考虑敏感设备中断概率的电网线路改造优质供电运营模式研究

在电网侧进行治理能更大范围减少电压暂降事件的影响，而针对电网侧电压暂降治理的运营模式尚未深入研究。为此，提出了考虑敏感设备中断概率的电网线路改造优质供电运营模式。以各敏感设备电压暂降不确定区间内发生的小样本监测数据的暂降幅值、持续时间与中断状态3个特征，通过支持向量机(support vector machine,SVM)概率输出评估设备的生产中断概率，准确评估敏感设备的中断次数。以电网公司与各敏感用户收益最大为目标，考虑各线路改造技术的治理效果，用博弈理论纳什积最优解求取服务费比例，计及中断频次约束、经济约束等约束，建立电压暂降线路改造多目标优化模型。使用非支配排序多目标遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II)对所建模型进行求解，求取最优改造方案。以IEEE33节点系统进行算例仿真，考虑全部用户参与和部分用户不参与改造方案的2种场景，验证了所提优质供电服务模式的经济性和实用性。     

基于随机预估与局部变权的电压暂降风险评估

在电压暂降中,暂降幅值与暂降时间大多集中在某个集中的区间,且不同故障类型下导致的电压暂降的指标变化也会存在较大差异。针对传统评估方法往往忽略了暂降指标的变化趋势的问题,提出了基于随机预估和局部状态变权的系统侧电压暂降评估方法。应用改进线路的故障概率模型和系统短路故障模型,使仿真数据更加贴合实际。在PSCAD/EMTDC平台建立IEEE-14节点系统模块进行仿真计算,确定了系统各节点在仿真中的电压暂降指标,以及在不同故障类型下的评估指标;然后通过局部状态变权的方法,得出考虑了暂降严重性的变化趋势的评估结果。评估结果表明,基于惩罚–激励效应的评估结果既能表达电压暂降指标的客观数据信息,又能够体现决策者的主观意志。     

电压暂降引起敏感设备的故障频次研究

提出了监测点在监测时间段内电压暂降引起敏感设备故障频次的研究方法。在生活生产中,电压暂降对敏感设备的破坏是一种严重的电能质量问题,电压暂降引起敏感设备从安全状态到故障状态存在一个过渡过程,敏感设备在电压暂降耐受区域内故障与否存在不确定性。本方法运用概率密度函数刻画电压暂降发生在不确定域内时引起敏感设备故障的情况,通过统计监测点在该时间段内各次电压暂降事故的特征量,通过多点测定累积得出敏感设备在该时段内的故障频次。用台式计算机作为实验设备验证本方法,并与运用ITIC曲线得出的结果进行比较,证明该方法的优越性与准确性。     

不确定条件下计及线路保护动作特性的电压暂降频次评估

线路保护的动作时限将直接影响电压暂降的重要指标之一——持续时间。针对线路发生故障的情况,对不同动作时限特性的线路保护装置对电压暂降幅值与持续时间的影响展开了研究。计算线路单端跳闸而故障未消除时的多级电压暂降幅值,并根据线路保护的动作特性和故障位置确定电压暂降幅值区间以及不同线路、相同电压暂降区间内的电压暂降持续时间。基于蒙特卡罗模拟法研究不确定条件下的故障信息概率模型,结合保护动作特性对电压暂降幅值及持续时间的影响提出了不确定条件下的计及线路保护动作特性的电压暂降频次评估计算模型,同时考虑故障信息随机性及线路上不同保护类型动作特性对目标节点进行分析,给出包含电压暂降持续时间信息的年均预期电压暂降频次。标准IEEE 14节点系统的仿真结果证明了所提计算方法的正确性和有效性。     

考虑系统峰谷时变区间特性的电压暂降频次评估

故障前电压是影响系统电压暂降频次评估的重要原因之一。现有电压暂降频次随机评估方法,通常假定发生故障前系统母线电压为额定值,而实际故障前电压在电压曲线区间范围内变化,且不同运行方式下随着峰谷变化有不同区间边界。针对故障前电压实际特征,建立故障前电压的数学模型———幅值区间矩阵和时间权重点值矩阵,体现了故障前电压峰谷、时变、区间三大特征。在此模型基础上提出用区间分析的方法评估电压暂降频次的一般步骤。通过对实际区域电网仿真分析,并与故障前电压为额定值和实际截面电压评估结果比较,证明了该模型和算法的正确性和有效性,采用提出方法对电压暂降进行评估,更符合工程实际。     

考虑不确定性的电压暂降不兼容度和影响度评价指标及方法

随着敏感性用电设备的大量使用,电压暂降已经成为最重要的电能质量问题之一。合理、准确评估电压暂降的严重程度和电压暂降对敏感设备造成的影响,不仅能够用来衡量系统供电质量的优劣,而且也是电力市场环境下电能按质论价的前提。为合理、准确地评估电压暂降的严重性,将不确定性表示方法应用于电压暂降严重性评估中。采用云模型描述电压暂降幅值特征和设备电压耐受能力;将正态云模型的期望曲线作为隶属函数,采用模糊安全事件隶属函数方法描述设备受电压暂降影响可能出现的故障状态。建立了一种用云模型表示和计算的电压暂降不兼容度和影响度指标,以反映电压暂降的严重性和对设备造成的影响程度。用配电网电压暂降仿真模型进行仿真分析,给出了评估结果,验证了方法的可行性和合理性。     

省级电网电压暂降评估与工业用户潜在供电点优选

针对省级电网大多节点缺乏电压暂降实测数据和评估结果,从而造成工业用户入网缺乏依据的问题,提出了仿真计算省级电网节点电压暂降指标以及优选工业用户潜在供电点的方法.为了更准确地评估节点电压暂降水平,提出了省级电网的仿真计算范围,并考虑了因仿真范围扩大而凸显的不同电压等级线路的故障率和故障类型比例的差异性;考虑10 kV电压等级线路故障,扩展电网调度部门10 kV电压等级线路的BPA模型数据,并实现自动调用BPA并行仿真计算得到电网侧的节点暂降指标;引入暂降关联成本的概念,综合考虑电网侧暂降指标、用户侧负荷暂降耐受力、暂降经济损失以及专线架设费用等因素,优选潜在供电点;通过对某省电网进行实例分析,验证了所提方法能有效避免电压暂降过评估或欠评估问题,为工业用户优选潜在供电点提供参考.     

电力用户电压暂降问题分析与仿真

电压暂降事件给用户带来巨大的经济损失.全面分析用户的电压暂降事件,得出导致用户电压质量问题的原因,从而获得解决用户电压暂降问题的方法.分析用户电压暂降事件的类型、地点、发生时间和与天气的关系,并与供电局调度记录对比,以了解用户面I临的主要电压问题和产生的原因.通过建立用户的供电模型,对各种故障情况进行仿真分析,获得不同故障地点对用户电压的影响程度,指出供电区域内的输电网故障是引发用户电压质量事件的主要原因,并分析区域内的薄弱环节,有针对性地为解决用户电压暂降问题和提高用户供电质量提供决策依据.     

基于经济等效时间考虑电压暂降的供电可靠性评估方法研究

随着工业用户敏感设备增多,电压暂降对工业过程正常运行的影响不可忽视,现有的计及电压暂降的供电可靠性评估方法还不够完善。在现有供电可靠性评估方法基础上,从工业过程的结构、功能和安全性角度出发,提出一种基于经济等效时间的计及电压暂降的供电可靠性定量评估体系。根据过程免疫时间,划分不同暂降下的过程运行状态。考虑过程中断概率、功能损失和暂降安全区域,计算结构、功能和安全损失等效时间,从而得到计及电压暂降的可靠性指标。采用模糊物元法,计算结构、功能和安全损失等效时间的权重,得到计及电压暂降的供电可靠性综合指标。通过仿真分析,证明本文方法的合理性和有效性。     

电压暂降评估指标(Ⅰ)——电网薄弱环节指标

电压暂降问题给电力用户带来巨大经济损失,需要供电企业和用户双方共同努力加以解决.采用合适的评估指标,有利于为双方解决问题提供依据.电网薄弱环节识别指标是从供电企业的角度提出.利用蒙特卡洛模拟方法,获得网架改造后电压暂降幅值的期望值.仿真结果与实际统计的差别,表示故障地点对电压暂降幅值的影响;故障发生次数则表示电网故障对电压暂降发生频次的影响.综合二者形成电网薄弱环节识别指标,可综合体现出电网故障对电压用户电压暂降事件的影响,从而表征电网中的薄弱环节.通过指标计算,为供电企业电网改造地点提供更加明确的指导.     

考虑不确定区域的敏感设备电压暂降兼容能力分析

研究敏感设备的电压暂降兼容能力是十分重要的问题。本文对传统方法进行了理论研究,分析了其存在的不足,并提出了一种考虑不确定区域兼容概率的敏感设备电压暂降兼容能力分析方法,建立设备侧和电网侧的故障概率模型,并选取合适的分布函数建立设备侧和电网侧的故障概率分布函数,进而计算设备耐受曲线不确定区域中的兼容概率和总兼容次数,更加准确地描述了敏感设备的耐受特性,从而较大程度上提高了评估精度。通过实例分析,并与传统拟合方法和兼容能力分析方法作比较,本文建议采用改进最大熵法对设备侧和电网侧的故障概率分布函数进行拟合。本文方法能够为电网、治理厂商和敏感设备用户提供精确的设备与电网暂降兼容性评估结果,给敏感设备的暂降兼容能力分析提供重要参考。     

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。     

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。     

计及负载随机性的设备电压暂降停机概率评估

针对电压暂降下设备停机的不确定性,提出计及负载随机性的不同电压暂降下的设备停机概率评估方法。利用电压耐受曲线分析不同电压暂降下设备停机的不确定性,并对残余电压和持续时间表示的二维空间进行区域划分,获得不同区域内的设备停机不确定性特点;根据不同区域内影响设备停机的因素和设备负载率概率密度函数,建立设备停机的概率评估模型,给出概率评估方法的应用流程。以工业中常用的变频调速系统为评估对象,对所提方法进行了验证。该方法有效计及负载随机性和不同负载率下的电压暂降耐受能力,能更准确地反映电压暂降下设备停机的不确定性。     

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。     

基于能量指标的电压暂降严重程度评估方法研究

能量指标是电压暂降问题的重要指标,基于此本文分别建立系统侧和设备侧电压暂降严重程度分级评估参考基准,直观地展现系统供电电能质量的优劣和设备对电压暂降的响应情况。其中,系统侧电压暂降严重程度分级评估基准以484次实测电压暂降事件的能量指标值作为样本数据,然后利用最大熵原理建立系统最合理的能量指标值分布,分别求取分位值P₉₅、P₇₅、P₅₀和P₂₅作为分级评估基准值;设备侧电压暂降严重程度分级评估基准基于能量指标建立综合负荷的故障率模型,分别求取分位值P₉₅、P₇₅、P₅₀和P₂₅划分基准等级。在此基础上,提出基于能量指标的综合严重程度指标,该指标综合考虑系统侧的暂降事件严重性和设备侧的不正常运行程度,二者分别通过能量指标和设备故障隶属函数反映,可用于实际暂降事件的综合评估。     

敏感设备电压暂降敏感度的正态云模型评估

将经验所得设备电压耐受曲线（Voltage Tolerance Curve, VTC）不确定性的定性概念转换为定量表达是评估设备电压暂降敏感度的关键。用云滴表示VTC曲线的不确定事件,用云模型将VTC曲线的定性概念转换为定量刻画。根据测试样本,用逆向云发生器确定反映VTC曲线总体特征的期望、熵、超熵等数字特征值,用正向正态云发生器确定云滴概率密度函数值,并由此定量计算设备故障概率。以实测结果为样本,对PC机进行评估,并与模糊评估法进行比较,证明云模型评估法正确、有效。     

Probability evaluation method of equipment failure due to voltage sags considering multi-uncertain properties

The existing problem with probability evaluation of sensitive equipment failure arising from voltage sags is how to measure the uncertain properties and determine the mathematical models of influencing factors. In this paper, the uncertain properties of voltage sags, voltage tolerance of sensitive equipment, and equipment operation states are explored. The intension and extension uncertainties of influencing factors are used to distinguish the mathematical properties. Stochastic and fuzzy variables are introduced to quantify these uncertainties. The corresponding models are proposed. A multi-uncertainty evaluation method of sensitive equipment failure probability is presented also. With the proposed method, the maximum entropy method is used to extract the probability distribution of voltage sag intensity while the determination principle of membership function of fuzzy safety event is applied to determine the multi-uncertainty evaluation model. As a case study, a personal computer is simulated. The results show that the proposed method is feasible and effective, and can be deployed in other fields.     

配电系统电压凹陷幅值与频次的区间评估

针对配电系统电压凹陷评估中存在的不确定性,结合区间运算和现有电压凹陷随机评估方法,提出一种配电系统电压凹陷幅值、频次的区间评估模型与算法.在假设系统参数不变的情况下,重点研究了负荷变化和元件故障率不确定对电压凹陷评估的影响,是现有故障定位法的扩展.针对配电系统的结构特点,在研究区间潮流算法的基础上,提出了基于区间估计的电压凹陷幅值、频次评估的数学模型和评估步骤,对RBTS-母线2配电系统进行的仿真证明,该方法仅需进行1次区间评估,就能求出参数在任意区间段上变化所对应的电压凹陷幅值、频次的变化区间范围.仿真结果与确定参数的评估结果比较,验证了算法的有效性和正确性.