基于SCADA信息的变压器运行性能渐进变化规律的估计方法

针对如何渐进跟踪变压器整体性能的问题,基于连续不断的SCADA信息,提出了依据这一信息估计变压器设备整体性能渐进变化规律的方法。首先建立反映结构性能的绕组电阻指标、绕组电抗指标、导纳模指标以及效率指标,并给出了性能指标间的牵制规律以及外部条件的影响。通过对全部四个变压器指标的多时段的计算结果进行统计发现,多时段指标计算结果符合正态分布,利用正态分布参数估计理论,给出了变压器指标结果的置信区间和点估计值来估计变压器运行状态,最大限度地减少了量测随机误差的影响。算例表明,该方法准确可靠,能够应用于实践。本方法只适用量测数据幅值,不需要考虑相角。     

电网设备错误参数的支路量测标幺值残差代数和均值辨识法

充分考虑随机量测误差的正态分布特点,提出了基于单一设备多时段相量测量单元(PMU)或数据采集与监视控制(SCADA)量测的错误参数均值辨识法.该方法首先基于线路、双绕组和三绕组变压器的等值电路模型及其PMU或SCADA量测信息,提出单一设备同一时段的综合标幺值残差指标,以综合反映量测与参数误差对残差的影响;然后以方差系数为收敛条件,求取多时段综合残差代数和均值的绝对值(指标T),以突出参数误差对综合残差均值的影响;最后根据综合残差均值的大小来辨识设备的参数错误.分析了文献错误参数综合残差平方和均值辨识法存在的问题,论证了所提方法在消除量测误差影响和确定均值样本数两方面的优势,并通过仿真分析验证了所提方法的有效性.     

考虑多时段量测数据随机误差的变压器正序参数辨识与评估方法

变压器离线参数已难以满足日益增长的电网安全、稳定分析计算需求。而在线参数的准确获取依赖于对量测数据随机误差的有效处理和变压器参数辨识结果的合理评估。基于变压器多时段同步相量测量单元(phasormeasurement unit,PMU)量测数据,首先通过在线辨识和查表修正相结合的方式求取准确变比参数,同时根据功率匹配分析法和箱形图数据筛选策略对PMU数据进行质量分析和异常值排除。在此基础上采用最小二乘法对电抗参数进行辨识,最后依据矩阵范数的相容性定理推导出相对误差率因子对结果准确度进行定量评估、优选。对某区域电网潮流模拟和实际PMU数据的算例测试验证了文中算法的有效性和实用性。     

考虑多时段量测随机误差的变压器参数抗差估计方法

针对参数估计值受量测误差影响而随机变化的问题,基于三绕组变压器三侧的相量测量单元(PMU)或数据采集与监控(SCADA)系统多时段量测信息,提出了变压器电抗参数的抗差估计方法.首先,以变压器三侧的支路电流向量、中性点电压及电抗参数为状态变量,建立三绕组变压器的多时段PMU或SCADA量测方程及对应的增广最小二乘电抗参数...     

基于等式方程直接求解的支路参数抗差估计方法

提出了一种基于等式方程直接求解的支路参数抗差估计方法.首先基于输电线路和双绕组变压器两端相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)或监控与数据采集(supervisory control and data acquisition,SCADA)装置的单时段量测信息,推导了直接求解支路参数的等式方程.然后借鉴文献[18]三绕组变压器参数的抗差估计方法,计算支路参数的多时段均值并以其作为最终的参数估计值.由于采用等式方程直接求解支路参数,计算公式简单直观且避免了传统方法的数值稳定性问题,因此该方法更加实用有效.基于 IEEE 39系统的算例验证了文中方法的有效性     

基于PMU实测数据的输电线路参数在线估计方法

准确的电网参数是形成准确的电网模型,进而进行状态估计、潮流计算、网损分析、故障分析和继电保护整定计算等电力系统计算的基础。文中基于均匀传输线方程和Π形精确等值电路,给出了在两端电压相量和电流相量已知的情况下,输电线路分布参数和精确等值参数的计算方法。基于相量测量单元(PMU)实测数据和正态分布的参数估计理论,给出了输电线路参数的在线估计方法。基于华北电网广域测量系统(WAMS)的算例表明,所提出的方法准确可靠。     

无接触式旋转变压器电气参数的计算

设计无接触旋变时会遇到环形变压器和四绕组旋转变压器参数选择或重新分配的问题,除保持无接触旋变精度以外,还要保证整机的标准输入阻抗Z_0,环形变压器和旋转变压器第一阶段同无接触旋变尺寸有关的计算特点是,按程序进行最佳化设计。如果在第一阶段环形变压器已最佳设计,那么旋转变压器的参数应考虑上述阻执Z_0和最佳环形变压器已取得的电气参数。如果旋转变压器已首先最佳设计,那么环形变压器参数应该保证Z_0的标准值。而且这两种情况的确定还应该考虑苏联国家标准对无接触旋变的变比(电压传递比)的要求。     

电力系统分析软件设计和使用中变压器模型与参数适用问题

对国内常用的电力系统分析软件采用的变压器模型和参数进行了分析和对比;在假设双绕组变压器也有中性点（在等值阻抗的1/2处）的基础上,导出了变压器的统一数学模型,这种模型等值阻抗接于中性点,变压器各侧均带非标准变比,等值阻抗在变比调节时固定不变;指出了采用不当的变压器模型和参数,在调整变比时潮流方程的性质会由定参数问题转变为变参数问题;对变压器等值阻抗的折算、电力网络母线电压基准值的选取也进行了探讨,并给出了建议。     

基于AMI量测信息的变压器参数辨识方法

针对配电网变压器参数辨识的难题,本文提出基于高级量测体系(AMI)量测信息的配电变压器参数辨识方法。该方法首先基于AMI提供的多时段量测数据,建立关于双绕组变压器参数的非线性方程组,并采用最小二乘法对其进行求解;然后以各时段的变压器参数估计值为样本,采用随机样本的方差系数判据对样本中误差较大的参数估计值进行剔除,获得变压器参数新样本空间;最后基于新样本空间计算变压器参数的均值,并将其均值作为最终的参数估计值,进而实现变压器参数的辨识。算例证明了本文方法的可行性与有效性。     

变压器并列运行问题分析

对变压器并列运行的可行性进行研究.分析了变压器部分并列运行时短路穿越电流的影响,及完全并列运行时环流及容量分配问题.以某扩建变电站为例,对两台参数不一致的变压器并列运行的可行性进行了定量计算,得出这两台变压器在实际变比尽量一致的前提下可采取高、中、低压三侧均并列运行的方式.容量差别较大的变压器不建议采用部分并列的运行方式,并列运行的变压器最好采用相同的变比.分析结果及建议为变压器安全运行提供了依据.     

计及磁饱和的同步发电机内电势幅值测量方法

在直接测量转子位置获取同步发电机内电势相位的基础上,给出了同步发电机内电势幅值的准确直接计算方法,该方法的准确性只依赖于机端电压、机端电流、发电机功角等电气测量结果的准确性,与同步发电机参数无关。同时,基于内电势幅值和相位的准确测量,给出了能够计及磁路饱和影响的同步发电机定子与转子间互感电抗和同步电抗的计算方法,并基于正态分布参数估计理论,给出电抗计算结果的置信区间和点估计值,实际算例表明,所述方法准确可靠。     

PMU数据用于SCADA时滤除低频干扰的方法

广域测量系统采集的相量测量单元(PMU)数据越来越广泛应用于电网数据采集与监控系统,由于PMU采用的快速傅里叶变换算法无法区分工频信号和低频干扰,PMU采集的工频变量数据中包含低频振荡扰动成分,将影响电网稳态计算和分析的正确性。为了提取PMU采集数据中的工频变量,以低频强迫振荡为例,分析了低频振荡对PMU采集工频变量的影响,利用计算PMU采集数据的上包络和下包络并求出均值的方法,提出了一种分离PMU采集数据中低频干扰以获取工频变量的方法。通过对低频强迫振荡时PMU采集的实际电网数据进行分析,验证了文中所提方法的正确性。理论分析和实际PMU数据分析结果表明,所提方法能够快速准确提取PMU采集数据中的工频变量,对于提高PMU数据在电网稳态分析和动态监测中的利用价值,具有重要意义和较大价值。     

相量测量单元测量值对状态估计中等效电流量测变换算法的影响

针对同步相量测量单元(PMU)能够直接测量母线电压相量的特点,分析了引入PMU测量值对电力系统状态估计的影响.首先修正等效电流量测变换算法,提出了极坐标系下的全雅可比矩阵算法和简化雅可比矩阵算法,分别从增加PMU节点电压量测方程、以PMU测量值作为迭代初值、修正等效电流量测计算公式以及修正雅可比矩阵四方面分析了引入PMU测量值对算法迭代次数和滤波效果的影响.理论分析和算例结果表明,PMU测量值在这四方面对算法的迭代次数和滤波效果均有影响,有些影响还与PMU的数量有关.     

多采样周期混合量测环境下的主动配电网状态估计方法

针对主动配电网中远程终端单元(RTU)、相量测量单元(PMU)与高级量测体系(AMI)多采样周期量测数据长期共存的实际情况,提出了一种基于RTU,PMU,AMI混合量测的主动配电网状态估计混合算法。该混合算法由非线性静态状态估计、线性静态状态估计与线性动态状态估计3种算法组成。线性动态状态估计与线性静态状态估计利用PMU量测与RTU量测,实时跟踪系统注入节点有功功率与无功功率的变化,在非AMI量测的采集时刻,为非线性静态状态估计提供高精度的虚拟量测。所提算法缩短了非线性静态状态估计的计算周期,提高了非线性静态状态估计的精度,提升了对主动配电网运行状态的预测能力。通过算例仿真,验证了所提算法的有效性。     

基于全网架相量测量的抗差状态估计算法

鉴于海南电网实现了主网架全PMU覆盖,提出了一种基于全PMU量测的抗差状态估计算法。该算法以测点正常率最大为目标,兼顾功率、电压相量和电流相量量测,采用现代内点法实现系统非线性模型的高效求解。由于充分利用所有PMU量测数据,该算法可有效排除不良数据的影响。算例表明,所提算法显著地提升了状态估计的收敛率、合格率和计算频率。     

新型配电网线路PMU装置的研制

小型化、低成本、易带电安装是配电网线路相量测量单元(PMU)的发展方向。文中设计了一种应用于配电网广域测量系统的新型分布式PMU装置。通过高密度感应取电模块从线路中获取能量为装置供电,采用印刷电路板(PCB)式罗氏线圈测量线路电流,利用空间电容分压传感器实现线路电压测量,通过分布式同步采样实现全网的电压、电流采集,为新型配电网线路PMU的研制提供了一种新的解决方案。目前,配电网线路PMU测试样机已实地测试并传回监测数据,装置各模块均能稳定正常工作,测量结果能正确反映线路电压电流。     

考虑电力系统潮流直接可解的同步相量量测单元最优配置

基于全球定位系统(Global Positioning System,GPS)的同步相量量测单元(Phasor Measurement Unit,PMU)是一种新型的量测装置,该装置可以直接量测节点电压相量.文章在电力系统潮流直接可解概念的基础上提出了采用遗传算法解决PMU的最优配置问题.数学模型(即评价函数)的构造是采用遗传算法的主要瓶颈,文章建立了PMU最优配置的数学模型,并以此模型为评价函数开发出相应的遗传算法.算例结果表明文章所建立的模型和采用的算法是有效的.     

Estimation Methods of Short Circuit Current Using Normal PMU Measurements and Field Testing

This paper proposes estimation methods for short circuit currents using phasor measurement unit (PMU) measurements (phasors). The methods follow the basic notion of representing the source side of a power system by an equivalent circuit with a voltage behind a back impedance, and employ a set of voltage and current phasors measured at substations during the normal variation of loads in their estimation. In order to improve the estimation accuracy of the proposed methods, the concept of using the changes between consecutive phasors is introduced. Furthermore, to make the methods applicable to a real‐world system, the concept of a reference phasor, used to remove the effects of system‐wide frequency variations and a filtering process to filter out the outlier phasors, is proposed and implemented. The validity and effectiveness of the proposed methods were checked and confirmed through experiments and field tests.     

电力系统PMU最优配置数字规划算法

随着相量量测装置(PMU)硬件技术的逐渐成熟和高速通信网络的发展,PMU在电力系统中的状态估计、动态监测和稳定控制等方面得到了广泛应用.为达到系统完全可观,在所有的节点上均装设PMU既不可能也没有必要.文中提出一种基于系统拓扑可观性理论的数字规划算法,利用PMU和系统提供的状态信息,最大限度地对网络拓扑约束方程式进行了简化,以配置PMU数目最小为目标,形成了PMU最优配置问题,并采用禁忌搜索算法求解该问题.其突出优点是利用了系统混合测量集数据,即不仅考虑了PMU实测数据,同时计及了可用的潮流数据.在IEEE14节点和IEEE 118节点系统的仿真结果表明,与常规的PMU最优配置算法相比,所提出的数字规划算法可以实现安装较少数量的PMU而整个系统可观的目标.     

考虑数据缺失的电力系统暂态稳定自适应集成评估方法

随着电力物联网概念的提出,暂态稳定评估在电力系统规划运行中扮演着越来越重要的角色.由于同步相量测量单元(PMU)的广泛配置,基于机器学习和PMU在线量测数据的暂态稳定实时评估方法展现出了巨大的发展潜力.针对这类方法在应用中可能因PMU失效而严重影响精度的问题,文中提出了一种考虑数据缺失的电力系统暂态稳定自适应集成评估方法.首先,在保证全网节点可观性的基础上构建考虑PMU重要性的PMU子集集合搜索算法.然后,根据PMU子集对应的特征集训练暂态稳定评估子模型.最后,在任意可能的PMU失效情况下采用自适应加权融合机制构建集成暂态稳定评估模型.在新英格兰10机39节点电力系统上的仿真表明,文中提出的方法在PMU失效造成的数据缺失下仍然能够准确、可靠地进行暂态稳定评估,在鲁棒性、计算量及准确率上相比已有的方法均具有较大优势.