支撑电力系统全环节碳流追踪的节点导纳矩阵算法研究

为助力电力系统低碳化改革,电力系统碳计量应在测量发电侧直接碳排放的基础上,将碳排放责任从发电侧扩展至负荷侧和线路侧,得到电力系统全环节碳排放分摊责任。该文提出一种利用节点导纳矩阵运算实现碳流追踪的解析算法。结合潮流与碳流的换算关系,经矩阵运算得到电源、负荷及线路网损三者之间碳排放量分布关系的解析表达式。通过IEEE 30节点系统算例及与其他算法的对比分析,验证碳流追踪模型的正确性。此外,比较发电侧、负荷侧及线路侧计量方式下的节点和线路碳排放量,以及引入可再生能源及碳捕集与封存技术后系统全环节碳排放量的分布变化,并针对影响碳减排比例的因素展开分析,为后续碳排放责任分摊及系统低碳改造提供数据支持。     

基于优化YOLOv4的主要电气设备智能检测及调参策略

基于无人机和巡检机器人搭载的多光谱成像检测是高压设备非接触检测的发展趋势,而主要电气设备的识别是其绝缘状态智能诊断的基础.该文建立了绝缘子、均压环、防振锤、套管和导线训练与测试数据库;基于YOLOv4,改进了Mosaic数据扩充算法,使网络误差降低了0.7,识别准确度提高到84.3％;研究了基于边界框回归的交并比(IoU)算法对不同尺度检测目标的影响,提出了对大、小目标分别采用CIoU和GIoU的训练策略;研究了K-means和分层聚类算法对自建数据库的标注值宽高数据聚类效果及检测结果的影响;基于误差、识别准确度和训练速度,研究并优化了YOLOv4的网络参数,改进后的模型训练误差降低了3％,识别准确度提高了0.8％,较好地实现了主要电气设备的识别.该研究可用于多光谱成像电气设备运行状态的现场诊断.     

绝缘护套对间隙交流击穿特性的影响研究

在架空输电线路上包覆绝缘护套是工程中常用的防鸟害措施之一,鸟粪与护套表面之间空气间隙的击穿电压直接影响护套的配置方案.本文采用铜棒模拟鸟粪,通过试验研究了不同空气间隙距离下,击穿电压随护套厚度的变化特性以及护套缺陷对击穿电压的影响.结果表明:与不包覆护套的裸导线相比,包覆厚度为2.0、3.0、3.5 mm护套的导线,间隙击穿电压可分别提高17.7％、33.1％、41.6％;与相同厚度的全新护套相比,存在击穿点且厚度为2.0、3.0、3.5 mm的护套,间隙击穿电压分别降低了70.6％、62.8％、44.2％,说明有击穿点的护套厚度越小,击穿电压降低幅度越大.     

基于决策表约简的变压器故障诊断Petri网络模型及其应用研究

通过对变压器故障诊断知识中大量的冗余特征进行压缩或约简 ,将粗糙集理论(RST)引入到变压器故障诊断中 ,以提高以往依赖先验知识进行诊断智能方法的效率。根据决策表约简实现故障特征的压缩与规则的简化 ,并利用该结果建立Petri网络模型 ,可获得最优的网络模型以充分发挥其快速的并行推理能力 ,实现高效的变压器故障诊断。对比分析结果表明 :约简后的特征具有与原来相同的分类能力 ,得出的主导特征也与实际相符 ;基于最小诊断规则所建立的故障诊断Petri网络模型 ,结构得到有效地优化 ,分类结果与原有的网络一致。最后通过实例分析验证了方法的准确性     

电容型设备在线检测系统同步数据采集单元设计

介绍了分压电容的信号采集原理和多下位机同步采样控制方法。基于这些原理和方法,从容型设备介损在线检测系统整体角度阐述了作为下位机数据采集单元的硬件和软件设计,最后结合实际工程实践验证了该方法和设计方案。     

粗糙集理论在变压器故障诊断中的应用

为了对变压器故障诊断过程中大量的冗余特征进行压缩或约简,提高诊断的效率,将粗糙集理论引入到变压器故障诊断中,提出了基于粗糙集理论的故障特征约简算法:即由故障样本构成信息表,组合表中不同的属性集,求取与全体属性集具有相同分类质量的最小属性集。对具体典型诊断实例进行了分析,结果表明:在保证故障分类结果不变的情况下,该算法能够剔除具有冗余信息的特征,找出对故障分类起主要作用的特征,从而达到了特征约简的目的,不仅大大减少了诊断信息提取的工作量,也为后续的智能诊断提供很大的便利。     

基于3δ滤波的介损角算法

脉冲噪声的干扰、信号频率偏离正常值导致的频谱泄漏和栅栏效应会给介损角测量造成误差。为此,提出了一种能有效抑制脉冲噪声和非整周期采样给介损角测量造成误差的算法:用3δ算法抑制电压和泄漏电流信号中的脉冲噪声;对处理后的信号使用改进的基波相位分离法计算介损角,能高精度获得介损角、且计算量较小。对频率为50.5Hz、含有脉冲干扰的电容型设备的电压和泄漏电流信号的计算结果表明:无论是滤波前后,改进基波相位分离法较之DFT算法均具有更高精度;两者滤波都具有一定的效果,滤波使改进的基波相位分离法400次计算所得误差的绝对值的最大值、绝对值的均值和均值分别从0.01990、0.00412和-0.00026rad减少到0.01464、0.00327和0.00006rad。从而验证了该方法能抑制脉冲噪声和非整周期采样给介损角测量带来的误差。     

用加Hanning窗插值高阶正弦拟合法测介损角

电力系统频率偏离50Hz时常规的傅立叶变换用于频谱分析时易产生频谱泄漏和栅栏效应,使介损角计算产生误差。高阶正弦拟合法以信号的基波频率、谐波幅值和相角作为变量对信号进行拟合,该法能有效减轻谐波存在和频率波动的影响,精确测量电气设备的介损角。高阶正弦拟合法的关键是最小二乘的计算,通常使用傅立叶变换结果作为最小二乘法的初始值,当频率偏离50Hz较多时,傅立叶变换结果与谐波分析的真实值相差较大,将其作为初值的最小二乘计算量大,影响了高阶正弦拟合法的实时性。加Hanning窗插值谐波分析法通过加窗和插值能有效减轻频率偏离50Hz时的频谱泄漏和栅栏效应,且有快速算法较之傅立叶变换增加的计算量很少。为提高高阶正弦拟合法计算介损角时的实时性,将加Hanning窗插值谐波分析法的结果作为高阶正弦拟合法的初始值,所得初始值与精确值的差值减少,最小二乘法的迭代次数从2次减到1次,容性设备仿真信号的计算时间从约0.82ms减到约0.45ms,结果表明所提出的方法能有效减少介损角的计算时间,提高介损角测量的实时性。     

超高频局放电磁波在变压器中的传播特性

分析了变压器中局部放电激发的超高频电磁波在油-纸复合绝缘中的传播特性,讨论了变压器绕组及箱体对电磁波传播的影响。实验室研究结果表明,超高频局放电磁波在油-纸复合绝缘中传播时会产生一定的衰减,但对电磁波的接收影响不大;变压器绕组因导体表面存在信号的反射及散射,其对超高频信号幅值有一定的衰减;变压器箱体可引起电磁波的严重衰减,实际检测时超高频传感器应内置。     

形态学一小波综合滤波器抑制局放现场干扰

提出了一种用于电力变压器局部放电在线检测中滤除周期性干扰 (利用形态开、闭组合形态滤波器 )和白噪声干扰 (利用小波模极大值法 )的形态学 小波综合滤波新方法。仿真结果表明该方法对干扰的噪声抑制比 (NNR) >80dB ,而现场实测的NNR >30dB。