复杂配电网的电压暂降随机预估方法

新型输配电技术的发展以及现代电力用户对电能质量要求的不断提高,使得电压暂降的分析、评估成为当前电能质量研究中的一项重要内容.本文提出系统重构法(RCS)进行复杂配电网的电压暂降随机预估.RCS方法是直接法的延伸,通过对重构系统的潮流计算直接求解电压暂降计算式中的系数项,分别计算三相短路故障、单相接地故障、两相接地故障和相间故障4种故障类型下的电压暂降凹陷域和相应的评估指标.对IEEE-30节点系统的分析和计算证明,本文方法适用于大规模复杂配电系统的电压暂降随机预估.     

基于网络传播特性的配电网电压暂降随机预估方法

敏感负荷的大量投运使得用户对电能质量的要求不断提高,电压暂降的快速有效预估成为当前电压暂降研究的一项重要内容。提出了一种基于网络传播特性的配电网电压暂降随机预估方法。首先基于配电网拓扑搜索电压暂降传播路径,通过序分量法获得不同路径下电压暂降的垂直/水平传播特性。进而根据路径搜索结果建立故障源至负荷侧的配电网电压暂降传播方程。最后结合不同故障类型及线路故障率计算暂降凹陷域和相应预估指标。对某实例配电网系统开展算例分析,验证了所提方法的有效性与优越性。     

计及负荷特性的电压暂降随机预估

提出一种改进的电压暂降随机预估方法,并应用于具有多项式负荷模型的配电网评估中。该方法按照系统不同故障时的节点功率方程建立统一的牛顿型迭代方程,针对牛顿法不能保证迭代可靠收敛的问题,采用可变步长的Levenberg-Marquardt（LM）方法计算得到4种故障类型下的电压暂降域及评估指标。IEEE 30节点系统的计算证明了考虑负荷模型的必要性以及所述方法的有效性。     

基于EMTDC电压暂降随机预估的仿真研究

现代电网和负荷构成的变化使电压暂降成为热点。研究电压暂降特征的方法有电压质量监测和随机预估。与电压质量监测相比,随机预估方法能够在短期内得到负荷处的电压暂降特征。总结了两种较成熟预估方法的不足,提出了运用蒙特卡洛法(Monte-Carlo)进行此项研究的思想。建立了电力系统故障状态变量的数学模型,基于EMTDC/PSCAD对典型的IEEE RBTS 6母线测试系统的故障情况做了大量的仿真。通过比较各故障状态变量数学模型的概率分布值与其仿真中取值的概率分布,可以证明仿真结果是可信的。最后获得了6个负荷点处的电压暂降分布图,并分析了网络结构对电压暂降分布的影响。本文所做的仿真对实际系统的暂降特征的研究有一定参考价值。     

基于随机预估和模糊评判的电压暂降风险评估

在电压暂降发生时,电压暂降起始点和相位跳变的测量难以在实测中实现,给基于实测法的电压暂降评估带来了阻碍,而且在传统的电压暂降评估中也忽略了这两个特征量.针对这一缺陷,提出了一种基于随机预估和模糊评判的电压暂降风险评估方法.首先,对线路故障概率评估方法和系统短路故障模型进行了改进;然后,结合该方法和模型,在PSCAD/EMTDC平台构建IEEE-14节点系统模型进行了仿真计算,得出系统每个节点在每次仿真中的电压暂降幅值、电压暂降持续时间、电压暂降起始点和相位跳变这4个特征量数据,并考虑将电压等级在内的5个影响因素依据各自的影响度区间进行严重程度等级划分,根据划分结果和仿真数据通过模糊统计法得出各节点各指标对评价等级的隶属度;最后,通过模糊运算得出电压暂降风险评估结果.评估结果表明了该评估方法的科学性和有效性.     

考虑故障电阻随机不确定性的电压暂降监测点优化配置

电力系统元件发生短路故障时,故障电阻客观存在且具有随机不确定特性。为提高电压暂降监测点配置方案在不同故障电阻条件下的工程适用性,需将故障电阻这一关键参数引入到监测点优化配置模型中。首先基于网络参数和短路计算构建临界故障电阻矩阵,在此基础上以监测点数最少为目标,以各故障点短路时最小电压暂降可观率为约束,建立考虑故障电阻随机不确定性的监测点优化配置模型,并用遗传算法求解最优配置方案。应用该方法对IEEE 30节点测试系统进行了仿真分析,结果表明该方法能有效监测非金属性短路故障引起的电压暂降,相比传统方法更具工程实用价值。     

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。     

一种考虑电压暂降分布域的电能质量监测仪的优化配置方法

提出一种利用整数规划和粒子群优化算法,对考虑电压暂降分布域的电能质量监测仪进行优化配置的方法.通过PSCAD/EMTDC仿真建立一个能反映电压暂降域的0～1敏感度矩阵,形成整数规划的约束条件,以监测装置安装数量最小化为目标函数,采用粒子群算法进行优化.目的是在满足短时电压扰动阀值和配置规则的前提下,用最小数量的监测装置...     

一种精确确定电压暂降凹陷域的算法

提出一种基于节点阻抗矩阵确定电压暂降凹陷域的算法,根据电压暂降幅值与传输线故障距离的解析关系式,计算得到各种短路故障情况下各电压限值对应的临界故障点.对任意给定网络参数的电力系统,可确定各种短路故障情况下不同电压限值对应的电压暂降凹陷域.并在此基础上考虑电压暂降持续时间、相位跳变等因素,对电压暂降凹陷域进行修正,从而更...     

电力系统电压暂降分析计算方法综述

随着现代化电力电子设备的广泛应用,电压暂降(voltage sag)已日益成为电力部门和用户所关注的电能质量问题.文章介绍了电压暂降的基本概念,指出分析计算电压暂降的重要性,将目前所采用的分析计算方法归纳为统计法、随机预估法和电磁暂态分析法,并综述了各种分析计算方法的基本思想、理论成果和应用情况,特别强调了采用电磁暂态分析电压暂降过程的的重要性,最后提出一些值得深入探讨的问题.     

电压暂降频次两点估计随机评估方法

暂降域求解方程是关于故障距离的高阶非线性方程,求解时统一考虑敏感设备耐受电压、系统母线正常运行电压等随机因素是难点.针对此问题,提出了基于两点估计法的电压暂降频次评估方法.该方法综合考虑了以上两个随机因素,以各随机变量的高阶矩构造估计点,通过较少的确定计算获得频次的期望值.对IEEE30节点系统仿真分析,并与蒙特卡罗法比较证明,频次的两点估计法在具有较高精度的同时,计算时间成倍减少,体现了精度高、计算量少的优点;相比原有理想确定性模型,评估结果量化了不同随机扰动特征的影响,具有适应性好、符合客观实际的特点,有一定的工程实用价值.     

复杂电网多重故障条件下的电压暂降分析

针对复杂电网发生多重故障时的电压暂降问题,提出一种新的分析方法。该方法将所有故障点视为虚拟节点并引入多重故障点位置参数。通过计算虚拟节点与非故障节点、虚拟节点之间的互阻抗和自阻抗,将节点阻抗方程进行扩展。结合各故障点的故障边界条件计算得到各故障电流相量,进而推导出电网中任意节点故障电压相量关于多重故障位置参数的函数,最后结合阀值电压进行电压暂降分析。在标准IEEE 30节点系统中验证所提出的电压暂降分析方法的有效性。     

电压暂降频次两点估计随机评估方法

暂降域求解方程是关于故障距离的高阶非线性方程,求解时统一考虑敏感设备耐受电压、系统母线正常运行电压等随机因素是难点。针对此问题,提出了基于两点估计法的电压暂降频次评估方法。该方法综合考虑了以上两个随机因素,以各随机变量的高阶矩构造估计点,通过较少的确定计算获得频次的期望值。对IEEE30节点系统仿真分析,并与蒙特卡罗法比较证明,频次的两点估计法在具有较高精度的同时,计算时间成倍减少,体现了精度高、计算量少的优点;相比原有理想确定性模型,评估结果量化了不同随机扰动特征的影响,具有适应性好、符合客观实际的特点,有一定的工程实用价值。     

一种电压暂降及电压凹陷域的计算方法

介绍了电压暂降分析的计算方法,主要分为两类:实测统计法和随机估计法,主要讨论了随机估计法的两种算法:故障点法和临界距离法;在此基础上提出将二者有机结合的算法,最后通过实验和仿真的方法说明了该算法不仅可以准确确定系统发生故障时各变电所、各母线的电压暂降;而且能够确定电压暂降凹陷域的范围,从而说明了该算法的可行性和准确性。     

考虑电压暂降非线性分布的配网故障区段定位

提出一种新的配网故障区段定位方法,根据电压暂降在线路呈非线性分布的特性,仅用单端测量采集到的电压暂降特征进行故障区段定位。对某配电网进行故障模拟分析,建立节点电压暂降数据库和电压暂分布函数降数据库,当实际短路故障发生时,将监测点采集的电压暂降与数据库中的电压暂降数据进行匹配,搜索出所有可能故障区段,计算故障点电压暂降与可能故障区段的电压暂降分布函数的离差,并认为离差最小对应的区段为最有可能故障区段。通过对一个11 kV典型配电网进行单相接地短路故障仿真,结果验证了所提方法的有效性和准确性。     

考虑故障不确定性的电压暂降监测点优化配置方法

针对现有可观测区域(monitor reach area, MRA)方法未考虑故障不确定性因素,导致电压暂降监测点配置不合理的问题,提出一种考虑故障不确定性的电压暂降监测点优化配置方法。首先,基于蒙特卡洛生成典型故障集合,计算故障不确定性MRA矩阵以及节点SAFRI指标权重;然后,以传统MRA矩阵和故障不确定性MRA矩阵为约束条件,以节点指标权重为优先级,实现配置数量最小化和优先级权重最大化的暂降监测点优化配置方法;最后,通过IEEE 39节点算例验证所提方法的合理性。试验结果表明,方法可解决现有监测配置对故障不确定性因素考虑不足易产生监测盲区的问题。     

考虑敏感区域的电压暂降监测装置优化配置

电压暂降无法避免且对敏感负荷危害严重,合理配置有限监测装置可以降低监测成本,并为暂降治理、降低暂降危害提供数据支撑,因此暂降监测装置的优化配置有重要意义。本文针对传统方法忽略不同区域发生暂降危害程度不一致的问题,提出一种考虑暂降敏感区域监测可靠性和同步相量测量装置（phasor measurement unit,PMU）布点的暂降监测装置联合优化配置模型。该模型以暂降可观为约束条件,以监测装置数目最少,覆盖暂降敏感区域范围最广为目标,并进一步配置PMU用于辅助监测电压暂降。此外,本文采用Zeroin方法提高了暂降域计算的准确性。IEEE30系统仿真表明本文方法可以保证装置数目最少并对敏感负荷高冗余度覆盖,保障其经济效益。本文所提方法克服了难以平衡监测成本与敏感区域监测能力的困难。     

考虑母线电压暂降非线性分布特征的配电网故障定位

根据母线处电压暂降的非线性分布特征,提出一种配电网故障定位新方法.首先得到母线处电压暂降的幅值和相位跳变关于故障距离在各线路区段上的非线性分布解析式,然后结合电压实测值,用复数的实虚部分离法估算故障电阻,最后用弦割法计算故障距离,根据最小故障距离偏差识别故障区段;结合故障测距和故障区段结果达到准确定位,解决了多分支辐射式配电网的故障定位问题.通过对IEEE 13节点测试系统在不同故障电阻、负荷波动及分布式电源接入等条件下仿真,结果证明了所提方法的准确性和有效性.     

基于电压曲线特征的电压暂降凹陷域快速计算

针对现有的电压暂降凹陷域计算方法进行了分析研究,提出一种基于敏感负荷节点电压曲线特征的凹陷域快速计算方法.当线路发生单相接地故障时,分析敏感负荷节点电压的表达式,在此基础上定义了由节点阻抗矩阵元素组成的一致性参数和单调性参数,用来判断电压曲线是否具有单调性.根据电压曲线单调与否,把线路分为两类,采用不同的临界故障点计算方法.以IEEE 39节点标准测试系统为例,分析敏感负荷节点的凹陷域.并与已有的解析式法对比,结果表明,该算法在保证精确度的前提下提高了计算速度.     

考虑新能源出力相关性的电网电压暂降随机预估

针对含有风电、光伏及电动汽车充电站的新能源电力系统,提出了一种考虑新能源出力相关性的电网电压暂降随机预估方法。首先构建了故障信息随机模型及新能源出力随机模型,采用拉丁超立方采样（Latin hypercube sampling,LHS）得到故障信息样本,利用皮尔森相关分析法确定同一类型新能源出力的相关系数后,采用Nataf变换及LHS法得到含有相关性的新能源随机出力样本;然后通过故障仿真模拟,得到一系列暂降事件,计算各节点电压暂降指标,预估各节点电压暂降情况;最后以IEEE 30节点为例进行了仿真分析,研究相关系数变化下的新能源出力及不同类型新能源的接入对电网电压暂降的影响。