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基于混合量测状态估计的配电网故障定位方法

电力系统保护与控制 2024年第12期52卷 58-68页

作者：季亮殷佳明姜恩宇洪启腾李博通李振坤上海电力大学电气工程学院上海200090 英国思克莱德大学英国格拉斯哥G11RD 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

微型相量测量单元(micro-phasor measurement unit,mPMU)为配电自动化的进一步升级提供了良好的量测基础,但现阶段电网中mPMU数量有限,难以满足传统配电网故障定位的需求。针对该问题,结合电网中mPMU与智能电表等量测设备,并基于虚拟节... 详细信息

微型相量测量单元(micro-phasor measurement unit,mPMU)为配电自动化的进一步升级提供了良好的量测基础,但现阶段电网中mPMU数量有限,难以满足传统配电网故障定位的需求。针对该问题,结合电网中mPMU与智能电表等量测设备,并基于虚拟节点的多重状态估计方法,提出了一种基于混合量测状态估计的故障定位方法。首先,通过等效变换将mPMU和智能电表的测量信息输入到故障状态估计器当中。然后,利用mPMU将网络划分为不同的区域。根据状态估计结果计算故障电流,缩小故障搜索区域以减少计算复杂度。为了识别区域内的故障位置,通过设置附加虚拟故障节点形成多种特定的故障拓扑结构并执行多重状态估计,计算出用于识别故障位置的加权测量残差指标,以确定故障位置。最后,在实时仿真系统(real-time digital simulation,RTDS)中进行仿真测试,结果表明所提方法在不同故障场景下均能准确有效地定位故障,且对量测误差具有较好的鲁棒性。

关键词：配电网故障定位状态估计微型相量测量单元智能电表混合量测

适用于直流保护的数学形态学降噪与噪声干扰识别方法

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电力系统保护与控制 2024年第13期52卷 136-148页

作者：薛士敏张君婷李博通李翔宇智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津300072

柔性直流输电系统是调节我国能源分布不均问题的重要手段,直流保护是保证柔直系统安全的重要技术。现有工程中多采用行波保护作为主保护,然而行波保护存在易受噪声影响、故障波头不易捕捉等问题,制约了其广泛应用。针对上述问题,提出数... 详细信息

柔性直流输电系统是调节我国能源分布不均问题的重要手段,直流保护是保证柔直系统安全的重要技术。现有工程中多采用行波保护作为主保护,然而行波保护存在易受噪声影响、故障波头不易捕捉等问题,制约了其广泛应用。针对上述问题,提出数学形态学降噪与噪声干扰识别方法,并根据直流保护采样信号特点进行参数设计,用于直流保护采样信号降噪和噪声干扰的识别。首先,确定基于自适应多尺度形态滤波的直流信号降噪方法,并设计结构元素长度和形态学滤波器类型、自适应多尺度形态滤波器的滤波器阶数和步长。其次,确定基于形态学梯度变换的噪声干扰识别方法,并设计形态学梯度变换的阈值。接着,从不同角度对形态学降噪方法与现有典型信号处理方法的滤波效果进行对比分析。最后,对形态学降噪与噪声干扰识别方法和保护的配合效果进行验证。形态学降噪与噪声干扰识别方法所需采样频率较低,运算量适中,滤波效果好,对直流保护适用性好。

关键词：行波保护自适应多尺度形态滤波噪声干扰识别形态学梯度故障波头捕捉

基于参数自修正的配电网故障定位数字孪生技术研究

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电力系统保护与控制 2024年第11期52卷 11-20页

作者：席瑞翎季亮姜恩宇宋耐超洪启腾李博通李振坤上海电力大学电气工程学院上海200090 国网河南驻马店供电公司河南驻马店463000 英国思克莱德大学格拉斯哥英国G11XQ 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

配电网参数受天气条件和负载条件等因素影响会发生变化。由于传感装置安装有限、数据延时传输等因素,无法实时获得配电网准确参数,进而给传统故障定位方法的精度带来影响。针对以上问题,通过建立配电网数字孪生模型,基于配电网数字孪生... 详细信息

配电网参数受天气条件和负载条件等因素影响会发生变化。由于传感装置安装有限、数据延时传输等因素,无法实时获得配电网准确参数,进而给传统故障定位方法的精度带来影响。针对以上问题,通过建立配电网数字孪生模型,基于配电网数字孪生模型的参数自修正技术,提出了一种定位模型随参数变化动态校正的配电网故障定位方法。同时,搭建了基于数字孪生服务器和实时数字仿真系统(real time digital system, RTDS)的数字孪生平台,实现了配电网实时的物理模型和数字孪生模型的同步运行。在算例仿真中,利用该数字孪生平台,验证了基于数字孪生技术的配电网故障定法方法。结果表明,该方法可在各类系统运行条件下实时修正配电网参数,显著提高配电网故障定位的速度和精度。

关键词：数字孪生故障定位参数辨识最小二乘法正则化正交匹配追踪重构算法

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基于模量反向行波的接地极线路故障类型识别与定位方法

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中国电力 2024年

作者：赵欣洋邹洪森杨晨李玉琦李博通刘思源国网宁夏电力有限公司超高压公司国网天津市电力公司天津大学智能电网教育部重点实验室

目前行波法是接地极线路故障测距的常用方法，但在阈值整定方面普遍依赖于仿真，并且不能判断出接地极线路故障类型。针对上述问题，本文采用主动式行波注入法，通过解析计算的方式得到了接地极线路发生单回接地故障、双回跨线故障、单... 详细信息

目前行波法是接地极线路故障测距的常用方法，但在阈值整定方面普遍依赖于仿真，并且不能判断出接地极线路故障类型。针对上述问题，本文采用主动式行波注入法，通过解析计算的方式得到了接地极线路发生单回接地故障、双回跨线故障、单回断线故障和双回断线故障后接地极线路首端测量点处的模量反向行波时域表达式，提出了基于模量反向行波的接地极线路故障类型识别和定位方法。本文所提出的注入行波法具有明确的测距阈值整定表达式，可以准确判断出线路故障类型。在PSCAD/EMTDC环境中检验本文所提方法的可靠性和鲁棒性，根据仿真验证结果本文所提出的方法在实现故障精准测距外还可以可靠识别出接地极故障类型，并且具有较强的耐受过渡电阻以及抗噪声干扰能力。

关键词：高压直流输电接地极线路故障定位故障类型识别行波法

结合参数辨识和牛顿插值的并网逆变器延时补偿策略

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现代电力 2024年

作者：闫军胡云鹏刘鉴钧都成刚姜伟基李博通天津大学电气自动化与信息工程学院内蒙古电力(集团)有限责任公司南京南瑞继保工程技术有限公司内蒙古电力(集团)有限责任公司阿拉善供电分公司

随着电力系统“双高”的发展趋势，可再生能源经由并网逆变器接入电网的比例不断增加，而并网逆变器引入的控制延时会改变并网逆变器阻抗特性，使并网系统存在谐振风险，危及电网安全。工程现场并网逆变器内部控制延时参数因保密而未知... 详细信息

随着电力系统“双高”的发展趋势，可再生能源经由并网逆变器接入电网的比例不断增加，而并网逆变器引入的控制延时会改变并网逆变器阻抗特性，使并网系统存在谐振风险，危及电网安全。工程现场并网逆变器内部控制延时参数因保密而未知。针对以上问题，提出了一种结合参数辨识和牛顿插值的并网逆变器延时补偿策略。首先利用Loewner矩阵改进矢量匹配，拟合并网逆变器阻抗传递函数，由此实现并网逆变器控制延时参数的正确辨识。并基于此，给出了基于牛顿插值的补偿延时方法。通过针对性的补偿控制系统中所需要延时时间，对逆变器阻抗重塑，从而抑制系统谐振。最后通过仿真证明了文中所提方法的正确性与有效性。

关键词：并网逆变器控制延时矢量匹配牛顿插值

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基于钳位型断路器的柔直系统控保协同技术

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第7期57卷 729-740页

作者：薛士敏陈文杰张君婷李翔宇李博通陈晓龙智能电网教育部重点实验室(天津大学) 天津300072

柔性直流系统以其在输电领域的巨大优势而获得广泛应用.但在直流系统中,短路故障的强冲击性与电力电子器件的脆弱性之间的矛盾异常尖锐,现有保护策略难以同时满足高速动性与高可靠性的要求.本文从控保协同思想出发,基于一种电压钳位原... 详细信息

柔性直流系统以其在输电领域的巨大优势而获得广泛应用.但在直流系统中,短路故障的强冲击性与电力电子器件的脆弱性之间的矛盾异常尖锐,现有保护策略难以同时满足高速动性与高可靠性的要求.本文从控保协同思想出发,基于一种电压钳位原理的直流断路器,提出一种新的故障处理模式,初步探究在柔直系统中控制与保护深度融合的可能性.当发生短路故障时,投入断路器和换流器相配合的限流功能,一方面限制电力电子器件的过流,解决其脆弱性问题;另一方面为保护提供边界,辅助实现故障的快速定位.在甄别出故障线路后,利用断路器的故障切除功能将故障隔离.此方案同时实现了故障限流、保护边界和故障切除3项功能,可有效缓减由于模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)器件脆弱性所带来的一系列保护问题.在PSCAD/EMTDC中搭建四端双极柔性直流电网模型,仿真结果表明,本控保协同方案能在5 ms内准确识别并隔离故障线路,而且具有较强的耐受过渡电阻能力.

关键词：柔性直流系统控保协同直流断路器故障限流故障定位

基于提升距离保护适应性的改进VSG控制策略研究

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智慧电力 2024年第6期52卷 9-15,70页

作者：季亮俞紫琳李博通李浩冉洪启腾王鹏程俞政嘉上海电力大学电气工程学院上海200090 天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072 英国思克莱德大学英国格拉斯哥G11XQ

随着新能源的大规模并网,新能源虚拟同步发电机(VSG)控制技术得到广泛应用。针对现有VSG控制下传统距离保护动作失效的问题,提出1种基于提升距离保护适应性的改进VSG控制策略。首先,对传统距离保护失效的原理进行分析;然后,以减小故障... 详细信息

随着新能源的大规模并网,新能源虚拟同步发电机(VSG)控制技术得到广泛应用。针对现有VSG控制下传统距离保护动作失效的问题,提出1种基于提升距离保护适应性的改进VSG控制策略。首先,对传统距离保护失效的原理进行分析;然后,以减小故障点两侧电流相位差为控制目标,通过定量设计VSG内环控制中的虚拟阻抗值,实现对换流器输出故障电流特性的主动控制;最后,在Matlab/Simulink中搭建新能源并网交流线路发生短路故障时的仿真模型。仿真分析表明,所提改进VSG控制策略能有效支撑传统距离保护的动作可靠性。

关键词：新能源电力系统距离保护虚拟阻抗虚拟同步发电机

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自适应模糊PID高精度温控系统的设计

湖北理工学院学报 2024年第2期40卷 11-14,55页

作者：李博通谢天李锦添徐彦呈张风雷湖北理工学院电气与电子信息工程学院湖北黄石435003

针对经典PID温控系统的参数整定繁杂、自适应差等问题,设计了自适应模糊PID高精度温控系统。该系统充分发挥模糊控制算法灵活及适应性强的优点,通过二维模糊控制器实时调整PID控制器的比例、积分与微分控制参数,实现参数的自整定。系统... 详细信息

针对经典PID温控系统的参数整定繁杂、自适应差等问题,设计了自适应模糊PID高精度温控系统。该系统充分发挥模糊控制算法灵活及适应性强的优点,通过二维模糊控制器实时调整PID控制器的比例、积分与微分控制参数,实现参数的自整定。系统使用高精度热敏电阻和半导体制冷器分别作为温度传感器和执行元件,同时利用自适应模糊PID算法控制半导体制冷器加热或制冷时长,从而实现系统精密温度控制。实验结果表明,模糊PID温控系统的温度超调量仅有0.0054℃,与经典PID系统相比,降低了2个数量级,同时在5 h测量时间内,系统温度波动标准偏差仅为0.0013℃,且温控精度优于±0.005℃,实现了温度的精密自适应控制。

关键词：温度控制模糊控制 PID控制精密测量

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不同种质花椒果皮微量元素含量分析

陕西林业科技 2024年第1期52卷 6-10,18页

作者：王玉辉李博通陈磊吴梦佳姚三中刘永红西北农林科技大学林学院陕西杨凌712100 宝鸡市马头滩林业局陕西宝鸡721006

对花椒果皮微量元素进行鉴别和分类是花椒种质资源开发利用的基础,分析不同花椒种质微量元素含量的差异性,为当地筛选花椒优异种质。本文以陕西韩城花椒试验站收集的15种全国花椒特异种质为实验材料,采用ICP-MS法测定花椒中矿物质元素Fe... 详细信息

对花椒果皮微量元素进行鉴别和分类是花椒种质资源开发利用的基础,分析不同花椒种质微量元素含量的差异性,为当地筛选花椒优异种质。本文以陕西韩城花椒试验站收集的15种全国花椒特异种质为实验材料,采用ICP-MS法测定花椒中矿物质元素Fe、Mn、Zn、Cu和重金属元素Al、As、Cr、Cd、Pb、Hg共10种微量元素的含量。结果表明,花椒中矿物质元素含量Fe>Mn>Zn>Cu,ZB7(莱芜大红袍)、ZB15(太空花椒)、ZB2(韩城大红袍(嫁接))、ZB1(仡佬无刺花椒)中4种矿物质元素总量最高;重金属元素含量Al>Cr>Pb>Cd>As>Hg,综合总金属含量和目标风险系数得出结论,ZB3(韩城大红袍(优株))、ZB10(莱芜大红袍)、ZB11(阳泉大红袍)、ZB6(临沂小花椒)的重金属含量更少,总风险系数小,患癌风险小,品质最好。

关键词：花椒微量元素重金属矿物质元素