功率连接型数字物理混合仿真系统：（一）接口算法特性

功率连接型数字物理混合仿真结合了实时数字仿真和动态物理模拟的优点,是未来研究新能源发电和储能设备物理特性和接入技术的关键手段。接口算法是功率连接型混合仿真系统的关键技术。文中从稳定性和精确性2个方面,研究并建立了功率连接型混合仿真系统的接口特性。对阻抗阻尼接口进行了化简,分析了简化阻尼阻抗接口和理想变压器接口的稳定性。分析了简化阻尼阻抗接口对数字仿真系统精确性的影响,得出在阻抗匹配时阻尼阻抗法不受接口延迟影响的透明特性。针对物理模拟系统无源和有源2种情况,分析了简化阻尼阻抗接口和理想变压器接口对物理被试系统精确性的影响,得出理想变压器接口带有源负载能力优于阻尼阻抗接口的结论。根据理论分析结果,给出了在各种情况下选择接口算法的原则。     

基于事例和规则混合推理的变电站故障诊断系统

故障诊断是保证电力系统安全运行的重要手段,目前多采用基于规则推理的专家系统,但其知识获取困难,自学习能力差,很难适应电网发展的要求.文中介绍了基于事例推理(CBR)和基于规则推理(RBR)的混合推理的变电站故障诊断专家系统.该系统采用CBR方法确定故障情况,再利用规则评价继电保护和开关的动作情况.事例库包括用RBR系统自动生成的基本事例库及无确定规则的特殊事例,在使用中还可不断地增加新事例以提高系统判断复杂故障的能力.由于采用了混合推理,系统故障诊断快速可靠,动作评价准确,自学习能力也得到很大提高,可减轻运行人员的工作量.     

变电站管理信息系统的设计与优化

章从一个实例出发,阐述了采用客户／服务器方式进行变电站管理信息系统开发研究的设计和优化方法,并对开发实例的结构和功能进行了介绍。     

IEC61850全数字化保护系统的分层马尔科夫模型

在建立基于IEC61850全数字化保护系统的马尔科夫模型时,主要困难是由于其结构的复杂性而导致的状态空间爆炸问题。为此,介绍了全数字化保护系统的典型结构,根据其功能与结构特点,提出了分层马尔科夫模型和一种状态空间简化方法。该方法将描述系统层的状态提炼到顶层马尔科夫模型中,并根据马尔科夫状态的概率,去除数目巨大但又概率极低的状态。基于该模型导出了一套基于IEC61850的全保护系统的总体可靠性指标。最后以一次系统采用3/2接线的全数字化保护系统为例给出详细的仿真计算结果。结果表明,所提出的马尔科夫状态空间简化方法不仅有效解决了全数字化保护系统状态空间爆炸问题,保留了很高的计算精度,而且适用于各种结构的全数字化保护系统。     

量调节方式下区域热电系统的联合最优潮流

量调节是区域供热网的一种基本调节方式。首先,针对量调节方式下流量可变且处于紊流阻力平方区的特点,提出水力支路压降的二阶锥松弛方法,并引入惩罚成本项确保精确松弛。其次,针对量调节热力工况稳定的特点,提出热力支路的等效热损方法,将管道热损等效至负荷形成无损管道,实现水力与热力模型的独立分析。然后,结合配电网支路潮流模型,建立区域热电系统的联合潮流模型,进而建立具有凸凹规划形式的联合最优潮流模型。最后,将优化模型转换为二阶锥规划问题进行序贯求解。仿真算例表明,与非凸精确模型相比,所提方法保留了很高的求解精度,同时显著提高了求解速度,并能获得全局最优解。     

孤岛检测的关键特征识别及元学习方法

数据挖掘技术能有效解决孤岛检测中检测阈值的整定问题,已成为重要的孤岛检测方法。文中提出由关键特征识别、基学习器和元学习器等3个环节构成的孤岛检测数据挖掘系统。首先,分析了孤岛检测样本中的弱相关特征对分类的不利影响,提出利用RELIEF(recursive elimination of features)算法首先识别孤岛检测的关键特征。然后,分析了单一分类器的归纳偏置现象,提出利用多个分类器的互补性提高孤岛检测的精度;最后,提出了基于元学习的新的孤岛检测方法。为验证上述方法的有效性,仿真算例中充分考虑了功率不平衡度、电压扰动等因素。仿真结果表明,上述3个环节对提高孤岛检测的精度和泛化能力具有重要作用。     

基于Hoeffding Tree的电能质量在线扰动分类

为满足电能质量扰动事件的在线分类需求,提出了一种基于Hoeffding Tree的电能质量扰动在线分类方法。对电能质量在线扰动分类中的关键技术进行了研究,提出用小波变换和离散傅里叶变换相结合的判别方法检测电能质量扰动,该算法采用自适应滑动数据窗算法,能够根据扰动持续时间提取完整的扰动事件。以小波信号能量以及基波有效值构成特征向量,利用Hoeffding Tree算法构建增量式分类训练模型。仿真结果表明,所提方法的准确度和效率均满足电能质量扰动事件在线检测和分类的要求。     

基于SVM的小样本条件下继电保护可靠性参数估计

智能变电站继电保护系统因其高可靠性而失效样本数据过少,从而影响了对其可靠性参数的估计。为此提出一种基于支持向量机(support vector machine,SVM)的继电保护系统可靠性参数估计方法。首先介绍了继电保护装置失效时间服从的分布模型;然后,针对失效数据的小样本问题,先利用SVM对原始样本进行回归训练并预测得到贴近原始样本数据规律的扩大样本,并采用网格搜索和交叉验证方法对SVM回归模型进行参数寻优;最后,根据扩大后的样本,采用最小二乘拟合方法进行可靠性参数估计。与现有的方法相比,新方法无需先验知识,更容易实现。对比分析表明,新方法有效提高了小样本条件下继电保护系统可靠性参数估计的精度和稳定性,并具有较好的抗野值能力。     

全数字化保护系统考虑经济性的元件重要度分析

传统的元件重要度分析都是从纯粹的可靠性角度出发，没有考虑经济条件。文中综合考虑全数字化保护系统的制造成本以及因系统故障造成的经济损失这两方面因素，提出了考虑经济性的新型元件重要度度量模型。首先提出了基于故障率的元件成本———可靠性模型，进而得到全数字化保护系统的总成本———可靠性模型;然后定义了考虑经济性的元件重要度以及类型重要度，并推导出了计算公式;最后以典型全数字化保护系统为例，比较了考虑经济性的元件重要度与传统元件重要度的区别。结果表明，文中提出的新型元件重要度模型具有更大的动态范围，更易于区分保护元件之间的重要度，对优化系统可靠性设计更具指导意义。     

基于多分类支持向量机的分布式发电系统并网保护

在配电网出现孤岛、故障等异常情况时,并网保护需要及时断开分布式电源系统与主电网的连接。文中首先分析了并网保护的功能与特点,然后提出了一种基于多分类支持向量机的智能型并网保护方案。该保护方案在传统二分类支持向量机的基础上,建立了并网保护的概率型多分类器模型,实现对扰动、孤岛和故障事件的检测。为了提高模型的泛化能力,采用SVM-RFE方法对特征进行选择。最后,从保护的可信赖性与安全性两个方面,利用仿真对所提智能型并网保护与常规保护的性能进行了对比。