基于实测数据的电压暂降特性分析

实测数据是分析事物本质属性的最优资源。以某些大型城市电网电能质量监测系统中电压暂降的实测数据为基础,从典型波形、统计表格、累计概率、暂降相序4个方面对不同电压等级下的暂降事件进行分类统计,总结并分析不同类型暂降事件的统计与描述特性。相关结果表明:根据电压暂降均方根值波形的变化特征,可将其划分为4种类型;考虑不同类型的波形特征,不宜采用现有持续时间与幅值的描述方式,建议采用多暂降域值和持续时间的电压暂降描述方法;建议在IEC61000-2-8与国标的暂降统计表格中,对0.1 s内的持续时间进行更加详细的区间划分;给出的电压暂降幅值与持续时间的累计概率曲线能够分析各特征量的分布特性。     

基于平均点线距的电压暂降系统级评估方法

为系统比较不同区域电压暂降的严重程度,从电网电压暂降整体水平出发,提出了系统级的电压暂降严重程度评估方法。该方法通过聚类分析确定持续时间区段,求取不同持续区段内残余电压的中位数并绘制中位数线。随后提出平均点线距指标以量化评估各个区域电压暂降严重程度,并根据不同区域的指标分布特征进行电压暂降水平等级划分。某市实际监测数据的评估验证了所提方法的正确性与合理性。该方法能在大量监测数据中有效提取不同区域电压暂降的严重程度信息,从残余电压和持续时间2个维度实现电压暂降的系统级评估,有利于区域间电压暂降水平的对比。     

基于平均点线距的电压暂降系统级评估方法

为系统比较不同区域电压暂降的严重程度,从电网电压暂降整体水平出发,提出了系统级的电压暂降严重程度评估方法。该方法通过聚类分析确定持续时间区段,求取不同持续区段内残余电压的中位数并绘制中位数线。随后提出平均点线距指标以量化评估各个区域电压暂降严重程度,并根据不同区域的指标分布特征进行电压暂降水平等级划分。某市实际监测数据的评估验证了所提方法的正确性与合理性。该方法能在大量监测数据中有效提取不同区域电压暂降的严重程度信息,从残余电压和持续时间2个维度实现电压暂降的系统级评估,有利于区域间电压暂降水平的对比。     

海南电网电压暂降监测数据特征分析

电压暂降监测数据特征分析是明确地区电压暂降水平的关键手段之一,可为电压暂降治理及预防提供基本信息。以海南电网电能质量监测平台的电压暂降监测数据为基础,对电压暂降波形幅值、持续时间、相位跳变和暂降类型4个特征量进行计算和分析。结果表明：该地区70%的实测暂降的幅值高于0.7 pu,持续时间小于0.1 s;90%的实测电压暂降的相位跳变在[-10°,10°]内,可推测该地区敏感设备可以躲过绝大多数因相位跳变而导致设备故障的暂降事件;60%的实测电压暂降的暂降类型为单相接地故障导致的D型,A型对称暂降仅占比3.79%。所分析的数据和结果可为电网侧和用户侧的电压暂降治理决策、设备参数设置和调试相关参数提供技术基础。     

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。     

基于熵权法的电压暂降严重程度综合评估方法

提出了一种基于熵权法的节点电压暂降严重程度评估方法。首先,基于IEC61000-2-8表格确定评价指标及其等级划分;然后,采用层次分析法与权值函数法分别计算持续时间与幅值影响度,进而假设持续时间与幅值相互独立,定义了复数形式的电压暂降影响度,并以标准化模值量化影响度的大小;最后,通过熵权法将基于层次分析法与基于权值函数法的电压暂降影响度赋权求和得到基于熵权法的电压暂降综合影响度。使用所提出评估方法分析某城市电网电压暂降监测数据的结果表明,通过熵权法将层次分析法与权值函数法结合,计算结果较使用单一方法更为合理,所提电压暂降综合影响度指标可以更全面地描述电网中典型监测节点的电压暂降严重程度。     

低压脱扣器电子电路电压暂降敏感特性试验研究

在对低压脱扣器电磁结构的工作状态进行简要分析的基础上,制定试验方案,建立基于自主研制的电压暂降发生仪的试验平台。以220 V低压脱扣器为对象,进行了电子电路电压暂降敏感特性试验,获取低压脱扣器电子电路在输入不同暂降信号时的输出电压波形。结合低压脱扣器的电压耐受曲线,将电子电路的工作状态划分为幅值较小、幅值较大、持续时间较短、持续时间较长、中间的幅值和持续时间、正常工作6种模态。分析了每种模态下电子电路的输入和输出电压实测波形及其对低压脱扣器动作情况的影响,结果表明:电子电路的输出电压波形与输入电压暂降信号的幅值和持续时间呈现规律的关联关系,输出电压波形具有明显的分阶段特征,决定了低压脱扣器的动作特性。     

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.     

设备侧电压暂降严重程度评估方法研究

综合考虑ITIC曲线、SEMI曲线和C4.110工作组提出的敏感设备耐受曲线,基于严重程度函数单调性和连续性的实际分布特征,分别建立了单相、两相和三相电压暂降影响度函数;在此基础上考虑电压暂降非矩形实测波形,利用多暂降阈值描述改进影响度函数,从而提出了一种考虑电压暂降类型与多暂降阈值描述的多暂降阈值设备侧电压暂降严重程度评估方法,该评估指标综合考虑设备耐受曲线及电压暂降事件的持续时间、暂降幅值、暂降类型和暂降波形评估严重程度。实例分析验证了所提方法的正确性。     

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。     

电网结构对电压暂降传播的影响及其量化分析方法

有效的电压暂降治理方法对减少用户经济损失起着重要的作用。现有电压暂降治理方法基于随机预估等方式获取电网各节点的电压暂降水平,从而针对暂降严重的节点进行治理,但这些方法仅能量化暂降水平的大小,难以分析造成暂降严重的根本原因,治理效果亟待提高。其本质原因在于忽视了电压暂降在电网中的传播规律和电网结构对电压暂降的影响机制。为此,对电压暂降受电网结构属性的影响进行分析并对其量化方法开展研究。首先,基于电网故障模型分析电压暂降幅值与电网结构的关系,并将监测周期内多次故障下电网所有节点电压平均幅值构成的序列定义为电压暂降模式,以挖掘电压暂降受电网结构属性的影响;然后,通过分析电压暂降的传播特性,从电网拓扑属性和物理属性出发提出电压暂降结构性指标,从电网节点规模程度、聚集程度、传播效率和支撑能力等不同的方面量化电网结构对电压暂降的影响;最后,提出电压暂降受电网结构影响程度的综合评估方法,为电网侧电压暂降治理提供决策支持。基于IEEE 30节点系统的仿真结果验证了所提方法能够反映电网结构对电压暂降的影响规律,以敏感用户接入电网的规划为例,验证了所提结构指标有助于从电网侧治理电压暂降问题,并能够对优质供电园区的电网规划与重构、电网运行方式反演、电压暂降传播途径抑制等措施提供决策支持。     

电容式电压互感器电压暂降测量误差分析及校正

电压暂降是影响现代电网最为突出的电能质量问题之一,在进行大范围高压系统电压暂降监测时,必须考虑到含储能元件的电容式电压互感器（capacitor voltage transformer,CVT）所造成的不利影响。根据CVT结构推导了其测量电压暂降的误差并指出了影响该误差的内外部因素,而后构建了仿真模型,详细研究了暂降初相角、残余电压、CVT参数及负荷对电压暂降持续时间、暂降幅值以及相位跳变等特征量的影响及敏感度,最后提出一种基于虚拟阻抗补偿的CVT电压暂降测量误差校正方法,消除了电压暂降不确定性造成的测量误差多样性问题,仿真结果表明该方法的有效性,为普遍采用CVT的高压系统电压暂降准确测量提供了可行的校正方案。     

基于延迟小角度法和自适应复合形态滤波器的电压暂降检测方法

针对当前现代电网建设电压暂降故障频发和传统电压暂降检测算法准确性和快速性不足的问题,提出一种电压暂降检测新方法。单相电压首先经过自适应复合形态滤波器进行最优尺度滤波处理,再延迟一个小角度构造相互垂直且正交的αβ两相电压,经过αβ-dq变换得到电压暂降幅值、相位跳变和持续时间等特征量。在Matlab/Simulink中搭建新型电压暂降检测算法仿真模型,与传统滤波算法和电压暂降检测算法进行了对比分析。基于TMS320F28069DSP处理器设计了高速的数据采集与处理电路,搭建了电压暂降检测平台,对所提方法进行了工程验证。仿真结果表明所提方法在电网谐波噪声干扰、电压暂降、相位跳变等工况下具有较高的准确性及灵敏度,实测系统总体响应时间小于5 ms,所提方法可行有效。     

基于正序分量相位差的电压暂降源定位方法

针对复杂网架结构和多扰动源类型场景下传统电压暂降源定位方法失效的问题,提出一种基于正序分量相位差的电压暂降源定位方法。首先,应用线性电路的叠加原理,分析扰动源作用下电网有功功率传输规律,并以电压与电流间相位差表征电压暂降源相对位置不同时功率转移方式的差异;然后,引入瞬时对称分量法,得到不受扰动源类型和网架结构限制的电压暂降源定位判据;最后,通过仿真与实例验证证明了所提方法的有效性与准确性。     

不对称电压跌落下分布式新能源多目标主动控制策略研究

在电网电压不平衡跌落下,分布式新能源面临多控制目标缺乏协调、控制策略复杂等问题,严重情况下导致切机,影响电网稳定运行。对此,充分考虑电压跌落场景,提出了一种不对称电压跌落下新能源多目标主动控制策略。首先,充分考虑电网阻抗对于电压的影响,建立了不对称电压跌落下的逆变器正负序电压支撑方程,实现了对相电压的灵活控制。其次,提出了不对称电压跌落下多个新能源控制目标,并建立了基于正负序有功和无功电流的控制目标方程。在此基础上,深入分析多控制目标相互制约机理,并根据电压跌落程度优化控制目标,构建不同场景下的目标函数与约束条件。最后,利用Fmincon优化算法,实现并网逆变器在不对称电压跌落下的多目标优化控制。利用Matlab/Simulink仿真平台,验证了该方法在不同电压跌落场景下的有效性。     

电压暂降起始点与相位跳变对交流接触器影响的分析

电压暂降是电能质量中较为严重的问题之一,它对交流接触器等敏感设备造成了严重的影响。除电压暂降幅值和持续时间两个特征量会影响交流接触器的正常运行外,暂降的起始点、相位跳变等特征量也会对交流接触器的通断造成较大影响。文中进行了电压暂降对交流接触器影响的机理分析,建立了仿真模型,进行了暂降起始点、相位跳变对交流接触器磁通变化的影响分析与接触器通断分析;选取主流厂家生产的8个交流接触器进行了试验研究,得到了与机理分析相一致的结果,并绘制了电压暂降不同起始点与相位跳变特征量下交流接触器的耐受度曲线,可为交流接触器应对电压暂降问题提供基础数据,以减小电压暂降对其造成的影响,降低经济损失。     

一种基于改进灰色关联分析的电压暂降源识别方法

为准确识别电网中各类暂降源,提出了一种基于改进灰色关联分析的电压暂降源识别方法。分析了其产生机理,并利用暂降分段法,分析电网中各类暂降源的波形特点;针对传统灰色关联分析模型的不足,利用熵权法进行改进;提取电压暂降波形的时域特征,形成六类暂降源对应的标准参考序列和待识别暂降源对应的比较序列,利用改进的灰色关联分析模型计算参考序列和比较序列的关联度,实现暂降源的准确识别。通过PSCAD/EMTDC仿真和实测数据对所提方法进行验证,并与其他方法对比,证明了所提方法能在样本较少的情况下准确识别各类暂降源,且能确定短路引起暂降的故障类型,具有较大的工程应用前景。