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敏感设备电压暂降故障样本增广与概率评估最大熵建模

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工程科学与技术 2024年第2期56卷 68-79页

作者：郑玫肖先勇陈韵竹郑子萱汪颖四川大学电气工程学院四川成都610065

敏感设备电压暂降故障概率评估面临样本小和先验知识不足两大难题。本文基于自编码技术和最大熵原理,提出一种适用于小样本的设备故障概率评估随机建模方法。首先,考虑敏感设备主要对暂降幅值和持续时间特征敏感,电压耐受曲线(VTC)存在... 详细信息

敏感设备电压暂降故障概率评估面临样本小和先验知识不足两大难题。本文基于自编码技术和最大熵原理,提出一种适用于小样本的设备故障概率评估随机建模方法。首先,考虑敏感设备主要对暂降幅值和持续时间特征敏感,电压耐受曲线(VTC)存在不确定性的实际情况,利用自适应Kmeans聚类算法对样本暂降幅值、持续时间聚类,在稀疏自编码器(SAE)损失函数中添加VTC不确定约束进行样本特征学习,提出基于SAE–自适应Kmeans的故障样本增广方法。其次,针对先验知识不足问题,提出基于增广样本的设备故障概率评估最大熵建模方法。最后,以个人计算机为例,在VTC概率密度函数服从均匀、正态和不同指数分布且样本数仅为5的情况下进行验证,与传统最大熵法、未引入自适应Kmeans聚类进行VTC不确定区域约束的SAE样本增广进行比较,同时与先验知识不足情况下基于主观假设的评估方法进行比较。结果表明,所提方法适用于小样本和不同分布,评估结果误差低于传统最大熵法与基于主观假设的方法,验证了稀疏自编码样本增广和最大熵建模方法对于小样本设备故障概率评估的有效性、合理性和可行性。

关键词：电压暂降敏感设备故障概率小样本稀疏自编码最大熵建模

大电机启动引起的电压暂降机理及影响因素量化分析

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电源学报 2024年

作者：方正黄云辉席云烽唐金锐王栋周克亮武汉理工大学自动化学院

为解决大容量电机启动导致的区域电网安全稳定问题，本文研究了大电机启动引起电压暂降机理及影响因素。首先，详细分析了大电机启动的动态过程以及引起的电压暂降机理，并采用评估指标对电压暂降严重程度进行定量刻画。然后，以某石化... 详细信息

为解决大容量电机启动导致的区域电网安全稳定问题，本文研究了大电机启动引起电压暂降机理及影响因素。首先，详细分析了大电机启动的动态过程以及引起的电压暂降机理，并采用评估指标对电压暂降严重程度进行定量刻画。然后，以某石化企业区域电网大电机启动为例，建立了基于ETAP的时域模型，对大电机启动引起电压暂降理论分析进行了验证。最后，对大电机启动引起电压暂降的影响因素进行了量化分析，研究了启动变压器容量和电网强度对电压暂降的影响规律，并对比分析了不同组合多台电机叠加启动和不同启动方式下的电压暂降指标。研究结果为降低大容量电机启动导致的电压暂降事故风险提供了理论依据。

关键词：电能质量电机启动电压暂降评估指标启动方式多电机叠加启动

基于多元线路特征因素融合的电压暂降严重程度评估

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电力工程技术 2024年第2期43卷 94-104页

作者：徐方维贺东郭凯龙晨瑞四川大学电气工程学院四川成都610065

现有电压暂降严重程度评估方法未充分考虑多元线路特征因素对输电线路故障概率的影响,评估结果存在较大误差。由此,文中提出了基于多元线路特征因素融合的电压暂降严重程度评估方法。首先,基于线路历史故障数据,采用关联规则量化多元线... 详细信息

现有电压暂降严重程度评估方法未充分考虑多元线路特征因素对输电线路故障概率的影响,评估结果存在较大误差。由此,文中提出了基于多元线路特征因素融合的电压暂降严重程度评估方法。首先,基于线路历史故障数据,采用关联规则量化多元线路特征因素对线路故障的影响程度进行研究。然后,通过改进D-S证据理论融合多元线路特征因素建立准确的线路年故障概率模型,并采用基于最大熵模型的故障点法评估节点的电压暂降量。最后,提出了一种同时考虑系统侧电压暂降严重程度和用户敏感设备耐受特性的综合电压暂降严重程度指标,用于评估节点电压暂降严重程度。基于实际电能质量监测数据进行验证,并与未充分考虑线路特征因素的评估案例进行比较,结果表明所提方法能有效提升电压暂降严重程度评估的准确性。

关键词：电压暂降暂降严重程度线路特征因素关联规则改进D-S证据理论线路年故障概率敏感设备

基于用户生产场景辨识的电压暂降经济损失评估

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电网技术 2024年

作者：肖先勇肖宇汪颖四川大学电气工程学院

准确评估工业用户电压暂降经济损失，是制定治理方案、估算赔偿金额的前提。针对现有评估方法未考虑实际生产场景多变、先验数据有限的问题，提出了考虑用户生产场景变化的电压暂降经济损失评估方法。首先，基于奇异值分解以及K最邻近... 详细信息

准确评估工业用户电压暂降经济损失，是制定治理方案、估算赔偿金额的前提。针对现有评估方法未考虑实际生产场景多变、先验数据有限的问题，提出了考虑用户生产场景变化的电压暂降经济损失评估方法。首先，基于奇异值分解以及K最邻近算法检测过渡区间，进行功率数据分段，并构建功率数据特征指标体系，准确刻画功率数据特性；其次，提出基于改进生成对抗网络(generative adversarial networks， GAN)的数据增强模型，通过引入特征损失提高生成数据质量并保证多样性，解决先验数据有限问题；再次，混合生成数据及先验数据，构建用户生产场景辨识模型，实现用户生产场景的有效辨识；最后，根据电压暂降发生时刻的生产场景明确生产线运行状态，结合各生产场景下的工业过程中断次数及生产线中断损失，实现电压暂降经济损失的准确评估。通过算例验证了本文方法的有效性和准确性。

关键词：电压暂降生产场景特征指标体系数据增强场景辨识损失评估

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全桥式开关电源电压暂降耐受特性预估与优化

武汉大学学报（工学版） 2024年第6期57卷 756-764页

作者：陶顺宋一丹袁威管尚书华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 国网北京市电力公司通州供电公司北京101100

开关电源因其集成度高、质量轻、效率高、功耗低等优点,被广泛用作家用和工业电子设备的工作电源或控制电源。开关电源是典型电压暂降敏感设备,电压暂降会影响其供电设备的正常工作,甚至造成巨大损失。围绕提升开关电源对电压暂降的耐... 详细信息

开关电源因其集成度高、质量轻、效率高、功耗低等优点,被广泛用作家用和工业电子设备的工作电源或控制电源。开关电源是典型电压暂降敏感设备,电压暂降会影响其供电设备的正常工作,甚至造成巨大损失。围绕提升开关电源对电压暂降的耐受能力进行了研究,以全桥式开关电源为研究对象,在深入分析其工作原理和受暂降影响机理的基础上,提出了电压暂降耐受特性预估方法以及一种成本低、实现简单的开关电源参数优化方案,即通过优化高频变压器匝数比来增大开关管占空比的调节范围,以提升开关电源对电压暂降的耐受能力;最后利用PLECS平台的仿真结果以及工程应用实例验证了所提方案的有效性和适用性。

关键词：开关电源电压暂降耐受特性预估与优化

计及子过程贡献度的电压暂降经济损失评估方法

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电力自动化设备 2024年

作者：徐方维陈家乐郭凯周文王川周全卢煜国国网河北省电力有限公司电力科学研究院四川大学电气工程学院

现有电压暂降经济损失评估方法通常计算过程中断概率以评估用户经济损失，然而实际工业用户各子过程对电压暂降经济损失影响程度不同，计算过程中断概率未能表征各子过程对电压暂降经济损失的影响程度，由此得到的损失评估值无法真实反... 详细信息

现有电压暂降经济损失评估方法通常计算过程中断概率以评估用户经济损失，然而实际工业用户各子过程对电压暂降经济损失影响程度不同，计算过程中断概率未能表征各子过程对电压暂降经济损失的影响程度，由此得到的损失评估值无法真实反映用户受损程度。为此，提出一种计及子过程贡献度的电压暂降经济损失评估方法：构建基于支持向量机概率输出的敏感设备失效概率评估模型；建立考虑子过程参数变化的参数偏移度函数，修正子过程中断概率；同时，提出子过程贡献度指标量化各子过程对电压暂降经济损失的影响程度，以评估值与损失样本偏差最小为目标求解最优子过程贡献度，建立用户损失评估模型。对某企业的实例分析验证了所提方法的有效性。

关键词：电压暂降经济损失概率输出支持向量机过程参数子过程贡献度

考虑电压暂降多维可观测性的监测装置序贯优化配置方法

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供用电 2024年第2期41卷 64-72页

作者：代佰华朱洪防刘海泳穆明亮汪颖国网山东省电力有限公司滨州供电公司山东滨州256610 四川大学电气工程学院四川成都610065

随着先进制造业集群的增加,电压暂降导致用户生产中断所引发的经济损失不断提升,有效监测记录电压暂降事件并追溯其源头,对电压暂降分析和抑制具有重要意义。电能质量监测装置(power quality monitor,PQM)的优化配置可在满足全网可观测... 详细信息

随着先进制造业集群的增加,电压暂降导致用户生产中断所引发的经济损失不断提升,有效监测记录电压暂降事件并追溯其源头,对电压暂降分析和抑制具有重要意义。电能质量监测装置(power quality monitor,PQM)的优化配置可在满足全网可观测性要求的基础上实现监测成本最低,然而传统方法仅能得到满足完全可观测性的最终配置方案,既难以应用于对监测装置数量需求少的场景,又无法给出装置数量逐渐递增的序贯配置流程,工程实用性不强。此外,传统方法通常只考虑电压暂降可观测性,忽略了配置方案对监测数据后续分析的影响。为此,提出了一种考虑电压暂降多维可观测性的序贯优化配置方法,针对实际场景的任意装置数量需求,考虑电压暂降事件可观测性与暂降源可观测性构建多维可观测性指标,进而提出基于Bonobo优化器的多目标优化模型计算PQM序贯配置方案。并在IEEE 69节点径向配电网上进行了验证,结果显示通过21.74%的PQM可实现70.42%的电压暂降事件可观测性和92.65%的故障位置可观测性,并能得到装置数量逐渐递增的序贯配置策略,证明了该方法的有效性和实用性。

关键词：电能质量监测装置电压暂降故障定位多目标优化多维可观测性

基于电压暂降特征与Hausdorff距离算法的串联电弧故障检测方法

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供用电 2024年第6期41卷 64-74页

作者：胡伟杨帆雷杨宿磊彭天海王楷杰李正天林湘宁国网湖北省电力有限公司电力科学研究院湖北武汉430077 强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学电气与电子工程学院) 湖北武汉430074

现有串弧故障的电流检测与辨识方法受非线性负载大量接入的影响而出现检测效果不佳的现象。区别于电流检测方法,不同类型负载发生电弧故障时故障处的电弧电压大小接近,表现为负载端电压暂降值接近。根据这一原理,提出了一种基于负载端... 详细信息

现有串弧故障的电流检测与辨识方法受非线性负载大量接入的影响而出现检测效果不佳的现象。区别于电流检测方法,不同类型负载发生电弧故障时故障处的电弧电压大小接近,表现为负载端电压暂降值接近。根据这一原理,提出了一种基于负载端电压暂降特征与Hausdorff距离算法的串联电弧故障检测方法,以负载端电压暂降值超限作为检测启动条件,通过Hausdorff距离算法计算负载端电压波形畸变程度,当负载端电压与正弦波间的Hausdorff距离H值超限时判别为发生电弧故障,并通过仿真整定了检测启动的电压暂降阈值与辨识故障的H值阈值。试验结果表明所提检测方法不易受负载类型影响发生误判,可靠性高。

关键词：串联电弧故障电弧电压电压暂降 Hausdorff距离波形相似度故障诊断

考虑分布式电源接入的电压暂降状态估计与监测装置优化配置方法

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广东电力 2024年第1期37卷 60-67页

作者：王玲朱远哲杜婉琳吕鸿广东省电力装备可靠性企业重点实验室广东电网有限责任公司电力科学研究院广东广州510080

分布式电源的接入给新型电力系统电压暂降带来了新问题,对电压暂降监测装置进行优化配置是减小监测成本的有效手段。在分析分布式电源电压暂降幅值计算影响的基础上,提出基于电压暂降频次相似性系数的电压暂降状态估计方法以简化状态估... 详细信息

分布式电源的接入给新型电力系统电压暂降带来了新问题,对电压暂降监测装置进行优化配置是减小监测成本的有效手段。在分析分布式电源电压暂降幅值计算影响的基础上,提出基于电压暂降频次相似性系数的电压暂降状态估计方法以简化状态估计过程,以提高状态估计精度。采用蝙蝠算法(bat algorithm,BA)求解节点监测范围,并根据监测范围构造电压暂降全景可观约束,以监测成本最低、配置方案电压暂降频次相似性指标最大为优化目标,得到的配置方案在满足经济性的同时也有助于进行电压暂降状态估计。用IEEE30节点测试系统进行仿真分析,验证了所提方法的有效性。

关键词：电压暂降监测装置状态估计分布式电源优化配置