基于高频重构信号与Bayes-XGBoost的低压电弧故障辨识方法研究

针对低压配电系统中单个用电负载支路串联电弧故障辨识困难的问题,提出一种基于高频重构信号和Bayes-XGBoost的低压电弧辨识方法。首先,搭建多支路、多负载类型的低压电弧故障真型实验平台,并采集相关数据。其次,基于故障前后主线路电流高频信号变化规律,提出信号微弱变化叠加法重构故障有效信号。最后,建立适用于单个负载支路电弧故障辨识的XGBoost模型,并采用Bayes算法对模型多个超参数进行优化。实验结果表明,所提方法在多种工况下对单个负载支路电弧故障具有较高的辨识准确率。与6种主流故障分析方法对比,所提方法在精度、训练速度和泛化能力等方面展现出了显著的优越性,有利于实现低压配电系统单个负载支路电弧故障的可靠辨识。     

基于柔性调控零序电压的配电网高阻接地及 单相断线故障的选相方法

为提高配电网故障选相的精确性与灵敏度,针对高阻接地故障及单相断线故障,提出利用测算的偏转角进行故障选相的方法。首先,分析了高阻接地和断线故障选相失败的原因。然后,根据测量的对地参数来判别发生了高阻故障还是断线故障。最后,提出了基于柔性调控零序电压的选相方法,即:向配电网中性点注入零序电流,调控零序电压相角分别为配电网三相相电压相角,通过注入零序电流及返回零序电压测算故障偏转角,结合判据即可实现故障选相。PSCAD仿真结果表明,该方法可快速准确地选出20 k?的单相高阻接地故障相及线路末端断线故障相,且不受故障位置、故障类型、配电网中性点接地方式等因素的影响。     

考虑分布式电源稳定助增效应的电压修正反时限过电流保护方案

为解决由于分布式电源(distributed generation,DG)助增效应导致传统保护方案难以同时满足选择性和灵敏性要求的难题,从理论上揭示DG接入前后反时限过电流保护动作行为特性随故障点位置移动的变化规律,分析DG接入对反时限过电流保护性能造成的影响,提出一种具有高灵敏性的电压修正反时限过电流(voltage correction based inverse-time overcurrent,VCITO)保护方案,利用故障下电网电压的自然分布与测量电压随故障位置移动的变化规律,构造电压修正因子与电压梯度指数对反时限特性曲线进行修正。VCITO保护方案基于保护本地信息整定动作时间,在确保保护选择性的同时实现速动性最优化。利用PSCAD/EMTDC建立典型35k V含DG电网模型对VCITO保护方案进行验证,仿真结果表明该方案能有效解决传统反时限过电流保护在DG接入场景中存在的选择性失配与速动性弱化问题,且具有较强的灵敏性。     

基于双电压互感器的中性点不接地配电网对地参数实时测量新技术EI北大核心CSCD

为解决中性点不接地配电网对地参数测量过程中互感器内阻抗及消谐电阻导致的测量误差以及无法直接测量对地泄漏电导的问题,该文提出基于双电压互感器的中性点不接地配电网对地参数实时测量新技术,采用双电压互感器:在配电网零序电压互感器开口三角侧注入特征频率电流信号,信号注入单元等效为恒流源;同时在另一开口三角侧空载的零序电压互感器测量返回的该特征频率电压信号,利用双电压互感器构成特征信号的循环回路,实现对地电容与对地泄漏电导的实时测量。在特征信号回路中,电流注入与电压测量单元直接作用于对地参数支路,利用特征频率信号流通回路的阻抗分布特性,从原理上消除测量等效电路中互感器内阻抗引起的测量误差,以及消谐电阻对参数测量的影响,大幅提高了配电网对地参数测量的精度。在PSCAD/EMTDC仿真环境及长沙市某变电站10 kV侧对提出的对地参数实时测量技术进行仿真分析与工程现场实测分析,分析结果表明该方法测量精度高,且参数测量过程具有安全、简便、经济的特点。     

基于信号频谱特性的配电网故障行波检测方法

针对配电网干扰情况下微弱故障信号特征不明显导致行波采集设备难以有效检测故障行波信号的问题,提出一种基于信号频谱特性的配电网故障行波检测方法。首先,通过分析配电网故障行波的传输特征与频率特性,建立基于波形增量比值的启动判据,对设备采样数据进行预处理,减少行波定位装置的误启动。然后,引入鲁棒性局部均值分解(robust local mean decomposition, RLMD)方法处理采样数据,滤除采样过程中的干扰信号,减少噪声信号的影响。最后,根据行波低频含量衰减较小而高频含量衰减快的性质,建立故障行波辨识判据,辨识配电网故障行波信号。仿真表明,所提方法能够有效检测微弱故障时的行波信号。     

主动配电网系统负荷控制与电能质量监测

主动配电网系统是适应分布式电源接入进行主动控制与管理的新型配电系统.分析主动配电网系统的可中断负荷特性;基于智能计量技术和通信技术建立柔性负荷控制模型,提出负荷控制策略;并针对主动配电系统电能质量恶化问题,研究基于负荷终端的电能质量在线监测技术,提出基于HHT的电能质量检测方法;主动配电网系统实例仿真分析结果验证了该负荷控制和电能质量监控技术的优越性.     

基于双曲正切函数动作特性的风电场集电线路反时限保护方法

为解决风电场集电线路保护存在的选择性失配与速动性弱化问题,分析风电场集电线路保护与箱变熔断器间的动作配合策略,理论推导双馈异步风电机(doubly-fed induction generator,DFIG)故障电流稳态工频交流分量幅值随电压跌落程度与Crowbar阻值的变化规律,揭示集电线路保护发生选择性失配的机理与速动性弱化的原因。提出一种基于双曲正切函数动作特性的风电场集电线路反时限保护方法,实现风机箱变熔断器与集电线路保护之间的反时限动作特性配合。利用PSCAD/EMTDC搭建含DFIG的规模化风电场模型模拟多种故障条件对集电线路反时限保护方法进行验证,仿真结果表明该方法能够全面优化熔断器与集电线路保护的配合特性,解决不同集电线路保护之间的选择性失配难题,同时大幅提升动作域内集电线路保护的速动性能。     

基于相电压差值极性的配电网单相接地故障检测方法

针对现有配电网自动化设备和方法难以快速准确检测线路单相接地故障的问题,提出一种基于相电压差值极性的配电网单相接地故障检测方法。通过分析配电网线路单相接地故障时的电压幅值特征,考虑中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统的区别,揭示线路单相接地故障时故障相与非故障相的电压幅值关系。利用故障相与非故障相的电压幅值特性,定义线路的电压差值极性系数,建立相应的单相接地故障检测判据,实现线路单相接地故障的快速检测。仿真结果表明,所提方法能够有效检测线路单相接地故障,检测结果不受中性点接地方式、负荷波动和故障角度的影响,具有较好的抗高阻故障能力。现场试验表明,所提方法可在3 ms内检测线路是否发生单相接地故障,可有效检测2.5 k过渡电阻的单相接地故障,具有较好的工程适用性。     

配电网接地故障相主动降压消弧成套装置及其现场试验

中性点非有效接地配电网易发生间歇性弧光接地故障,产生过电压,危及人身设备安全,甚至引发电缆通道火灾。针对该问题,提出了接地故障相主动降压消弧控制原理与技术,研发了成套装置,通过灵活调控零序电压,控制故障点电压低于故障电弧重燃电压,强迫故障电弧自行熄灭,实现间歇性弧光接地故障的不停电消除,且有效抑制过电压。通过大量实验室测试、实际变电站实测与运行,验证了接地故障相主动降压消弧技术的正确性和可行性。     

地铁杂散电流引起变压器直流偏磁电流的相关性分析

地铁运行过程中泄露的杂散电流导致附近地表电位发生改变,使各个接地变压器处于不同的地电位上,引发变压器的直流偏磁.为探究地铁杂散电流引起变压器直流偏磁电流之间的数值关系,针对地铁的双端供电模式的运行环境,研究地铁供电系统中杂散电流泄露方式与引起变压器直流偏磁的流通路径,揭示地铁运行过程中变压器直流偏磁的产生机理;基于双端供电的杂散电流分布离散模型,考虑杂散电流的泄露路径对变压器直流偏磁的作用机理,搭建杂散电流引起变压器直流偏磁电流的等效电阻模型,建立变压器直流偏磁电流随地铁运行工况变化的计算方程,实现由杂散电流引起的沿线变压器中性点直流电流的数值分析与计算;利用CDEGS仿真模型验证该模型的有效性,能够准确计算地铁站附近的变压器中性点直流偏磁电流,对地铁站、变电站的规划建设具有一定的指导意义.