针对配电网拓扑结构复杂、分支众多导致当前行波故障测距成本不断攀升的问题开展研究,改变配电网内分支线路处行波测距装置配置方案,对无测距装置配置的分支提出双端-线零模波速差故障测距方法,实现单相故障定位的全覆盖.利用实物电路元件构建配电网模型,在单相故障的模拟实验中使用高速数据采集卡实际提取模量行波波形并计算模量行波波速,进一步贴合生产实际.试验与计算结果表明,本方法测距精度高,稳定性强,使测距成本明显降低,具有实际推广意义.
针对预制舱变电站传统设备运行状态监测方式存在工作效率低、危险性大、质量难以保证的问题,集成应用无源无线在线测温技术、红外热成像在线监控技术、卡片机监控技术及二次设备状态监测技术,研制了预制舱变电站智能监测系统,实现了开关柜内设备温度在线监测,主变压器设备在线测温,设备状态远程智能识别功能,该系统在变电设备定期巡检、特殊巡检以及倒闸操作中可及时发现并预警设备缺陷,确保作业人员人身安全,提升了预制舱变电站智能化巡检技术水平.
鸟害故障在宁夏石嘴山地区110 kV及以上输电线路故障中所占比例逐年升高,已成为影响电网安全稳定运行的主要因素之一,亟需加强治理,因此,对红外线感应超声波脉冲驱鸟器和磁吸式防鸟挡板两种防鸟装置进行研制,对他们的结构、工作机制、安装应用方式进行设计.研制出的成品装置在鸟害高发的某110 kV输电线路进行试验应用.试验结果表明,红外感应超声波脉冲驱鸟器能准确感知鸟类大小、飞行速度等关键信息,并在适当位置发射脉冲波.磁吸式防鸟挡板安装简便,防护范围满足要求.两者组合应用可有效防范鸟害故障.
某330 kV变电站发现35 kV 1号电容器串联电抗器A相在运行时有明显异响,为准确判断35 kV 1号电容器串联电抗器A相运行状态,对35 kV 1号电容器串联电抗器进行红外测温、局部放电、声学成像等带电试验,未发现外部有绝缘或过热现象.停电后进行电感量、直流电阻及匝间过电压试验,结合声学成像结果综合判断该异响为玻璃钢支柱内产生.解体后发现支柱接地引下线与支柱壁接触,运行时设备带动引下线振动产生异响.通过综合带电检测和停电试验方法,可对异常诊断提供数据支撑.
配电网中分布式光伏(distributed photovoltaic,PV)接入比例不断增加,加剧了配电网运行工况的不确定性.研究了 PV并网的选址定容问题,仿真分析了 PV接入对配电网的影响:首先,从负荷均匀分布模型出发分析网损与PV接入位置,以及与PV容量的关系,然后,建立以网络最小损耗为优化目标的选址定容模型,提出一种基于和声搜索算法(harmony search algorithm,HSA)的选址定容优化方法;最后,在IEEE33节点配电网模型上验证了所提方法的可行性与高效性.仿真结果表明,以网损最小为优化目标的选址定容方案能够改善电压质量,提高配电网的静态电压稳定性.
随着特高压线路的兴建,由于输电走廊的空间限制,不可避免地会出现特高压线路与500 kV交流线路交叉跨越的情况,且在穿越处下方500 kV输电线路的绕击性能与一般非跨越区段情况输电线路具有较大差异.本文基于电气几何模型法,对上方鼓形双回1 000 kV交流线路输电通道对穿越下方500 kV干字型线路的情况进行了计算,并分析了下方钻越线路避雷线架设方式对各相绕击率的影响.研究结果表明上、下方线路穿越中心点200 m范围内具有雷电屏蔽作用,且距离中心点越近,屏蔽作用越强.避雷线架设方式对各相绕击率影响的计算结果表明,被穿越的下方线路穿越点附近1基以内杆塔线路可以不架设避雷线.研究结果对特高压线路跨越的500 kV交流线路防雷设计提供参考.
变电站和输电线路电磁环境是电力设施环境因子重要监测之一,其测量结果的准确性和可靠性极其重要,测量不确定度是定量说明测量结果质量的重要参数.针对交流输变电工程电磁环境测量不确定评定的问题,首先,给出电磁环境测量方法;其次,建立电磁环境测量不确定度的评定模型,包括A类、B类评定模型等;最后,结合实际算例,分别给出工频电场、工频磁感应强度测量不确定度评定计算过程.本文讨论的方法可推广至通信基站、雷达等电磁环境测量不确定度的评定.
研究了同群光伏系统等值建模的原理和特点,针对倍乘等值方法的不足,提出一种基于变流器输入阻抗不变的聚合等值方法.以某典型光伏系统为例,在实时数字仿真系统(real time digital simulation system,RTDS)中分别搭建了 30台参数相同的1 MW光伏多机参考模型、1台30 MW光伏倍乘模型和1台30 MW光伏聚合模型.通过仿真试验,比对这3个模型在光伏系统公共并网点(point of common coupling,PCC)的故障穿越、有功阶跃、频率偏移等暂态特性及阻抗频率特性.结果表明,3个模型的暂态特性基本相同,倍乘模型与参考模型的阻抗频率特性有明显差异,而聚合模型与参考模型的阻抗频率特性高度一致.
10月9日,第十九届亚运会保电任务圆满结束.国网宁夏电力有限公司作为保障支持单位,承担着向浙江送电±800 kV灵绍直流(宁夏灵武—浙江绍兴)重要通道运行维护的重任.期间中阿博览会、亚运会、国庆中秋"双节"保电叠加,任务重、要求高,国网宁夏电力有限公司坚持内供外送"双线作战",一体部署、一体推进保电各项工作,历时19天,圆满完成保电任务,展现了责任担当.
110 kV架空输电线路多采用复合绝缘子进行绝缘支撑,为均匀复合绝缘子表面电场,会在其高压侧或低压侧安装均压环.不同型式、不同安装方式的均压环对复合绝缘子表面电场的影响不同.为获得以降低鸟粪闪络概率为目标的复合绝缘子均压环最优参数组合及安装策略,通过搭建三维仿真模型及真型试验平台,采用仿真和试验方法开展110 kV架空输电线路复合绝缘子均压环多因素选型研究.结果可为110 kV架空输电线路复合绝缘子均压环的安装、运维提供依据.
面向智能配电网台区负荷特性差异大,以及传统聚类算法的聚类效果、聚类精度以及鲁棒性难以平衡的问题,结合K均值(K-means)算法和基于灰狼优化的模糊C均值(fuzzy C-means clustering algorithm based on Grey Wolf optimization,GWO-FCM)算法等不同算法的聚类稳定性和聚类效应,提出一种基于投票策略的智能配电网柔性负荷聚类分析方法.通过集成树拟合,实现智能配电网台区柔性负荷高维数据的降维.利用马氏距离克服聚类指标维度的相关性,进而确定有效聚类数.通过卡林斯基-哈拉巴斯指数(Calinski-Harabaz,CH)确定基准聚类算法.通过一致性函数矩阵对聚类结果进行统一,攻克了聚类结果不稳定的问题,得到更一致、更稳定的总体聚类结果.通过宁夏回族自治区智能配电台区实际运行数据分析,验证了所提基于投票策略的聚类算法的有效性.
输电线路不均匀脱冰是引发线路故障和缺陷的重要原因,为分析脱冰过程的张力动态变化规律,利用有限元分析软件,建立了典型设计条件下的连续档塔线耦合体系有限元模型,分析了不同电压等级、不同因素对输电线路导线脱冰张力动态特性的影响,提炼出了拟合计算公式.结果表明,脱冰率、覆冰厚度、档距、导线型号对导线张力差影响较大,档数和高差影响较小;对于中冰区架空输电线路,导线脱冰后的不平衡张力差峰值约为稳态不平衡张力的1.71倍.设计时应充分考虑瞬时峰值对塔线体系的破坏性影响.
受限于电池系统电芯初始性能和环境工况差异,电池组性能的不一致性将严重降低电池组整体使用水平,增加系统的安全隐患,因此,提出一种基于模糊C均值(fuzzy C-means,FCM)算法的锂离子电池组一致性分析方法.该方法基于戴维南等效电路模型,利用递归最小二乘(RLS)算法实现特征参数的在线辨识,并将提取的特征参数作为FCM算法的输入,从而实现对电池组一致性聚类评估.通过对电动汽车9个月的实车数据进行验证,证明了所提出方法的有效性.分析结果表明该方法能够准确地评估电池组的一致性水平,并且在长时间的使用中保持较高的预测精度.
为全面提升电力科研综合实验和检测能力,以高水平科研创新能力全力支撑新型电力系统建设,赋能宁夏回族自治区高质量发展.国庆节前夕,历时三年建设的国网宁夏电科院电力实验综合基地正式投入使用,这是目前宁夏回族自治区唯一一个电力实验综合基地.
为解决火电厂发电机过电压侵害威胁发电机定子及变压器安全的问题,提出一种基于差分傅里叶算法和滤波技术的发电机转子过电压保护装置检测方法.首先,在现场采集发电机过电压保护测试仪的电压结构参数.其次,应用脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)技术和大功率绝缘栅双极晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)器件及其驱动技术,解决了传统过电压保护测试仪输出电压和直流输出不够稳定的问题.在此基础上,引入差分傅里叶算法和滤波技术,实现信号的完全输出以及控制的分析、处理、保护等功能,解决了传统过电压保护测试仪信号输出不全以及无法滤波的问题.最后,选取不同电厂机组励磁系统进行过电压保护试验.试验结果表明,所提方法能有效地完成转子过电压保护校验工作,其电压输出值远小于转子绕组出厂工频试验电压幅值的70%,机组励磁系统转子过电压保护逻辑动作正确,动作电压值符合要求,验证了所设计测试方法的有效性和准确性.
高比例新能源接入背景下,电力系统经区域内输电线路汇总,再经特高压远距离输送至受端负荷中心消纳,将成为目前新能源规模化消纳的主要场景.新场景下,新能源出力的固有不确定性使得送端电力系统面临线路传输能力总体过剩、短时不足的复杂矛盾情况.受线路规程较苛刻的预设条件约束,传输能力存在短时动态提升空间.因此,如何实现输电线路热稳定输送能力的短时提升已成为新能源汇集区电力系统调度控制的迫切需求.本文结合我国送端电网实际气象条件和特点,首先基于送端电力系统普遍存在"大风-沙尘"情况,提出考虑沙尘影响的热稳定传输容量动态提升计算模型.进一步,考虑区域气象变化条件,提出筛选输电线路热稳定传输容量关键线路的方法.两者结合,可针对电力系统受限最严重的线路进行动态提升计算.采用新能源高比例的宁夏电网实际算例开展方法验证,结果显示,可实现对现有受限线路在新能源出力大发场景下的输电能力提升.
国网宁夏电科院电网技术中心申报的"智能变电站保护控制系统运维检修关键技术及装备"项目荣获全国能源化学地质系统优秀职工技术创新成果一等奖,"特种变压器主保护关键技术研究及工程应用"和"新能源发电电网友好型支撑与评价技术及应用"项目荣获二等奖.
针对现有架空输电线路用防鸟挡板存在防护范围不明确、安装工艺要求过高等问题,设计一种磁吸式防鸟挡板.通过分析现有防鸟挡板现场运行存在的问题,搭建 110 kV架空输电线路鸟粪闪络仿真模型,分析不同鸟粪滴落位置对复合绝缘子空间电场的影响,以优化闪络路径为主确定了磁吸式防鸟挡板的防护范围,同时对磁吸式防鸟挡板的材质、安装工艺、安装方式等进行了设计和优化.结果表明,新型磁吸式防鸟挡板防护范围满足要求,且安装工艺简便、维护量小,适合大范围推广应用.
为保证电流二次回路隐性缺陷检测的有效性和快速性,本文设计了一种基于负载阻抗测量的二次电流回路隐性缺陷在线检测装置.装置能够在线采集电流二次回路的电压和电流,然后自动计算出电流二次回路的负载阻抗值,当电流二次回路存在虚接、端子排裂痕等隐性缺陷时,回路负载阻抗值异常,装置能够进行自动判断,并显示回路存在隐性缺陷的具体相别.现场应用实践表明,装置可快速判别出电流二次回路的隐性缺陷,为检修人员准确判断故障点提供依据,提高变电站二次设备运行的可靠性和安全性.
为了实现短期风速的精准预测,提出了一种基于秃鹰搜索算法优化长短时记忆神经网络的短期风速预测方法.将风速、风向、温度和气压作为特征量,采用秃鹰搜索(bald eagle search,BES)算法对长短时记忆神经网络(long short term memory,LSTM)的隐含层单元数量、正则化系数和初始学习率三个超参数进行优化,建立基于BES-LSTM的短期风速预测模型.采用实际风电场相关数据进行仿真分析,并与其他风速预测方法进行对比,结果表明,本文所提BES-LSTM模型预测结果的方均根误差、平均相对误差和可决系数分别为0.182、3.742%和0.992,各项指标均优于PSO-LSSVM模型和SSA-ELM模型,短期风速预测效果更好.
