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智能配电网中的电压凹陷域分析

智能配电网中的电压凹陷域分析

作者：周双亚华北电力大学

学位级别：硕士

随着智能配电网的发展,敏感负荷对电能质量的要求越来越高。在各种电能质量现象中,电压暂降是最严重的问题之一。而电压凹陷域是电压暂降综合评估的重要前提,并且还可以为电网规划、运行以及重构提供基础数据。在智能配电网的发展框架... 详细信息

随着智能配电网的发展,敏感负荷对电能质量的要求越来越高。在各种电能质量现象中,电压暂降是最严重的问题之一。而电压凹陷域是电压暂降综合评估的重要前提,并且还可以为电网规划、运行以及重构提供基础数据。在智能配电网的发展框架下,信息融合以及高渗透率接入分布式电源将是主要发展趋势。目前IEC61970标准广泛应用于电网运行系统中,其包含的公共信息模型CIM采用统一的语法和语义定义了电力系统资源,完整描述了系统的网络拓扑、电力设备以及运行状态,此为电压暂降和凹陷域分析提供了数据基础;并且统一的数据标准为信息融合提供了方便。另外,大量分布式电源的接入,改变了传统配电网单电源供电的特点,如此将会影响故障时公共连接点PPC的电压暂降幅值,从而影响PCC电压凹陷域的范围。目前已有电压凹陷域分析均基于系统的静态运行方式,不具备随系统运行方式变化而自动更新的能力。但是,凹陷域的分析与系统的运行状态紧密相连。随着电网智能化的发展,应用系统如SCADA系统、安全生产管理系统以及设备管理系统等均遵循IEC61970标准,如此便可以利用多信息源并通过信息融合的知识来获取电压凹陷域分析的基础数据,使得凹陷域分析跟随系统运行方式变化成为可能。所以,本文综合考虑未来电网智能化的发展前提下,提出将信息融合概念引入电压凹陷域分析,并构建了CIM多层信息融合的结构框架,从而获得凹陷域分析所需的基础数据。本文提出了一种改进方法——基于插值的故障点法进行电压凹陷域的解析。该方法适用于任何大型网络,能够较好克服故障点设置的盲目性,考虑了变压器对电压暂将的传递规律。并且以MATLAB为平台,程序化实现了电压凹陷域分析,数据化和图示化显示凹陷域分析结果。本文以山西某地区的一个220kV站所带110kV小网络为例,验证了上述电压凹陷域分析从获取基础数据到解析的可行性;并将其应用到广东省某地区的大型网络,进行凹陷域分析。在完成电压凹陷域分析计算程序的基础上,本文还进一步研究了分布式电源接入对PCC电压凹陷域的影响。在山西小网络基础上,分析分布式电源接入前后各PCC电压凹陷域的范围变化,结果表明分布式电源的接入提供了一定的电压支撑,缩小了PCC凹陷域范围,有利于缓解PCC的电压暂降。此外,还分析了专线供给重要负荷时馈线长度对其末端负荷节点电压凹陷域的影响,分析结果表明馈线长度越长,负荷节点电压凹陷域的范围相对越小。

关键词：智能配电网电压凹陷域信息融合 IEC61970 CIM 分布式电源

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基于SVG的电压凹陷域分析及可视化研究

基于SVG的电压凹陷域分析及可视化研究

作者：吴爽华北电力大学

学位级别：硕士

电网的各个部分都是相互联系的,任意一个局部的故障或事件都有可能对电网造成大面积的影响。因此,有效的结合区域电网拓扑结构、系统与设备参数和SCADA系统的运行参数,分析用户所关注的敏感负荷因短路而不能正常工作的故障点所在的区域... 详细信息

电网的各个部分都是相互联系的,任意一个局部的故障或事件都有可能对电网造成大面积的影响。因此,有效的结合区域电网拓扑结构、系统与设备参数和SCADA系统的运行参数,分析用户所关注的敏感负荷因短路而不能正常工作的故障点所在的区域,并使用电力系统中应用广泛的SVG图形格式,建立电压凹陷域可视化展示系统,实现凹陷域分析结果的图形化展示,是本论文的研究重点。本论文以电网静态拓扑为基础,结合SCADA系统信息,实现电网动态拓扑下的电压凹陷域分析,设计并完成了相关的数据接口,并在相应的SVG图像上进行了凹陷域分析结果的效果展示。通过对电压凹陷域分析结果的解析与处理,分析处于敏感点凹陷域内的每条线路的门槛值范围,用最大值和最小值所代表的颜色作为线路的颜色,交替闪烁,使线路颜色动态刷新,形象生动地将电压凹陷域分析结果展示出来,为敏感设备选择厂址提供依据,实现电网的动态安全防御和可靠优质经济运行,为电网设计、规划和重构提供必要的辅助决策支持。

关键词： SVG 电压凹陷域可视化数据接口

基于IEC61970的电能质量信息系统研究

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基于IEC61970的电能质量信息系统研究

作者：王书朋华北电力大学

学位级别：硕士

随着各种新兴电能质量问题的出现,电能质量的研究需要越来越深入和精细,电能质量智能信息系统仅仅依靠电能质量监测终端采集的稳态数据和暂态数据已经不够,更需要来自其他系统的数据支持。目前,系统之间的数据交互需要开发数据接口,系... 详细信息

随着各种新兴电能质量问题的出现,电能质量的研究需要越来越深入和精细,电能质量智能信息系统仅仅依靠电能质量监测终端采集的稳态数据和暂态数据已经不够,更需要来自其他系统的数据支持。目前,系统之间的数据交互需要开发数据接口,系统之间若无需沟通就直接进行数据交互,需要遵循共同的标准,这个标准即是IEC61970标准。本课题对IEC61970标准作了深入的研究,目前,由于IEC61970标准中CIM(公共信息模型)仍在不断扩展和更新,并且考虑到保护既有投资的原因,国内大多数遵循IEC61970标准的系统往往采用CIM/XML格式描述数据。本论文对CIM/XML的内容和语法作了详细的阐述,结合电压凹陷域课题的研究,对电能质量智能信息系统与基于IEC61970标准的电网拓扑结构、SCADA系统、设备管理系统之间的数据交互进行了深入的分析,设计并实现了电能质量智能信息系统与这些系统之间的数据交互接口。使得电能质量智能信息系统可以成功读取这些系统的数据,为完成电压凹陷域的研究与分析提供了数据支持。电能质量智能信息系统与基于IEC61970标准的SCADA系统、设备管理系统数据交互接口的实现,解决了在遵循IEC61970标准的前提下系统交互数据的问题,表明了系统之间无需提供专门数据接口就可实现数据共享,为实现各种电能质量问题的深入分析和高级应用提供了数据保障。

关键词：电能质量 IEC61970 CIM/XML 电压凹陷域数据接口

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基于监测点优化配置的电压暂降状态估计研究

基于监测点优化配置的电压暂降状态估计研究

作者：刘玉华北电力大学

学位级别：硕士

随着现代电网的不断发展和科学技术水平的逐渐提高,越来越多的变频调速设备,可编程逻辑控制器等数字式自动控制技术在工业生产中有了较大范围的应用,并且这些用电设备对供电网络的电能质量的要求越来越高。在引发电能质量的众多问题中,... 详细信息

随着现代电网的不断发展和科学技术水平的逐渐提高,越来越多的变频调速设备,可编程逻辑控制器等数字式自动控制技术在工业生产中有了较大范围的应用,并且这些用电设备对供电网络的电能质量的要求越来越高。在引发电能质量的众多问题中,电压暂降是较常见且影响较大的问题之一,为此需要准确快速查找出电压暂降源位置,判断其影响范围,这对于电网具有重要意义。要准确了解电压暂降的信息,就要对全网系统进行监测,了解网络节点运行状态,以便发生电压暂降时,能迅速根据收集到的监测信息,确定发生电压暂降的位置,可用于以后辅助处理故障。但是,电力系统是一个庞大的网络,节点众多,考虑到实际资金成本和经济性问题,不可能对网络中的任意节点都安装电能质量监测装置来进行监测。所以这就需要对全网结构进行分析,选取有代表性的关键节点处安装监测装置,使其能反映网络中任意节点故障时的电压暂降情况。本文对此提出了一种监测点部署的优化数学模型,在凹陷域分析的基础上,确定监测装置的部署位置。本文首先分析了电压暂降和短路故障类型之间的对应关系,提出了短路故障类型判断的方法;考虑到变压器对电压暂降传递的影响,将网络中的节点按电压等级进行了分类,探讨同一电压等级间的监测节点部署情况。通过上述方法求得网络中需要部署监测点的位置,选取有限个监测点来实现对网络中所有节点的电压暂降情况的观测,这样可以减少安装监测装置的成本和冗余的数据信息。在确定网络中的监测点布置后,根据装置记录的电压等录波信息,对网络拓扑进行分析,得到网络的节点阻抗矩阵等信息,分析不同短路故障类型下的电压暂降情况;继而利用对称分量方法,结合相应的暂降信息,确定发生电压暂降的位置。接下来可以对网络的电压暂降的状态进行估计,根据已知节点的电压暂降确定故障位置,然后判断其他节点的电压信息等,也就是在确定电压暂降源位置的基础上,进一步重新分析网络结构,得到网络拓扑,形成节点阻抗矩阵,结合短路计算,得到未监测点的电压等信息和网络的运行状态,从而判断电压暂降的影响范围。本文以电力系统分析中的3机9节点网络和山西阳泉某地的一个220kV站的供电网络为例,验证了上述监测点布置和电压暂降源位置判断的可行性,并在此基础上进行电压暂降的状态估计。

关键词：电压暂降电压凹陷域监测点暂降源定位状态估计

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电压凹陷预测与评估

电压凹陷预测与评估

作者：郝志国华北电力大学（河北）

学位级别：硕士

电压凹陷是指供电电压均方根值在短时间内突然下降的事件。随着用电设备的技术更新,特别是数字式自动控制技术在工业生产中得到大规模应用,对供电系统的电压质量提出了更高的要求。电压凹陷很大程度上由线路的短路故障引起,具有很强的... 详细信息

电压凹陷是指供电电压均方根值在短时间内突然下降的事件。随着用电设备的技术更新,特别是数字式自动控制技术在工业生产中得到大规模应用,对供电系统的电压质量提出了更高的要求。电压凹陷很大程度上由线路的短路故障引起,具有很强的随机性,这给其治理工作带来了很大的困难。电压凹陷预测和评估就是针对这个问题所提出来的。本文首先对实际生产过程中的电压凹陷进行了调研,掌握了现实中电压凹陷的基本资料,在此基础之上,对目前的电压分配器预测评估方法进行扩展,综合了短路故障计算中的阻抗矩阵方法,同时引入了电能质量中电压偏差和负荷功率等对电压凹陷评估的影响因素,从而使预测和评估结果更加接近于实际情况。本文开发了两个程序,分别对应于某地区的实际电网和一般小型电网,其预测评估结果可以为电压凹陷的治理工作提供依据。

关键词：电能质量电压凹陷电压凹陷域

基于蒙特卡洛和虚拟节点法的电压暂降正反分析

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电力科学与工程 2018年第8期34卷 43-49页

作者：李堃刘晓波张明浩何娟贵州大学电气工程学院贵州贵阳550025

随着现代精密电气设备的广泛使用,电压暂降问题已成为电力部门日益关注的重点。传统对电压暂降的研究方法只局限于因故障而引起PCC点电压暂降的情况,或者根据PCC点的电压暂降设定阈值反推故障的位置。两者方法各有优缺点,将两种研究的... 详细信息

随着现代精密电气设备的广泛使用,电压暂降问题已成为电力部门日益关注的重点。传统对电压暂降的研究方法只局限于因故障而引起PCC点电压暂降的情况,或者根据PCC点的电压暂降设定阈值反推故障的位置。两者方法各有优缺点,将两种研究的思路整合起来,以IEEE30节点标准测试系统为模型,从正反两方向研究电压暂降的相关特性。正向研究基于蒙特卡洛法和PSCAD/EMTDC实现对电压暂降进行自动随机仿真计算,得到各敏感PCC点处电压暂降特征参数和电压暂降概率分布。反向研究利用虚拟节点法来建立PCC点在各种类型故障下的电压幅值和故障位置的关系式,设定电压的阈值反推出对应的故障位置,将所有故障位置连接起来得到相应的电压凹陷域。两种方法的结合,为电压暂降防控措施提供更多的理论依据。

关键词：电压暂降蒙特卡洛法概率分布虚拟节点法电压凹陷域