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2010, 38(6):1-7,25. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.001
摘要:研究一种多目标无功优化问题的求解方法。基于无功分层分区平衡以及保证紧急情况下电网安全的原则,给出了在电网正常情况下优先投切电容器、调节变压器分接头,然后设定机端电压的优化调控顺序,进一步提出将优化问题分解为连续变量优化和离散变量优化问题,并分别求解,迭代直至收敛的求解思路。鉴于多目标无功优化模型的复杂性,以及连续、离散控制变量并存,采用遗传算法求解,重点研究了控制变量的编码方案以及选择、交叉、变异以及保留操作策略。针对于多目标无功优化各个目标权重难以确定问题,又进一步引入了适应性权重遗传算法,随着遗传代数的进化算法能自适应地给出各个目标权重。仿真算例验证了文中所提的多目标无功优化求解方法的合理性。
2010, 38(6):8-11,17. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.002
摘要:提出基于模糊理论的敏感设备电压凹陷敏感度评估方法。凹陷期间设备从安全到故障存在一个过渡过程,将这一过渡过程作为模糊极限过程,用设备隶属于安全状态的隶属度进行描述。利用能量函数作为设备隶属于安全状态的隶属函数,并结合正态分布函数刻画系统扰动和设备耐受能力的随机分布规律。系统扰动和设备耐受能力的概率密度函数参数分别由IEEE30节点仿真数据及实际测试数据得到。仿真结果验证了所提方法的有效性和准确性。
2010, 38(6):12-17. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.003
摘要:指出了传统距离保护应用于同杆双回线时所存在的一些问题,如发生单回线接地故障时,由于相邻线零序电流的影响,会使测量阻抗的大小不能正确反映故障距离,导致保护拒动或超越;由于只使用单回线单侧电气量,使距离保护不能正确地反映双回线的跨线不接地故障等,提出了新型的同杆双回线的距离保护方案——基于六相序的距离保护方案,分析了六相序距离保护应用于同杆双回线时保护特性及相应的问题,并针对这些问题提出了改进方法。改进后的六相序距离保护可以很好地应用于同杆并架双回输电线路中,作为差动保护的后备保护,可以在单回线故障或跨线故障情况下正确地选择出故障线路。
2010, 38(6):18-21. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.004
摘要:为了提高输电线路单端故障定位的可靠性和精确性,提出了集测量阻抗法与行波法于一体的阻抗-行波组合算法。由测量阻抗法粗略地计算故障点位置,由该距离分别确定故障点反射波和对端母线反射波到达观测母线时刻的区域,分别在相应的区域内检测故障点反射波和对端母线反射波到达观测母线的准确时刻,并根据检测结果进行故障定位。该算法中测量阻抗法保证可靠性,行波法提高精确性,两者具有优势互补性。仿真试验验证了所提出的组合算法的正确性。
2010, 38(6):22-25. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.005
摘要:研究了配电网的重构方法。根据配电网“闭环设计,开环运行”的特点,提出了阻抗距离、广义负荷、功率矩的概念,建立了配电网的功率矩模型。通过理论分析,得出了配电网功率矩均衡与优化的关系,即配电网运行的优化程度取决于功率矩的均衡程度,进而提出了基于功率矩均衡的配电网重构方法。该方法不需进行费时的潮流计算,不受网络初始结构的影响,充分利用了配电网的特点。只需根据网络和负荷参数经过少量简单计算即可得到重构结果,具有实用的潜力。典型配电系统算例的测试结果验证了该方法的正确性和有效性。
2010, 38(6):26-29,34. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.006
摘要:提出了新的闪变参数估计方法,该方法在Hilbert变换提取闪变包络线的基础上,用Pisarenko谐波分解估计各调制分量的频率和幅值。在估计过程中,用FFT分析得到Pisarenko谐波分解所需的调制分量个数,解决了闪变调制分量个数不确定的问题。在设定噪声条件下,用所提方法分别对单一频率和多频率调制的闪变进行仿真,并将所得估计值与FFT频谱分析方法所得结果进行了比较,验证了所提方法可以更准确得到低频调制信号幅值和频率的优点。
2010, 38(6):30-34. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.007
摘要:提出将改进形态Haar小波(IMHW)用于输电线路行波测距中。从信号的时域上提取奇异点,能够较为快速和准确地定位奇异发生的时刻,适合应用于输电线路故障测距。大量ATP仿真结果表明采用基于IMHW变换的行波测距能够准确地提取行波信号的波头位置,具有较高的测距精度。IMHW变换主要是加减和取极值运算,与经典Mallat小波算法相比,该算法具有结构简单,算法量较小,易于工程实现的特点。
2010, 38(6):35-39,51. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.008
摘要:提出了基于小波奇异值(WSV)和支持向量机(SVM)的电力系统故障类型识别的新方法。利用WSV来量化故障特征,再与SVM结合进行故障类型识别。对故障线路三相电流信号进行小波包变换分解,获取故障信号的小波细节系数;利用相重构技术将小波细节系数向量形成系数矩阵,并对该矩阵作奇异值分解,获取小波奇异值;将小波奇异值向量输入到SVM分类器进行故障类型识别。仿真表明,对于不同的故障类型,其小波奇异值分布明显不同,而对于同一类型故障,其小波奇异值分布在不同的故障位置、过渡电阻的情况下仍保持很大的相似性。SVM具有训练样本少、训练时间短、识别率高等优点。
2010, 38(6):40-44,48. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.009
摘要:为了研究双馈感应风力发电机组的低电压穿越以及故障保护技术,根据双馈风力发电系统的数学模型采用数学解析的方法详细地分析了双馈感应发电机和变换器在三相电网短路故障时的动态响应特性;推导出了三相电网短路故障时双馈发电机的故障电流最大值及其发生时刻;并在此基础上,研究了双馈风力发电机的转子保护电路的具体设计方法及计算依据。
2010, 38(6):45-48. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.010
摘要:提出了新的无锁相环单相电路谐波及无功电流综合检测方法。该种方法不需要锁相环电路,只需要通过构造任意初相位的基频正余弦信号,再与负载电压和电流经过相关变换后,就能分离出电压的基波分量,以及电流的基波有功分量,从而最终检测出电路的谐波与无功综合电流。在电网电压无畸变和存在畸变两种情况下分别进行了仿真。仿真结果证实其能够实现电网在有源滤波器的作用下只提供负载基波有功分量的目的,且不受电网电压畸变影响。
2010, 38(6):49-51. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.011
摘要:由于电子式互感器与传统互感器的输出有很大区别,传统互感器的校准系统不再适用,依据国家相关标准和误差分析理论,提出了将标准电磁式互感器经信号转换装置转换成与模拟型电子互感器一样的弱电压信号,通过电子式互感器校验仪进行信号比对的新型电子式互感器校准系统。新型校准系统的整体误差不仅满足高于被测电子互感器两个等级的要求,而且标准通道的各部件均经过严格的溯源,并通过实际应用验证其可以满足现阶段电子式互感器模拟输出性能指标的测试和校验工作。
吴剑凌 , 张思 , 张仪 , 潘少良 , 潘红武 , 吴国英 , 周浩
2010, 38(6):52-55. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.012
摘要:基于1 000 kV双端电源输电线路模型,利用EMTP仿真计算加装HSGS前后潜供电流的变化情况。研究表明,采用HSGS限制潜供电流的方法适用于较短的、不需要高抗补偿和换位的线路,一般要求200 km以内。HSGS的接地电阻对HSGS限制潜供电流效果的影响很大,应该小于0.5 Ω。并分析了HSGS的接地电阻大于1.5 Ω时,150 km线路两端的潜供电流比加装前大的现象。对不同长度的装有HSGS的线路分别仿真可知,线路越长,潜供电流和恢复电压的值越大。
2010, 38(6):56-59. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.013
摘要:研究了绝缘子污秽放电声发射监测中用小波变换进行信号提纯与消噪的实现问题。在大量绝缘子污秽放电声发射试验基础上,分析总结了污秽放电声发射信号的共有特点。并提出一种基于声发射信号小波变换的小波基选取方法。采用选取的最优小波函数rbio3.9对声发射信号进行频谱分析,提取了声信号的特征频带,并对重构后的信号进行二重小波分解消噪。两组声发射信号的小波变换消噪结果表明,小波变换提高了信号信噪分离结果的可靠性,有效地降低了噪声对污秽放电声发射信号的影响。
2010, 38(6):60-63. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.014
摘要:提出了基于遗传算法的含分布式发电的配电网无功优化算法。构建了包含分布式发电系统的配电网无功优化数学模型,充分考虑了网损最小和节点电压的约束,采用遗传算法对分布式发电的无功功率给定进行了优化,仿真结果表明该优化算法能够有效地减少功率损耗和提高电压质量。
2010, 38(6):64-66,71. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.015
摘要:介绍了一种重采样相位补偿算法,该算法可对异步采样造成的相位误差进行补偿。分析了同步采样和异步采样的优缺点,介绍了重采样移相技术中常用的插值算法,在异步采样系统中应用抛物线插值算法,实现对采样值的相位补偿,并从理论上分析了该算法对工频信号中的基波和高次谐波的精度影响。经实验验证,对于采用异步采样模式的过程层IED,应用重采样移相技术可以达到补偿相位的效果,补偿后的精度能够满足电子式互感器标准的精度要求。
2010, 38(6):67-71. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.016
摘要:以三亚电网部分110 kV电网为例,在具有多个电源点组成的环型电网中,在没有完善的通讯通道的情况下,提出了切实可行的解决方案。通过备自投系统中各装置相互配合,保证各变电站备自投装置都能可靠正确动作。各装置以采集本地信息为主,根据本地信息判断远方故障及装置的动作情况,而决定本装置应采取的动作措施。针对该电网中存在的大量小电源给备自投的正确动作带来问题,采取相角变化量作为进线电源跳闸的一条辅助判据。
2010, 38(6):72-75. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.017
摘要:介绍了组态平台的基本思想,并将组件技术应用于继电保护测试软件中,提出了基于组态的继电保护测试软件平台的构架方案的设计。详细阐述了该系统的逻辑模型、框架设计、结构设计、及功能组态的设计方案。通过模拟实验表明,该软件平台提高了继电保护测试软件二次开发的快速性和高效性,增加继电保护软件产品的稳定性。对继电保护测试软件有重要的现实意义和良好的应用前景。
2010, 38(6):76-79,83. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.018
摘要:分析了现有煤矿高压防爆开关中监视线保护方法受到杂散干扰信号的影响而容易产生误动和拒动的原因。推导了能实现滤除衰减直流分量的改进全波傅氏算法,在此基础上提出了终端加电阻的分时变幅交流监视线保护原理,并对其进行了详细证明。经理论分析、实验和运行证明,该方法可以很好地滤除直流、衰减直流信号以及分频、工频和高频杂散电流;尤其对与附加交流频率相同的干扰信号能完全地滤除。所提方法为提高监视线保护的准确性提供了新思路。
2010, 38(6):80-83. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.019
摘要:现代城市电网的短路容量变大,负荷密集区开闭所进线和出线往往采用电缆,电气距离较短,常规三段式电流保护无法保证选择性和灵敏性。提出速断延时闭锁保护原理,当线路出现故障时,由下级保护瞬时发出闭锁信号,闭锁上级速断保护。保证了上下级速断保护的选择性,解决了开闭所进出线保护的配合问题。实现了以上原理的装置,并应用到实际工程中,应用表明,原理正确,能有效解决超短线路电流速断保护的选择性。
2010, 38(6):88-91. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.021
摘要:为减少传统基于灰度的匹配算法的计算量,采用图像形状特征分析技术,提出了新的模板匹配算法。该算法取隔行隔列的数据进行粗略匹配,在此基础上进行精确匹配,大大减少了计算的数据量。将该算法应用于电力变压器的图像识别中,实验结果表明该匹配算法在速度上具有较大的优势,能更快地对电力变压器进行定位识别。论述了远程数字视频监控与图像识别技术在电力系统中的应用前景。
2010, 38(6):92-95,140. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.022
摘要:结合无功补偿电容器在配电网中的实际应用情况以及配电网的一些自有特点,充分考虑动态无功补偿电容器的投切状态,提出计及动态无功补偿装置的新的理论线损计算方法。该方法根据电容器“投切”动作的时刻将理论线损计算划分为更多的时段,提出新的实时数据处理方式,并且考虑到各个配电变压器日负荷曲线的差异,不仅可以获得比旧有方法精确许多的线损计算结果,而且可以获得在计算时间内的各个细分的小时段内的详细线损情况,明确地表现出加装无功补偿装置对于配网理论线损的影响,有利于运行人员进行配网线损分析与计算。
2010, 38(6):96-99,118. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.023
摘要:TinyOS具有代码开放、使用简单、可靠性高、实时性好等优点,是专门针对无线传感器网络节点设计的操作系统。设计了一种基于ZigBee协议的无线电力抄表系统,详细论述了基于MSP430F149内核的抄表采集器的硬件设计总体方案,TinyOS操作系统在该内核上的移植,以及ZigBee协议在该系统上的实现。针对主控芯片的硬件资源,提出了静态任务调度机制,提高了TinyOS的实时性能。本设计在实现了采集器各项功能要求的同时,降低了开发成本,保证了系统的安全性和可靠性。
2010, 38(6):100-103,114. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.024
摘要:研制了一种高压输电线路绝缘子泄漏电流在线监测装置,装置通过由高速运算放大器构成的电流电压转换电路,可获得准确的工频泄露电流值和高频电流脉冲次数,避免了脉冲信号频率频带宽、电流范围大给电流传感器制作带来的困难。绝对值电路的应用优化了电路设计,增大了泄漏电流的测量范围。分析了监测装置的测量误差,提出了提高精度的方法,测试结果表明装置具有较好的测量精度和良好的运行性能。
2010, 38(6):104-106,110. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.025
摘要:介绍了一种电子式互感器合并单元,该合并单元采用FPGA+DSP的硬件架构。该合并单元利用FPGA的实时性能,保证接收互感器数据以及同步脉冲的实时性;利用DSP的数据计算能力,采用抛物线插值算法,同步各互感器的采样数据。合并单元输出采样数据包目前支持IEC60044-8、IEC 61850-9-1、IEC61850-9-2等标准。IEC60044-8标准的接口为串口,有通信方式落后,通信效率低等缺点;IEC 61850-9-1标准接口为以太网,合并单元与智能设备间采用点对点通信方式,其跨间隔通讯效率低;本合并单元采用IEC61850-9-2标准,采样数据包支持网络传输模式。
2010, 38(6):107-110. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.026
摘要:在传统低频减载保护装置中由于技术的局限性,采用一段时间内的频率变化平均值表示实际的频率变化率, 导致保护动作的速动性能降低,为杜绝上述现象,设计了一种基于MCF52235的新型低频减载装置。该装置借助MCF52235具有输入捕捉能力的DMA定时器模块捕捉被测信号的跳变脉冲沿,由内部计数寄存器和捕捉寄存器配合记录一个周波内标频脉冲个数N,再通过相应的软件算法计算出被测信号频率及其变化率,消除了平均计算导致的偏差。测试结果表明,该装置在系统频率降低时可及时准确动作,并能有效地防止异常情况下所导致的低频减载误动作。
2010, 38(6):111-114. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.027
摘要:提出了一种由工控机和虚拟仪器技术实现的电力系统故障信号降噪与分析装置的设计方案,在软件设计中,把小波降噪和虚拟仪器技术相结合。主要通过设置对采样率和采样通道来完成信号的采集,并且在故障录波时采用多种启动方式,使得系统更加灵活,然后再利用软硬阀值结合的方法对电力系统故障信号进行有效的降噪,提高了电力系统故障类型判断和故障定位的准确度,最后通过自动生成报表的形式来显示所有功能。
2010, 38(6):115-118. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.028
摘要:针对用于数字化变电站装置通信的IEC61850-9-2 LE协议,介绍了数字化子站一致性测试系统软、硬件设计方案中的实现细节和设计思想。依据《IEC61850-10, Ed. 1:变电站通信网络和系统.第10部分:一致性测试》对IEC61850-9-2 LE协议应用一致性进行了分层设计和分层解析。软件的静态结构采用模块化编程,动态数据信息交互采用多线程。本系统以一致性测试为核心兼顾通信测试工具扩展性,测试范围涵盖IEC61850-9-2 LE协议配置参数测试和功能测试。
2010, 38(6):119-121,125. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.029
摘要:T型输电在输电线路中得到了广泛应用。但是T型接线增加了二次继电保护设计和整定的复杂性,现有的常规保护难以适应T型接线的要求。在许昌薛坡-魏都-灞陵110 kV T型输电线路三端差动保护工程实践中,采用三端光纤差动保护作为主保护,利用自适应主从定位方法解决三端数据同步,并保证在任一通道发生故障情况下,不失去差动保护,提出适用于T型输电线路的综合阻抗保护新原理、T型线路故障测距技术、三端差动保护方案及配置。
2010, 38(6):122-125. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.030
摘要:针对次同步谐振(SSR)危及机组轴系安全问题,研发了轴系次同步扭振保护系统。该保护系统包括底层的扭应力继电器(TSR)和上层的保护协调机(Tmaster)。TSR实时采集轴系模态转速信号,进而判别扭振模态稳定性和疲劳寿命是否越限,并将判断结果传递给Tmaster,由后者执行选择性跳机逻辑,从而起到保护机组轴系的作用。将所述次同步扭振保护系统应用于上都电厂串补输电系统,分析了其运行机制和定值设置。保护系统自2008年9月投运以来,经历了现场试验和实际故障的考验,起到了正确检测次同步扭振和保护机组轴系安全的作用。
2010, 38(6):126-128,150. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.031
摘要:针对城市配电网中配电所设备如何实施远程集中监控问题,提出利用GPRS/CDMA1x网络传输的技术方案,按照两层结构设计,规划中心系统层和站所代理层。研发了GPRS无线FTU,并构建了基于WinCC6.0组态的监控试验平台。分析了窄带宽传输和远程轮询的优化问题,确保了告警实时上报,实现了对配电所电力设备的实时掌控,提高配电运行维护能力。
2010, 38(6):129-132. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.032
摘要:针对现阶段人工巡视输电线路过程中存在的问题,为了进一步改善输电线路巡检工作,天生桥局开发了该输电线路巡检系统并将其投入应用。通过开发后台管理系统及终端数据采集系统,综合应用掌上电脑、卫星定位及无线通信等技术,该系统实现了输电线路巡检数据的及时采集、分析及处理等功能。实践应用表明该系统明显提高了输电线路巡检的效率及质量,缩短了巡检流程时间并为公司创造了良好的效益。
2010, 38(6):133-136,145. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.033
摘要:根据某500 kV运行中变电站自动化系统改造的工程实践,从技术要求、安全保障等方面进行研究,提出切实可行的技术改造方案和安全保障方案,形成了改造过渡阶段稳定可靠的运行模式。技术改造方案从系统硬件性能、通信网络结构、数据处理方式上提出了改进方法,现场安全保障方案从改造过渡阶段变电站自动化系统数据及间隔层五防逻辑的完整性上提出了技术保障方案,并在现场实施上提出了现场安全工程保障方案。
2010, 38(6):137-140. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.034
摘要:通过对变电站直流系统电压异常进行测试,分析了存在直流寄生回路的原因。对比分析常用的排查方法及技术方案,结果表明,采用直流钳形表的方法测电源正负极差流,采用试拉自动化系统直流、试拉二次保护直流的措施是有效可靠的。在此基础上,总结出产生直流寄生的主要诱因,主要有器件缺陷、设计缺陷以及管理原因等,对提高本地区电网的运行可靠性有重要意义。
2010, 38(6):141-145. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.035
摘要:针对小电流接地系统对地绝缘问题较多,探讨了一种基于短暂扰动注入的输配电线路状态在线监测新方法。根据电磁场和电磁波理论,在平行线上运动的电压与电流行波,将受到来自导体周围垂直平面内介质的本质属性和导体电阻的影响。基于这一原理,设计在线路分叉处注入一高频短暂扰动,实现线路的绝缘扫描并在终端接收和分析扫描结果。通过仿真验证该方法具有可以有效地发现绝缘异常,甄别异常线路,并可在一定范围内对异常部位进行定位分析等优点。
2010, 38(6):146-150. DOI: 10.7667/j.issn.1674-3415.2010.06.036
摘要:智能变电站是变电站自动化技术发展的延伸,是信息采集、传输、处理、输出过程完全实现数字化的变电站。描述了智能变电站建设技术特征,从智能化一次设备、网络化二次设备、IEC61850标准通信网络、信息交互的差异、投资成本的优化等主要方面分析了智能变电站技术优势,探讨在满足安全稳定、可靠、经济运行条件下,智能变电站发展的前景。文中介绍了全光纤电流互感器独特的技术特性,尤其是IEC61850标准通信规约在电力行业中的实现,为不同制造商之间产品的互相通信奠定了基础。