电压暂降特征值统计分析及暂降传播特性

进行电压暂降评估及其对敏感设备影响的分析,制定电压暂降有效缓解措施,均应建立在对电压暂降特征值充分了解的基础上,但目前有关描述电压暂降特征量典型取值范围及其分布特征方面的研究还较少。该文就暂降特征值统计分析、分类研究、传播计算及负荷侧暂降计算四个问题进行了研究,旨在为电网及敏感设备暂降评估与治理等研究奠定基础。首先基于我国多个地区电能质量监测系统记录的大量电压暂降事件及其实测波形的统计与分析,给出了电压暂降幅值、持续时间、暂降起始点、相位跳变四个特征量的分布特征、范围;然后在原有电压暂降分类基础上,将相位跳变考虑其中,提出了更一般化的电压暂降分类方法,并研究了变压器对不同类型暂降相位跳变的影响;最后为方便计算负荷及相关节点暂降,提出了变压器、线路叠加计算及多变压器、负荷联结方式等效计算方法,完善了电压暂降的传播特性研究。     

计及电压暂降的配网可靠性评估

该文对计及电压暂降的配网可靠性算法进行了研究,运用改进的支路电流法进行配电网故障前的潮流计算;计算了各种故障下的故障电压和距离的关系;提出一种基于SCBEMA曲线判断敏感负荷是否停运的判据,给出了不同种类用户的电压暂降幅值和持续时间概率曲线;在进行计及电压暂降的配网可靠性指标计算时,用贝叶斯网络计算常规的可靠性指标,结合敏感负荷的停运计算暂降时的指标。该论文所采用的模型是IEEE RTS—6母线测试系统的第5条母线,运用上述方法计算了它的故障域和计及电压暂降时的可靠性指标。     

基于场景构建的电压暂降特征量随机评估方法

电压暂降幅度与持续时间分布是电压暂降的主要特征量,也是敏感负荷损失预估及治理方案选择的重要依据。但现有随机评估方法往往存在计算量大、精度低等不足,使得分析得到的电压暂降特征值难以进行实际应用。针对配电网节点众多、负荷变化特征明显等特点,选择将场景法应用于电压暂降特征量随机评估中。首先通过K-medoids聚类方法进行节点类别划分及典型节点选取。其次通过节点加权网络等值实现了配电网初始运行状态的多维场景降维处理。进而结合短路故障概率分布曲线及网络阻抗折算,提出了典型电压暂降场景集生成方法。最后以某配电网网架结构为例,计算了其供区内敏感负荷点处电压暂降特征量,验证了方法的有效性与可行性。     

敏感用户电压暂降甩负荷原因分析及防范措施

针对电网敏感用户电压暂降甩负荷事件,通过解析传统工业中常见4类敏感用户电压暂降甩负荷过程,并对甩负荷原因进行分析,提出了防止电压暂降甩负荷具体措施。     

计及负荷耐受度的电压暂降综合评估指标研究

随着PC、继电器、变频设备等敏感负荷的大规模使用,诸如电压暂降等暂态电能质量问题日益凸显,在一些敏感设备占比较高的高新工业园区,针对电压暂降事件的投诉日益增多。针对此问题,在对国内外电压暂降评估现状进行全面而客观的分析的基础上,进行了计及负荷耐受度的电压暂降综合评估指标研究。首先通过蒙特卡洛法对多致因因素导致的暂降事件进行模拟,得出各个节点的电压暂降特征量的期望值,由此计算系统侧暂降事件的严重程度。然后根据敏感度概率模型针对不同类型的敏感负荷计算设备的暂降期望值,结合各类型敏感负荷在总负荷中的占比计算负荷侧指标,最后通过变异系数法提取系统侧指标和负荷侧指标的权重得到综合评估指标。     

电压暂降问题研究现状及面临的挑战

电压暂降是电力系统正常运行难以避免的电能质量事件,引起了敏感工业用户的抱怨和不满,近年来对电压暂降问题的研究是电能质量领域的研究热点之一。文章针对电压暂降单一事件特征计算方法、敏感负荷电压暂降耐受能力、电压暂降治理方法这3个方面的内容进行了分析。提出了相位跳变和波形点特征计算存在的问题与挑战。将敏感负荷分为单一敏感设备和由不同类型敏感设备按照不同方式组合而成的工业生产过程,分别分析了现有敏感负荷电压暂降耐受能力的研究现状,提出将对敏感负荷的研究扩展到对具体行业的敏感工业过程的研究,明确各个敏感生产过程的敏感参数,测试不同行业的敏感过程耐受能力,是下一步研究重点。分析了源侧和负荷侧的电压暂降治理方法,提出在技术方面,电压暂降治理技术的个性化定制是该方向的一大挑战;在经济性方面,电压暂降治理的责任划分、投资成本分担及收益划分等是下一步亟需研究的问题。     

高压线路故障产生电压暂降的特性及对敏感负荷设备的影响

220kV输电线路作为地区电网主要输电线路,发生故障时产生电压暂降凹陷域大,影响范围广。通过对220kV输电线路的保护配备,继电保护动作情况,故障情况的统计分析,用relayCAC软件对故障仿真计算,通过仿真得出的结果与故障录波装置电气信息数据进行验证,找出220kV输电线路时产生电压暂降的特性,提出从电网运行侧消除电压暂降的难点。调查电压暂降对地区电网中的敏感负荷的受影响程度,提出从负荷侧降低电压暂降影响的措施。     

基于新型负荷故障概率模型的用户电压暂降损失评估方法和DVR规划配置方案

现有电压暂降损失评价模型使用电压暂降严重程度指标进行评估,这种线性模型较为粗糙;评估时未考虑用户用电设备多样性及不同类型负荷电压耐受能力差异的问题.提出工业过程参与度的概念和一种基于新的负荷电压暂降故障概率模型的电压暂降经济损失评估方法,通过蒙特卡洛法构建电网遭受电压暂降的情景,对具有多工艺流程、多种不同用电设备的工业用户进行电压暂降评估,并制定相应的治理措施.对于一工业园区,在兼顾补偿效果和治理成本的目标下分别求解两种评估模型下的电压补偿装置配置方案,验证了本文电压暂降经济损失评估方法的合理性.     

考虑含多敏感负荷的配电网电压暂降脆弱区域辨识方法研究

随着变频器和继电器等大量敏感负荷的应用,电压暂降问题愈发成为了配电网尤其是敏感负荷占比很高的现代工业配电网亟需解决的动态电能质量问题。为有效评估配电网中易引发电压暂降的薄弱环节与指导电压暂降补偿方案的设计,提出了考虑多个敏感负荷的配电网电压暂降脆弱区域的辨识方法。首先,通过引入母线暂降判定向量与线路暂降关联向量以及相应的判定准则,确定了目标配电网中临界点在各线路上的分布以及各临界点的位置。其次,基于获得的敏感负荷的电压暂降域,得到了考虑交叠效应的配电网电压暂降域层级模型,并由此定义了电压暂降影响度以实现对配电网内电压暂降脆弱区域的量化评估。最后,将所提方法应用于IEEE14母线系统电压暂降脆弱区域辨识,验证了所提方法的可行性与合理性。     

考虑电压暂降指标的电压协调控制方法研究

针对电压暂降给敏感负荷带来严重损失的问题,提出一种改进的紧急电压控制方法。通过STATCOM动态无功补偿和紧急切负荷控制策略协调补偿故障电压,改善电压暂降发生概率。首先,基于蒙特卡洛方法搭建故障模型,并计算电压暂降发生概率。接着,构建年总支出费用函数,优化求解费用最小所对应的STATCOM最优容量。进一步地,针对不同故障给节点造成不同的电压暂降深度,引进紧急切负荷控制。综合运用STATCOM补偿和切负荷控制手段,优先进行STATCOM补偿,但当STATCOM补偿容量达到上限时,进行紧急切负荷控制,最大限度抑制并降低电压暂降发生概率。最后,以广东东莞片区为例进行分析,仿真验证所提出方案的正确性和有效性。     

基于非参数估计的电压暂降下敏感设备故障率评估

电压暂降下敏感设备的故障率是电网侧和用户侧开展电压暂降治理的重要参考信息。文中提出一种基于非参数估计的敏感设备故障率评估方法。针对电压暂降的幅值、持续时间和波形点等特征具有独立性,基于非参数估计方法,提出电压暂降特征量的概率密度函数评估方法,从而构建不确定区域内电压耐受曲线拐点位置分布的联合概率密度函数。将不确定性区域受影响情况分为三个区域进行分析,提出基于U-T联合概率密度函数的电压暂降下敏感设备故障率评估模型。搭建PC机的电压耐受能力测试平台,基于测试数据验证所提算法。构建理论仿真模型并接入IEEE标准测试系统仿真,以仿真数据验证所提方法。基于实测数据与仿真数据,与现有算法进行对比,证明了所提方法的正确性和实用性。     

New approach for power lines performance estimation based on load variation due to voltage sags

The power line performance has traditionally been assessed in terms of its efficiency and reliability. The increase of the effect of voltage sags on sensitive loads, maybe located far away from the faulted line, is the reason to carry out a new analysis of power line's performance. A new method to evaluate the power line performance, based on voltage sag indices, is proposed. The voltage sag indices suggested to assess power lines performance are the load variation, the non delivered energy and the total cost due to voltage sags. The proposed power line performance is compared with the traditional performance based on power line outages. The results show that the proposed method can change the assessment of power lines performance and therefore the utility focus for investment.     

Voltage sag mitigation in an Indian distribution system using dynamic voltage restorer

Now a day’s most power quality problems in distribution systems are related to voltage sags. Hence, diverse solutions have been tried to compensate these voltage sags to circumvent financial losses due to voltage sag at industries. Dynamic voltage restorers (DVRs) are now becoming more recognized in industries to diminish the impact of voltage sags to sensitive loads. The DVR, which is placed in series with a sensitive load, must be able to react speedily to a voltage sag if end users of sensitive equipment are to experience no voltage sags. This paper discusses the use of series reactive injection as a voltage regulator. The proposed approach is to develop analytical aspects and to illustrate these by an example of a real Indian distribution system. Voltage sag can be eliminated by continuously injecting very small voltage profile to the system. The scheme combines the method of instantaneous symmetrical components and complex Fourier transform relations. The proposed technique, based on half-cycle averaging, can mitigate voltage sag at desired locations in distribution systems. The proposed methodology is applied in a 4 bus system and a real Indian distribution system.     

敏感设备电压凹陷敏感度的随机-模糊评估方法

受系统凹陷特征和设备自身电压耐受能力不确定性的影响,对电压凹陷引起的敏感设备故障进行评估存在困难。系统凹陷严重程度取决于系统内故障位置、类型等因素,设备的电压扰动承受能力与设备结构、功能、运行状态等因素有关。基于不确定性理论,分别用随机变量和模糊变量描述系统凹陷特征和设备电压耐受能力的不确定性,提出了一种敏感设备电压凹陷敏感度的随机-模糊评估方法。以IEEE-30节点系统连接PC机为例进行了仿真,并与随机模拟结果进行了比较,结果表明文中的评估方法能较好地反映实际情况,评估准确性高,有一定的理论价值和较好的工程应用前景。     

敏感设备电压凹陷敏感度综合评估方法的研究

实际电力系统中,系统电压凹陷特征及设备电压凹陷耐受能力具有不确定性的特点,给敏感设备电压凹陷敏感度评估带来了困难。在深入分析现有评估方法及不确定性影响因素的基础上,综合考虑系统侧和设备侧两方面的不确定性,提出一种基于模糊变量与随机变量组合的不确定性综合评估方法。将供电系统产生的电压凹陷特征和待评估敏感设备对电压扰动的耐受能力分别处理为模糊变量和随机变量,直接利用样本数据估计模型参数。最后通过仿真实例验证了所提出评估模型及算法的合理性和准确性,该方法具有一定的理论价值和明显的工程应用价值。     

基于多元线路特征因素融合的电压暂降严重程度评估

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,从而导致评估结果出现较大误差。由此,本文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。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水平。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。通过与某区域电网实际电能质量监测数据对比,本文所提方法的准确率可达到90%以上。同时通过与未充分考虑线路特征因素的评估案例对比,所提方法的准确率明显提高。因此,在进行电压暂降严重程度评估时,综合考虑线路特征因素可以有效的提高评估结果的准确率。     

考虑多维特征刻画的电压暂降严重程度评估方法

随着高新技术的发展,越来越多的新型用电设备对暂降波形的不同特征敏感,因此迫切需要改进电压暂降严重程度评估方法。由于目前电压暂降特征刻画方法仅计算暂降幅值和持续时间2个基本特征,暂降严重程度评估结果无法有效反映设备受暂降的影响程度。为此,从电网侧暂降严重程度评估的角度出发,提出一种考虑多维特征刻画的电压暂降严重程度评估方法。针对现有暂降严重程度评估方法存在的诸多问题,提出电网侧电压暂降多维特征刻画方法和用户侧典型耐受曲线模式库。根据监测波形中提取的多维特征值与典型耐受曲线所对应敏感特征向量的相似性建立隶属度函数评估综合严重程度。最后,基于电网实测数据对文中方法的有效性进行验证,结果表明该方法能够有效反映不同暂降特征对敏感设备的不同影响程度,且相较于传统方法在少量敏感设备耐受曲线的前提下评估准确度更高,更适用于电网侧暂降严重程度评估。     

双路供电固体静态切换开关控制策略

在介绍用于电压暂降抑制的双路供电固体静态切换开关(SSTS)工作原理的基础上,给出了兼备快速性和可靠性的电压暂降检测方法.利用dq变换瞬时检测主供电回路及备用供电回路的电压有效值,经低通滤波器滤除噪声干扰.所得结果与敏感负荷暂降极限电压值比较决定切换指令的发送.在讨论BBM和MBB切换控制策略的基础上.提出了综合考虑快速性和安全性的新型BBM切换方法,通过检测晶闸管压降判断主电源侧晶闸管导通状况,依据导通状况分别控制备用电源侧各相不同方向的晶闸管,通过施加反向电压,强迫原导通晶闸管的快速关断,达到既不形成环流又能快速切换的目的.基于电磁暂态的数字仿真验证了所提切换控制策略的正确性及有效性.开关时间可限定在5ms内,不会引起敏感性负荷的故障.