基于灵敏度分析法的接地网故障诊断模型应用研究

结合电网络理论及灵敏度分析法建立了接地网故障诊断模型,并运用Matlab编写了变电站接地网故障诊断软件。在四川电网220kV变电站进行现场试验。对诊断所得腐蚀严重的接地网导体支路进行现场开挖。开挖结果与诊断结果几乎吻合,实现了在不停电和不进行开挖的情况下。通过地网拓扑结构图及测量端口电阻高效地完成接地网故障支路的判断,充分证明该诊断方法具有较强的工程实用性。     

基于遗传算法的电压法和电阻法在地网导体缺失诊断中的性能对比

为准确检测新建地网导体缺失,建立了地网导体缺失诊断的0-1背包模型,基于二进制遗传算法编写了MATLAB地网导体缺失诊断程序,分别建立了电阻法、电压法的适应度函数。以重庆110 kV徐家坪变电站实际地网为例进行了仿真实验。结果表明:对于新建变电站地网的有、无孤立节点出现的导体缺失情况,电压法和电阻法的诊断结果均无误诊和漏诊支路出现。前者单次运行时间约4 min,后者约10 min,对实际工程而言,电压法要更优于电阻法。     

基于图论的电网拓扑快速形成与局部修正新方法

针对已有的局部拓扑修正方案不全面及实现过于复杂的问题,首先归纳出电网拓扑分析的2种建模方式,然后以基于图论的连通性判断方法为基础提出一种电网拓扑快速形成与局部修正新方法。采用公共信息模型(CIM)标准对拓扑分析程序及后台数据平台进行设计,提高了拓扑分析系统的开放性。将该方法应用于某实际电网,并与已有的几种拓扑分析方法进行对比,结果表明该方法具有良好的实时性、开放性和灵活性,可满足电网实时拓扑分析的需要。     

静态安全分析中基于支路模型的拓扑分析

提出了基于支路模拟的拓扑分析对各种类型元件的开断和备自投动作类型进行了分析,充分利用第一次全局拓扑的信息,通过对预想故障支路和相关节点号的标识和修正,有效地避免了拓扑分析中的占时间比例80%左右的厂站分析。计算结果表明,该方法符合地区电网运行的实际情况,同时具有计算快速、有效的优点,符合当前电力系统在线应用的实际要求。     

水电厂接地网腐蚀诊断研究

通过基于电网络理论的算法语言,对接地网各支路电阻变化情况进行诊断,可在不开挖的情况下得到接地网腐蚀情况,该方法可对腐蚀严重的区域进行指导性开挖,避免了大面积开挖寻找接地网腐蚀导体的盲目性。同时结合化学诊断方法,测量土壤的腐蚀性,进一步验证算法诊断的准确性。     

基于二进制遗传算法的地网断裂导体诊断

为了研究地网中腐蚀支路对断裂导体诊断结果的影响程度,笔者基于二进制遗传算法编制了MATLAB地网导体断裂诊断程序。以重庆110 k V上桥变电站实际地网为例进行了8组仿真实验,对比分析了各组实验中不同腐蚀情况下的诊断结果和各节点电位的变化,计算了不同导体断裂情况下适应度函数fitness值。利用支路灵敏度法分析了腐蚀支路存在对诊断结果的影响。结果表明:当地网未发生腐蚀或者发生轻微腐蚀时,诊断结果能准确找出断裂导体支路;当地网发生轻度、中度乃至严重腐蚀时,诊断结果中无漏诊、但会出现误诊的断裂导体支路。出现误诊的原因在于腐蚀支路位于不动点测量法中的不动点附近,通过剔除22节点的测量数据,4组仿真均能得到准确结果。     

变电站地网缺陷综合诊断方法的研究

提出了一套创新的可以应用在实际接地网故障诊断项目中的诊断方法来诊断地网主网的缺陷。该诊断方法建立了非线性优化数学模型,引入遗传算法,采用超定方程的优化方法求解非线性方程,同时采用了多种新方法来保证测点选取的最优化,并通过大量试验得出地网导体腐蚀程度与电阻值变化的关系曲线,用于判断地网缺陷程度。大量仿真计算、模拟地网试验和现场实际测试都表明这种新方法是有效可行的。     

基于EMTP的地网暂态计算模型

作为变电站电磁环境评估的重要内容 ,提出了考虑导体间互导纳及土壤电容效应的地网暂态计算不等电位模型和相应的基于EMTP的计算方法 ,使计算速度提高。不同地网仿真计算及与CDEGS比较的结果显示 ,对于工频短路或雷击变电站的情况 ,该模型满足工程要求。该方法应用于变电站地网模拟计算中 ,可快速准确地进行地网设计工作 ,从而提高地网设计效率     

变电站地网缺陷综合诊断方法的研究

提出了一套创新的可以应用在实际接地网故障诊断项目中的诊断方法来诊断地网主网的缺陷.该诊断方法建立了非线性优化数学模型,引入遗传算法,采用超定方程的优化方法求解非线性方程,同时采用了多种新方法来保证测点选取的最优化,并通过大量试验得出地网导体腐蚀程度与电阻值变化的关系曲线,用于判断地网缺陷程度.大量仿真计算、模拟地网试验和现场实际测试都表明这种新方法是有效可行的.     

安全性分析在变电站接地网设计中的应用

接地网的科学设计是变电站接地网能否成功建设的首要环节。顺应安全性已成为接地网状态评价基本点的趋势,笔者将安全性分析引入接地网设计阶段,以一个有代表性的220 kV变电站地网设计方案评价为例,基于CDEGS软件,介绍了安全性分析在设计中应用的基本流程和实施方法,提出离子接地等降阻方式的拓扑结构模拟方法和故障电流分布简易计算方法,对变电站发生接地短路故障时反映接地网安全性能的地网特性参数进行计算分析,判断是否满足安全限值要求并最终对设计方案进行评价,对接地网工程设计具有较好的借鉴价值。     

基于正则化的接地网断开故障诊断方法

为准确检测接地网断开故障,提出一种基于正则化的接地网断开故障诊断方法。通过向故障诊断目标函数中加入一个罚函数来实现对解的阻尼作用,达到使解稳定的目的,从而解决接地网故障诊断中的病态性问题,实现对接地网断开故障的有效检测。通过实验室实验验证了方法的可行性,实验结果表明所提出的断开故障诊断方法可以有效地检测接地网中单支路断开故障及多支路断开故障状态。现场实验验证了该方法的准确性,实验结果表明所提出方法可以对变电站支路断开故障进行有效检测。     

An Improved Algorithm of Grounding Grids Corrosion Diagnosis Based on Total Least Square Method

A new model considering corrosion property for grounding grids diagnosis is proposed,which provides reference solutions of ambiguous branches.The constraint total least square method based on singular value decomposition is adopted to improve the effectiveness of grounding grids' diagnosis algorithm.The improvement can weaken the influence of the model's error,which results from the differences between design paper and actual grid.Its influence on touch and step voltages caused by the interior resistance of conductors is taken into account.Simulation results show the validity of this approach.     

可及节点偏移对接地网故障诊断影响及修正

因接地引下线就近归算到网络交叉点上造成可及节点位置偏移,会对故障诊断产生影响,故采用蒙特卡罗法随机设置支路电阻向量作为样本,分析了该偏移对支路电阻诊断准确性和可测性的影响,还提出了一种基于禁忌搜索的修正方法,将可及节点位置偏移时的诊断结果作为禁忌搜索算法的初值,以观测电压向量与修正后电压向量之差的二阶范数最小为目标函数,对可及节点位置偏移造成的影响进行修正,并对修正效果进行定量评价。以一个60支路的实验接地网的验证结果表明,该方法可行且即使在支路导体存在一定程度不均匀腐蚀条件下,仍能收到较好的修正效果。     

可及节点位置偏移条件下接地网故障诊断的研究

为了在可及节点存在偏移的条件下对接地网进行较好的故障诊断,基于分层约简模型,分析了直接利用待测试接地网和其对应的镜像接地网进行故障诊断的可测性,论述了一种基于禁忌搜索算法的可及节点位置偏移修正方法,建议了进行接地网故障诊断的4种模式。以一个60支路的实验接地网为例进行了验证和说明,结果表明,直接利用待测试接地网进行故障诊断所得到的明晰支路所占的比例较大,但是测试工作量也大得多;建议的可及节点位置偏移修正方法是可行的;将待测试接地网故障诊断与其镜像接地网上修正可及节点偏移的故障诊断相结合,能够进一步提高明晰支路所占的比例。     

测量磁感应强度诊断变电站接地网断点

为有效检测变电站接地网导体断点故障,提出了一种新的诊断方法,即通过接地网的两根上引导体直接注入异频的正弦波激励电流,据电磁感应原理测量地表磁感应强度的分布特征,诊断接地网导体节点与非节点处的断点故障。利用接地网性能分析软件进行的仿真计算论证了方法的可行性。针对变电站实际的电磁干扰环境,设计了专用的检测诊断系统并用实验结果表明其性能满足检测需要。模拟接地网的实验研究表明诊断方法正确,提高了诊断的效率和精度,检测系统可用于工程实际。     

基于蒙特卡罗的接地网故障诊断可测性分析

为了分析接地网故障诊断的可测性,提出了一种基于蒙特卡罗的评估方法.在合理范围内,随机设置接地网各条支路的电阻,采用迭代最小二乘法进行故障诊断,计算各条支路诊断结果的平均相对误差和相对标准差.直至达到期望的精度要求.相对标准差小于给定阈值的支路被判定为明晰支路,其余支路被判定为不确定支路.一个60条支路的接地网诊断结果验证了提出方法的可行性.同时该方法表明接地网故障诊断的可测性是可以预计的.可测性研究对于优化测试方案和科学利用诊断结果具有指导意义.     

接地网腐蚀故障诊断的可测性研究

为研究接地网故障诊断的可测性,提出了一种利用接地网拓扑变换的分析方法。将接地网分解为若干以可及节点为边界的元版块,根据电路网络理论削去不可及节点后得到对应的元网络,对所有元网络进行网络综合得到只含可及节点的可及接地网,进一步约简得到可及节点间最多只含一条支路的本征接地网。根据支路电阻的唯一确定性,将支路分为明晰支路和不确定支路两类,给出其判别方法,确定了不确定转化为明晰的原则。根据叠加原理和互易定理,归纳出进行独立激励并获得不重复量测数据的原则,还给出了接地网故障诊断独立方程数目以及获得独立方程的方法。结合一个实例详细说明了所提出的方法并设置了两组代表性故障进行分析计算,结果验证了所提出方法的正确性,并表明接地网故障诊断的可测性是可以预计的,可测性研究对于优化测试方案和科学利用诊断结果具有指导意义。     

基于网络拓扑分层约简的接地网腐蚀故障诊断

为了更有效地利用接地网故障诊断结果,提出了一种基于网络拓扑变换的接地网分层约简方法。将接地网分为准元版块、元版块、元网络、可及接地网和本征接地网等层次。将支路分为明晰和不确定两类,明晰支路的电阻可以唯一确定,而不确定支路的电阻不能准确获得。提出了支路明晰与不确定的判别方法,论述了一种从本征接地网开始,逐层上溯确定各个层次的明晰支路电阻的方法。建议了一种确定不确定支路电阻最优解和可能取值范围的方法。以一个60支路的实验接地网为例进行了验证,故障诊断结果表明提出方法的正确性和可行性。     

接地网故障诊断平台的功能与构建研究

为解决工程上变电站接地网故障诊断中建模耗时长、现场工作量大等实际问题,基于特勒根定理及最小二乘法编写可视化接地网故障诊断软件,实现接地网拓扑结构自动生成,并通过串行通讯接口RS-232将现场测量接地引下线端口电阻值自动传输至诊断软件,在输出界面中依据各支路导体电阻增量判断接地网状态.该诊断平台大大提高了接地网故障诊断效...     

基于节点撕裂和化学反应优化算法的接地网故障诊断

针对接地网故障诊断准确率不高的问题,结合电网络理论、虚拟分子理论和化学反应优化算法,提出了基于节点撕裂和化学反应优化算法的接地网腐蚀故障诊断方法。根据接地网的拓扑结构,将接地网撕裂成若干个子网络和自由支路,建立故障诊断多目标优化模型;将Logistic映射融入化学反应优化算法中,构建了一种新的化学反应优化算法,并运用该算法对所构建的故障诊断模型进行求解。仿真结果表明,所提方法故障诊断准确率高,能有效诊断接地网故障。