基于分布式馈线自动化的配电信息物理系统可靠性评估

对采用分布式馈线自动化的配电信息物理系统进行了可靠性评估。基于分布式馈线自动化的故障自愈实现原理,在传统物理系统两状态元件模型中考虑信息系统的影响,通过建立信息系统的元件和网络模型描述分布式馈线自动化的终端功能和邻域局部信息的交互过程,并由故障元件的位置定量描述在配电网发生故障时信息系统元件失效对物理系统可靠性的影响。利用序贯蒙特卡罗方法抽样,对系统进行仿真以获得计及信息系统故障的可靠性指标,对信息系统通信网络和终端2类元件进行失效分析,并探究断路器的重合闸功能在纠正故障上游因信息系统故障导致的误停电情况的可靠性影响。算例分析结果验证了所提方法的有效性。     

考虑故障处理过程信息系统连通性和准确性的配电网可靠性评估EI北大核心CSCD

随着电网智能化的发展,配电网已逐渐由传统的物理系统发展为信息-物理融合配电系统,信息技术的广泛应用在大幅提高配电网运行效率和可靠性的同时,也带来了新的运行风险。该文根据配电网中分布式智能终端与主站协调控制的特点,深入分析配电网故障处理过程中信息系统异常事件对物理系统的影响后果,构建了计及信息元件损坏以及传输延时、传输错误等信息故障形式的信息-物理融合的配电网可靠性评估模型。最后,以IEEE-RBTS Bus 6配电网的主馈线F4为例,展示了基于所提模型的配电系统可靠性评估过程,验证了所提模型的可行性。     

考虑故障处理过程信息系统连通性和准确性的配电网可靠性评估

随着电网智能化的发展,配电网已逐渐由传统的物理系统发展为信息-物理融合配电系统,信息技术的广泛应用在大幅提高配电网运行效率和可靠性的同时,也带来了新的运行风险。该文根据配电网中分布式智能终端与主站协调控制的特点,深入分析配电网故障处理过程中信息系统异常事件对物理系统的影响后果,构建了计及信息元件损坏以及传输延时、传输错误等信息故障形式的信息-物理融合的配电网可靠性评估模型。最后,以IEEE-RBTS Bus 6配电网的主馈线F4为例,展示了基于所提模型的配电系统可靠性评估过程,验证了所提模型的可行性。     

考虑天气对无线接入网影响的配电信息物理系统可靠性评估

为量化配电网可靠性评估中天气对无线通信质量及故障处理过程的影响，提出一种新的配电信息物理系统可靠性评估方法。首先，分析天气对无线通信性能的影响，建立信息系统链路有效性模型；其次，采用故障模式影响分析法量化分析配电网故障时信息链路失效对配电网自愈过程的影响；最后，提出基于蒙特卡罗模拟的配电信息物理系统可靠性评估方法，以评估系统可靠性。算例采用改进的IEEE RBTS BUS6 F4，通过仿真分析验证了所提方法的有效性。     

考虑EPON的配电网信息物理系统可靠性评估

对于信息-物理高度耦合的配电系统,通信网络对配电网供电可靠性的影响不容忽视。本文以EPON冗余保护组网方式为基础,分析了配电网故障过程中信息链路有效性丢失对其自愈控制过程的影响,借助区域邻接矩阵,结合信息系统失效模型给出了故障后区域的分类算法,提出了一种涵盖不同信息系统失效模式的可靠性评估方法。建立同时考虑系统建设综合费用、通信网络组网方式以及系统可靠性的智能终端优化配置模型,采用遗传算法进行求解。最后通过案例验证本文方法的可行性,并对比分析了EPON信息元件故障率、EPON组网方式对配电信息物理系统可靠性的影响。     

计及多类型信息扰动的配电网可靠性评估

电网智能化的提升依赖于信息化技术的发展,信息化技术在电网的广泛应用又带来了新的安全威胁。为全面量化评估来自信息系统外部及内部的信息攻击、信息元件故障和信息传输异常等信息扰动对配电网运行全过程供电可靠性的影响,依据“信息扰动—信息故障后果形式—电网故障后果形式”的扰动传播机理分析,提出了不同类型信息扰动的可靠性状态模型,将不同类型信息扰动对信息系统的影响后果统一表征信息网络拓扑、信息完整性和可用性的状态,构建了同时考虑多类型信息扰动的配电网可靠性评估的框架体系。最后,对IEEE 33节点配电系统进行仿真测试,验证了所提模型的可行性与有效性。     

配电自动化条件下配电系统供电可靠性评估

针对配电自动化新技术的应用提供了提高供电可靠性的情况,建立了面向供电可靠性分析的配电系统简化模型。该模型将复杂配电网分解为许多最小配电区域,分别计算出其等效故障率和等效平均故障修复时间,再以最小配电区域为单位设置故障并分析其后果,还计及了母线、开关故障和检修的影响,并且在分析故障和检修影响时考虑了系统的电气极限容量,在确保系统安全的条件下借助配电自动化,采取以甩负荷最小为目标的网络重构,最终得出各个负荷点以及系统的供电可靠性指标。实例分析表明,提出的方法可行并显著提高了分析效率,且能够反映配电自动化对配电系统供电可靠性的影响。     

采用柔性直流技术的智能配电网接入交流电网方式

基于柔性直流技术的智能配电网与交流电网的连接方式是系统设计的基础,也是直流配电中的关键技术之一,为此针对±10kV基于柔性直流技术的智能配电网接入交流电网的方式开展了理论和仿真分析。首先从理论上简要分析了其与10kV交流配电网之间可能的连接方式及各种连接方式下交直流系统故障之间的相互影响。然后在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中建立不同连接方式下的仿真模型并开展典型故障下的仿真计算,从过电压和过电流的角度分析交直流系统故障间的相互影响。最后,从系统运行可靠性和经济性的角度提出基于柔性直流技术的智能配电系统与交流电网之间推荐的连接方式,即直流配电系统通过联接变压器与交流电网连接。     

通信和电网联合仿真的配电网局部异常因子故障辨识算法

信息系统传输故障、恶意攻击和物理系统故障都将威胁智能配电网的正常运行。现有研究未充分考虑信息系统与配电网融合造成的差异,特别是缺乏对信息系统故障与配电网物理故障进行统一辨识的方法。文中利用MATLAB和OPNET建立交互作用分析模型,对发生于信息物理系统中的故障进行定量分析;进而,提出基于多维尺度分析(multi-dimensional scaling,MDS)和局部异常因子(local outlier factor,LOF)的配电网故障辨识算法,实现信息系统故障和配电网物理故障的统一识别,以及对配电网故障区域和故障通信节点的定位。利用交互作用分析模型得到的仿真结果验证了对于智能配电网故障类型的分析,配电网物理故障和通信节点故障的辨识结果验证了本文算法的有效性。     

基于蜻蜓算法的含DG配电网故障区段定位研究

为了减少系统故障给配电网运行造成的影响,快速准确地对故障进行定位,对配电网故障定位算法进行了分析,提出了用于辐射状含有DG配电网故障定位的二进制蜻蜓算法。介绍了蜻蜓算法求解配电网故障定位的具体步骤,并通过算例进行仿真分析说明,该算法能在配电网发生单点故障、多点故障和伴有部分开关信息畸变的情况下,均能够得到准确结果。通过与粒子群算法比较,证明了蜻蜓算法在故障定位中的快速性和可靠性。     

计及柔性直流装置的交直流配电网保护控制研究

交直流混合配电网可更好地接纳分布式电源和直流负荷,缓解城市电网站点走廊有限与负荷密度高的矛盾,已成为现代城市配电网的一个重要发展趋势。接入柔性环网控制装置后,配网由单端电源供电网络变为多端电源供电网络,其可靠性面临新的挑战。通过对交直流混合配电系统的故障特点进行总结,分析接入柔性直流控制装置后柔直侧及系统侧的保护影响,提出基于时序配合的智能装置协同控制架构。利用柔性电力电子器件的快速响应特性,设计柔性直流控制装置与交流保护控制装置配合的保护控制策略。在GOOSE有向节点及快速通信机制的作用下,运用保护控制协同策略进行故障定位及隔离,有效地增强了含柔性互联装置的交直流混合配电网可靠性,具有工程实用价值。     

基于元件故障率曲线的配电网可靠性评估和配电终端优化配置

为准确评估配电网的可靠性,提升配电终端优化配置的效率,提出一种基于浴盆形故障率函数的配电终端优化方法。运用Weibull分布对元件故障率浴盆曲线进行建模,用基于逆流传递和顺流归并的可靠性快速评估方法对配电网可靠性进行评估。在考虑元件故障率浴盆曲线的基础上,结合配电终端优化的特点,对配电终端的优化配置进行定性分析。此后,采用定量计算的方法,验证配电终端的可靠性是否满足要求。结果表明,该方法与遗传算法、动态规划、蚁群算法等优化方法相比,计算量较少。算例验证了该方法的正确性和有效性。     

考虑三相不平衡的低压用户业扩报装供电方案精准编制

业扩报装是供电企业营销和配网管理的一项重要工作,对形成并维持良好的配网结构、保证配网供电可靠性、提高配网资源利用效率等具有十分重要的意义。随着电力信息化、营销业务系统信息化的发展,业扩报装的流程也在逐步完善。为进一步提高当前低压用户业扩报装方案的精准化程度,提出了一种模糊多目标优化函数,采用目标函数对低压用户业扩报装接入方案进行综合评估,然后根据评估结果确定最优接入方案。该方法可降低台区三相不平衡度及线损率,提高配电网运行的经济性。     

基于无功能力考虑的配电系统可靠性评估

提出了一种考虑电网区域无功能力的配电系统可靠性评估方法。通过建立区域电网无功能力的数学模型,定义了无功能力的指标,并考虑了电压稳定性、节点电压水平和热稳定等安全约束条件。进而计算出无功能力参数的不确定性对配电系统可靠性的影响。考虑到网络运行条件对无功能力的影响,通过运用原始-对偶内点法计算确定网络运行时的状态。并在系统当前运行情况下模拟多种"N-1"故障,进行了验证仿真,最后在此条件下进行配电系统可靠性评估。算例中,分析了无功能力参数不确定的条件下对配电系统可靠性评估的影响,证明了此方法的有效性、可行性和实用性。     

配电自动化终端布点优化的动态规划研究

提高配电系统的供电可靠性是配电自动化系统建设的重要目标,但需考虑配电自动化设备的经济成本,且实际工程中通常是分阶段拨款。提出一种考虑供电可靠性和经济成本的配电自动化终端布点优化的动态规划方法,混合使用多种类型配电终端,在架空线安装故障指示器、电压时间型终端、电压电流型终端,在电缆线安装故障指示器、二遥终端和三遥终端,根据自动化终端类型确定故障影响模式。运用JAVA语言进行编程,实现从XML文件读取配网数据。以开关为边界划分配电网的区域节点,采用开源的图形库JGraphT存储配网拓扑信息。考虑故障停电情况,以用户年平均故障停电时间为评价供电可靠性的指标,分别建立以可靠性指标为优化目标和以投资总额为优化目标的配电自动化终端布点优化的动态规划模型。使用建模系统GAMS求解模型,得到配电终端布点优化结果。采用某地区区域配电网自动化终端布点规划作为算例验证,结果显示了该方法的可行性与优越性,为类似实际工程提供借鉴与依据。     

基于SCADA技术的低压配网控制系统研究

为了解决低压配网用户安全用电及负荷调节控制难的问题,针对低压用户安全保障及负荷调节控制系统的体系架构、拓扑结构、技术需求展开研究,提出并建设了一套低压配网含所有低压开关数据采集与监视控制(SCADA)的系统。该系统可实现低压用户用电信息共享,保障客户用电安全,防止低压配网异常影响高一级别电网的稳定运行。该研究成果在西江某地区得到了成功应用,不仅提升了当地低压配网的智能化、自动化水平,还为其他地区未来配网建设规划提供了一定的理论依据。     

倒送功率约束下的分布式电源最大接入容量分析

分布式电源(DG)接入配电网后,低电压等级电网可能倒送功率至高电压等级电网,对电网造成不利影响。在各种影响因素中,倒送功率限制是影响DG接入电网的主要因素。从倒送功率约束的角度出发,结合节点电压及潮流约束,建立了以DG接入容量最大为目标的数学模型,给出了最大接入容量的计算方法,并分析了DG的接入对配电网有功网损的影响。考虑节假日对负荷的影响,给出了调整倒送功率约束以增大DG接入容量的建议。以一个33节点的10 kV配电网接入分布式光伏电源为例,验证了所提方法的可行性。     

基于改进双层聚类多目标优化的配电网动态重构

随着配电网的高速发展,电力用户对供电可靠性的要求越来越高。针对现有配电网动态重构中开关次数难以约束,系统节点功率变化对配电网潮流分布的影响以及单一聚类算法负荷识别不足的问题,提出基于形态与幅值的双层聚类。外层以皮尔逊为相似度量进行形态相似聚类,内层以欧氏距离为相似度量进行幅值相近聚类。建立减小网损、提高电压稳定性、均衡馈线负荷、减少开关操作次数的多目标优化数学模型,采用改进粒子群算法完成配电网多目标动态重构。仿真结果表明,较静态重构开关操作次数降低了54.76%,减小电能15 575.4 kW·h,降低了39.28%,较重构前电压偏移指数降低49.1%,负荷均衡度改善41.9%。该研究所提改进的双层负荷聚类相比FCM聚类,准确度提高了11%,聚类效果更加接近原始数据。该动态重构方案可提高配电网运行的可靠性。     

考虑安全域的配电网重构二阶锥双层规划模型

随着配电网建设的逐步推进,配电网用户对供电可靠性要求越来越高,因此配电网在保证自身经济运行的同时,也必须提高对安全性能的保障。在经济性配电网重构二阶锥模型的基础上,加入对配电网安全性的优化,建立了考虑安全性和经济性的配电网双层规划模型。该模型上层目标为平均安全距离最大化,下层目标为有功网损最小化。针对该模型采用分层求解的方法将双层模型解耦,求解得到网损和安全距离最优的重构策略。算例选取扩展的IEEE RBTS Bus4系统,验证了该模型能有效降低配电网网损,并提高配电网安全性。     

考虑人为因素的基于隐马尔科夫的设备强迫停运率模型

为研究人为因素对电力系统可靠性的影响,提出了一种考虑人为因素的基于隐马尔科夫(HMM)的设备强迫停运率模型及其人为因素判别模型。通过分析人为因素与设备修复的关系,将人因场景分为三种情况,对传统的设备修复模型进行优化。进而根据HMM模型的特点,建立HMM设备强迫停运模型。运用前向算法,建立人为因素判别模型。通过实际算例验证了所提出的强迫停运率模型的适用性和人因判别模型的正确性。判别设备强迫停运情况下的人为因素,有针对性的采取措施,减少设备强迫停运时间,提高电力系统可靠性。