基于过程免疫不确定性的工业用户电压暂降经济损失风险评估

针对现有评估方法难以有效刻画工业过程电压暂降响应特性及暂降事件严重度的缺点,提出了一种基于过程免疫时间及其不确定性的电压暂降经济损失分级评估模型。首先,基于过程免疫时间和设备敏感度不确定性,引入了过程免疫时间不确定性的概念,提出参数越限严重性指标,并结合最大熵理论确定电压暂降引起的过程物理参数越限概率;然后,建立了工业过程故障树分析模型,根据各级事件过程免疫时间特征,将暂降事件后果划分为正常、子过程中断和过程中断3个等级,根据暂降事件后果等级进行损失分级评估,有效地提高了经济损失评估精度。实例分析结果验证了所提模型的正确性和可行性。     

敏感用户工业过程的过程免疫时间曲线刻画方法

过程免疫时间曲线是分析敏感用户工业过程对电压暂降免疫力的重要工具。针对实际生产中过程参数监测困难、用户监测意愿低导致过程免疫时间曲线难以刻画的问题,文中提出监测数据缺失或不足时典型工业过程的过程免疫时间曲线模型构建方法。首先,基于典型工业过程结构,利用敏感设备电压暂降免疫时间常数计算过程免疫时间;然后,由经验公式和二次Lagrange插值分别得到无监测数据和少量监测数据情况下过程免疫时间曲线;最后,通过对某天然气压气站大功率电驱离心式压缩机系统的分析,验证了所提方法的可行性与有效性。     

基于改进层次分析法的多级电压暂降严重程度评估

准确评估多级电压暂降的严重程度对敏感设备的稳定运行及电压暂降治理具有重要意义。提出了一种基于改进层次分析法的多级电压暂降严重程度评估方法。首先,分析了瞬时性故障和永久性故障下重合闸相应动作过程的多级电压暂降波形。然后,运用权值函数法求出各级暂降的严重程度。基于过程免疫时间的特性,刻画出敏感设备的多级电压暂降过程免疫时间(process immunity time, PIT)特性曲线。利用各级暂降的关联性和严重程度指标值对层次分析法进行改进,确定了各级暂降的权重,实现了多级电压暂降严重程度的量化评估。最后,采用改造后的IEEE30节点系统进行仿真验证。结果表明,所提方法合理且有效,减少了评估结果的主观性,为敏感设备多级电压暂降的评估和治理提供依据。     

敏感过程电压暂降响应事件及其风险的区间直觉模糊评估

将敏感过程受电压暂降影响的过程抽象为敏感过程电压暂降响应事件,并分析响应事件的复杂不确定性。引入过程参数变化曲线刻画过程电压暂降响应事件后果,提出响应事件后果严重程度的区间直觉模糊集刻画方法。基于敏感过程功能实现的多层次、多属性特点建立后果严重程度矩阵,并通过区间直觉模糊集成算子实现响应事件后果严重程度评估。建立以典型响应事件发生概率与其后果严重程度乘积为指标的风险评估模型,提出敏感过程电压暂降响应事件区间直觉模糊风险评估方法,实现对电压暂降可能造成的影响的定量评估。对温控过程的仿真结果证明了评估方法的正确性、可行性,该评估方法能客观、有效评估过程面临的电压暂降风险,适用性强,可为工程决策提供可靠依据。     

利用过程免疫时间优化保护的电压暂降缓减方案

电压暂降对敏感过程的影响与导致暂降的故障电流、清除故障的保护定值以及过程暂降免疫力有关。引入过程免疫时间和用户可接受后果状态的概念,确定用户可接受的暂降持续时间,将过程免疫力分为3个等级。研究过程免疫时间与三段式电流保护定值之间的关系,提出通过利用过程免疫时间优化保护缓减电压暂降影响的方案。对IEEE 14节点配电系统、某实际含短线路配电系统和2种典型敏感过程进行仿真,验证了所提方法的正确性和有效性。结果证明,对于过程免疫时间较长的敏感过程,所提方法可有效缓减由Ⅱ段和Ⅲ段电流保护以及含短线路系统中由带延时的电流保护清除的故障所引起的电压暂降的影响。     

考虑供电系统运行方式的工业过程电压暂降耐受特性评估方法

针对复杂工业过程,以过程参数免疫时间(PIT)为电压暂降耐受力指标,提出一种考虑运行方式影响以及多设备备用情形的工业过程电压暂降耐受特性评估方法。首先,分析当前运行方式下节点的连通性,结合电压暂降发生点分析影响范围;其次,建立原始过程故障树并根据受扰设备的判断结果进行修正,得到受扰过程故障树;最后,利用单一设备的PIT计算全过程PIT以评估全过程的电压暂降耐受特性。对某实际薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)生产过程进行实例分析,证明该方法的正确性和可行性。     

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。     

基于敏感过程运行状态的事件型电能质量扰动损失评估

电压暂降和短时电压中断等事件型电能质量扰动导致的敏感生产过程经济损失评估,是电能质量解决方案投资决策的关键。从事件型电能质量扰动水平、设备运行状态和过程参数免疫时间(Parameter Immunity Time, PIT)出发,研究发生电压暂降时生产过程的运行状态特性,并将PIT作为用户遭受的事件型电能质量扰动与所导致损失的桥梁。详细研究了遭受电压暂降时生产过程运行状态的诊断和识别方法,利用质量损失函数计算生产过程非正常非中断状态的中断隶属度,提出一种改进的敏感过程事件型电能质量经济损失评估方法。最后,以所在团队实际调查的某半导体制造企业为例,证明了提出方法的正确性和可行性。     

基于配电网过电流保护的电压暂降缓解方法

电压暂降对工业过程的影响日益严重,通过合理设计配电网继电保护可缓解电压暂降的负面影响。从工业敏感负荷的物理属性和参数变化规律出发,利用过程免疫时间作为负荷电压暂降响应事件后果状态的度量依据,提出基于配电网过电流保护时间优化的电压暂降缓解方法,用粒子群算法对保护定值与配合方案进行优化求解。在IEEE 33配电系统中接入某实际工业负荷进行仿真,证明方法的正确性与可行性。     

基于电气特性–物理属性–感知损失的电压暂降经济损失评估

电压暂降导致的工业过程经济损失评估,面临的困难是对不同损失事件的损失程度进行量化。引入电压暂降损失事件概念,将电压暂降损失分为过程中断损失和用户感知损失,分别量化工业过程中断、未中断损失事件的损失程度。综合利用刻画设备电气特性的电压耐受曲线(voltage tolerance curve,VTC)和物理属性的参数免疫时间(parameter immunity time,PIT)曲线的优点,提出一种基于设备电气特性、物理属性和感知损失的工业过程电压暂降经济损失评估方法。以某高清洁度工厂暖通空调(heating ventilation and air conditioning,HVAC)系统为例,验证了提出方法的正确性和适用性。     

一种考虑冗余度的电压暂降工业过程中断概率评估方法

文章采用“设备级→环节级→过程级”三级评估方法,对电压暂降引起工业过程中断的概率与频次进行评估。根据设备电压耐受曲线及其不确定区域,建立设备电压暂降故障概率评估模型,为减小评估误差,提出了电压暂降规范化方法。根据环节各物理参数的过程抗扰时间与相关设备最小重启时间,准确量化环节各物理参数冗余度,并以此修正相关设备的故障概率。根据设备作用以及设备之间的连接方式确定环节的结构并计算环节中断概率。通过引入层次分析法中权重系数的计算方法,计算各环节权重系数,结合环节中断概率计算工业过程电压暂降中断概率。实例分析结果验证了所提模型的正确性和可行性。     

电压凹陷引起的过程控制系统故障评估方法的研究

针对过程控制系统中元件的种类、敏感度不确定性以及系统拓扑结构不确定性,提出了一种基于元件电压凹陷敏感度不确定性和故障树的过程控制系统故障评估新方法。用概率密度函数表征元件电压凹陷敏感度的不确定性,根据元件拓扑结构建立故障树,分析单一元件故障对整个系统的影响,实现对电压凹陷引起的过程控制系统故障评估。对某全自动仓储控制系统的仿真,证明了提出方法的可行性。该方法为进一步研究电压凹陷造成的经济损失、提出相应技术方案等提供了决策依据。     

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。     

电压暂降的计算及故障点电压暂降系数确定

由于电力系统中新型电力电子设备的广泛应用,电压暂降已逐渐成为影响设备正常运行的主要电能质量问题之一,为避免电压暂降对设备正常运行造成危害,电压暂降计算已成为电力系统运行分析不可缺少的一部分。采用故障定位法,设计了电力系统电压暂降计算软件,从而实现查找、统计、分析、预估等功能,实现电力系统的电压暂降计算,并提出一种故障点电压暂降系数(FPSC)的量化指标,对电力系统不同的故障点进行了FPSC的计算,根据FPSC的数值确定对全网电压暂降影响严重的故障区域;并利用电压暂降分析程序的输出结果对欲购进新设备的电压敏感性进行了评价;以某实际工业配网为算例,利用所设计计算软件对该本地配网进行了电压暂降的分析计算,所做工作可以为用户采取电压暂降抑制措施提供理论指导。     

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。