的相空间。采用相平面、庞加莱截面和关联维数3种基于重构相空间的非线性动力学分析工具表达电压时间序列的运动特征,由此识别其所属的铁磁谐振类型。对3例典型的中性点不接地系统电磁式电压互感器铁磁谐振实测时间序列进行了动力学特征分析。其中两例时间序列的相平面轨迹、庞加莱截面均呈现周期运动特性,关联维数估计值分别为1.015 0±0.003 9、1.006 1±0.000 6,由此判别它们作周期运动;另一例时间序列的相平面轨迹、庞加莱截面均未呈现周期或准周期运动特性,关联维数估计值为2.300 2±0.061 2,由此判别其作混沌运动。实测电压时间序列受到多种因素的影响,综合以上3种分析方法所表达的特征,对所发生的铁磁谐振类型作出的判断更准确和更有说服力。     

大功率并网风电机组变流器状态监测技术综述

风力发电系统在未来能源系统中占有重要地位,其安全可靠运行对于风电健康发展至关重要。现有的大功率并网风电机组中,几乎全部采用电力电子变流器,且其应用将覆盖更多的领域。由于风电机组复杂的运行环境和特殊的运行工况,其变流器的可靠性问题正成为业界关注的焦点。本文综述了风力发电应用中功率器件的老化失效机理,阐明了低频运行工况及风速随机波动对风电机组机侧变流器功率循环能力的影响,对比讨论了提高风电变流器可靠性和可用率的状态监测方法,并分析了其可能的发展趋势。