上海交通大学学报 ›› 2024, Vol. 58 ›› Issue (9): 1381-1389.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.129
薛贵挺1, 刘哲1, 韩兆儒2(), 石访2, 王倜1, 王晓1
收稿日期:
2023-04-13
修回日期:
2023-06-05
接受日期:
2023-06-29
出版日期:
2024-09-28
发布日期:
2024-10-11
通讯作者:
韩兆儒,硕士生;E-mail:peaceandjoy77@163.com.
作者简介:
薛贵挺(1982—),博士,高级工程师,从事微电网运行优化、配电网故障诊断等研究.
XUE Guiting1, LIU Zhe1, HAN Zhaoru2(), SHI Fang2, WANG Ti1, WANG Xiao1
Received:
2023-04-13
Revised:
2023-06-05
Accepted:
2023-06-29
Online:
2024-09-28
Published:
2024-10-11
摘要:
配电网故障诊断是确定故障位置、提高故障处理效率和降低停电损失的重要手段.目前,在故障诊断算法设计与测试过程中较少考虑开关操作等干扰的影响,造成算法在实际应用中易误动、用户体验差.针对配电网开关分闸的暂态过程进行详细分析,结合Mayr与Helmer模型对开关投切过程建模,并在PSCAD中生成仿真波形与现场操作过程暂态波形进行对比分析.在模型精准性检验基础上,构建了包含开关操作过程的配电网典型故障算例;与现有常用模型相比,所提模型可以仿真生成贴近现场开关投切过程的扰动数据,可用于故障诊断算法的可靠性检验.最后通过结果分析,对优化故障诊断算法和测试流程提出了针对性建议.
中图分类号:
薛贵挺, 刘哲, 韩兆儒, 石访, 王倜, 王晓. 开关投切过程建模及其在配网故障诊断算法测试中的应用[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(9): 1381-1389.
XUE Guiting, LIU Zhe, HAN Zhaoru, SHI Fang, WANG Ti, WANG Xiao. Switching Modeling and Application in Fault Diagnosis Algorithm Testing of Distribution Network[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2024, 58(9): 1381-1389.
[1] | 刘科研, 叶学顺, 李昭, 等. 基于多分辨率小波变换的配电网高阻接地故障检测方法[J]. 高电压技术, 2023, 49(10): 4247-4256. |
LIU Keyan, YE Xueshun, LI Zhao, et al. Detection method of high resistance grounding fault in distribution network based on multi-resolution wavelet transfor[J]. High Voltage Engineering, 2023, 49(10): 4247-4256. | |
[2] | 刘硕, 刘灏, 毕天姝, 等. 考虑高阻接地的配电网故障检测方法[J]. 电网技术, 2023, 47(8): 3438-3448. |
LIU Shuo, LIU Hao, BI Tianshu, et al. Fault detection method of distribution network considering high impedance faults[J]. Power System Technology, 2023, 47(8): 3438-3448. | |
[3] | 方毅, 薛永端, 宋华茂, 等. 谐振接地系统高阻接地故障暂态能量分析与选线[J]. 中国电机工程学报, 2018, 38(19): 5636-5645. |
FANG Yi, XUE Yongduan, SONG Huamao, et al. Transient energy analysis and faulty feeder identification method of high impedance fault in the resonant grounding system[J]. Proceedings of the CSEE, 2018, 38(19): 5636-5645. | |
[4] | 赵静. 电能质量扰动信号检测与识别算法研究[D]. 成都: 西南交通大学, 2010. |
ZHAO Jing. Detection and recognition algorithms study on power quality disturbances[D]. Chengdu: Southwest Jiaotong University, 2010. | |
[5] | 贾博文, 武建文, 刘俊堂, 等. 270V直流开断特性研究与耗散功率变化的Mayr模型仿真分析[J]. 中国电机工程学报, 2019, 39(5): 1334-1341. |
JIA Bowen, WU Jianwen, LIU Juntang, et al. Study on interrupting characteristics of 270V DC and Mayr model simulation analysis of dissipation power change[J]. Proceedings of the CSEE, 2019, 39(5): 1334-1341. | |
[6] | 李爽, 金鑫, 毕海涛, 等. 可变间隙电弧模型下特高压气体绝缘变电站快速暂态过电压的数值计算[J]. 高电压技术, 2015, 41(4): 1306-1312. |
LI Shuang, JIN Xin, BI Haitao, et al. Numerical calculation on very fast transient overvoltage of UHV gas insulated substation by variable gap arc model[J]. High Voltage Engineering, 2015, 41(4): 1306-1312. | |
[7] | 王宾, 魏向向, 张国辉, 等. 换流站交流滤波支路断路器燃弧故障建模分析[J]. 中国电机工程学报, 2018, 38(5): 1496-1503. |
WANG Bin, WEI Xiangxiang, ZHANG Guohui, et al. Modeling and analysis of arcing fault of AC filter branch circuit breaker in converter station[J]. Proceedings of the CSEE, 2018, 38(5): 1496-1503. | |
[8] | 宋冬冬, 程林, 林志法, 等. 电弧热等离子体建模、仿真及应用综述[J]. 高电压技术, 2018, 44(3): 932-943. |
SONG Dongdong, CHENG Lin, LIN Zhifa, et al. Review of arc thermal plasma modeling, simulation and application[J]. High Voltage Engineering, 2018, 44(3): 932-943. | |
[9] | 季良, 陈德桂, 刘颖异, 等. 利用电弧动态数学模型的低压断路器开断过程仿真分析[J]. 中国电机工程学报, 2009, 29(21): 107-113. |
JI Liang, CHEN Degui, LIU Yingyi, et al. Simulation of the interruption process of low voltage circuit breaker using dynamic mathematic arc model[J]. Proceedings of the CSEE, 2009, 29(21): 107-113. | |
[10] | 卢斌先, 周娜, 石雨鑫. 电弧三维电磁场模型参数对GIS中VFTO的影响[J]. 高电压技术, 2017, 43(3): 953-959. |
LU Binxian, ZHOU Na, SHI Yuxin. Influence of arc three-dimensional electromagnetic field model parameters on VFTO in GIS[J]. High Voltage Engineering, 2017, 43(3): 953-959. | |
[11] | 杨庆, 欧阳沙, 司马文霞, 等. 真空断路器快速合-分闸操作10 kV并联电容器的过电压机理[J]. 高电压技术, 2014, 40(10): 3135-3140. |
YANG Qing, OUYANG Sha, SIMA Wenxia, et al. Mechanism of overvoltage induced by fast switching on-off 10 kV shunt capacitors using vacuum circuit breakers[J]. High Voltage Engineering, 2014, 40(10): 3135-3140. | |
[12] | 魏旭, 周志成, 谢天喜, 等. 真空断路器投入并联电容器的过电压分析及防护[J]. 高电压技术, 2014, 40(10): 3193-3198. |
WEI Xu, ZHOU Zhicheng, XIE Tianxi, et al. Analysis and protection against overvoltages caused by vacuum circuit breakers switching on shunt capacitors[J]. High Voltage Engineering, 2014, 40(10): 3193-3198. | |
[13] | 郭婷, 周文俊, 黄海鲲, 等. 多间隙灭弧结构熄灭工频电弧的仿真与试验[J]. 中国电机工程学报, 2016, 36(10): 2853-2861. |
GUO Ting, ZHOU Wenjun, HUANG Haikun, et al. Simulation and experiment on arc quenching structure with multi-gaps to quench the power frequency arc[J]. Proceedings of the CSEE, 2016, 36(10): 2853-2861. | |
[14] | HELMER J, LINDMAYER M. Mathematical modeling of the high frequency behavior of vacuum interrupters and comparison with measured transients in power systems[C]//Proceedings of 17th International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum. Berkeley, USA: IEEE, 1996: 323-331. |
[15] | 袁涛, 唐瑭, 司马文霞, 等. 融合实测数据的配网断路器投切暂态过电压建模方法[J]. 高电压技术, 2021, 47(5): 1555-1563. |
YUAN Tao, TANG Tang, SIMA Wenxia, et al. Switching transient overvoltage modeling method for circuit breaker in distribution networks based on measured data[J]. High Voltage Engineering, 2021, 47(5): 1555-1563. | |
[16] | 陈嵩. 真空断路器投切10 kV并联电抗器过电压抑制方法[D]. 重庆: 重庆大学, 2019. |
CHEN Song. Suppression method for the overvoltage caused by vacuum circuit breaker switching 10-kV shunt reactor[D]. Chongqing: Chongqing University, 2019. | |
[17] | 周子凯. 海上风电场真空断路器操作重燃过电压研究[D]. 广州: 华南理工大学, 2021. |
ZHOU Zikai. Study on switching reignition overvoltage of vacuum circuit breaker in offshore wind farms[D]. Guangzhou: South China University of Technology, 2021. | |
[18] | LI C. On capacitor switching transient immunity of inverter-based renewable generations[J]. IEEE Transactions on Power Delivery, 2015, 30(5): 2339-2345. |
[19] | 何正友, 陈小勤. 基于多尺度能量统计和小波能量熵测度的电力暂态信号识别方法[J]. 中国电机工程学报, 2006(10): 33-39. |
HE Zhengyou, CHEN Xiaoqin. A study of electric power system transient signals identification method based on multi-scales energy statistic and wavelet energy entropy[J]. Proceedings of the CSEE, 2006(10): 33-39. |
[1] | 米阳, 陈宇阳, 陈博洋, 韩云昊, 袁明瀚. 考虑微能网接入主动配电网的共享储能多目标配置[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(9): 1309-1322. |
[2] | 刘舒, 周敏, 高元海, 徐潇源, 严正. 融合拓扑信息的配电网电压-功率灵敏度估计数据驱动方法[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(6): 855-862. |
[3] | 毕忠勤, 余晓婉, 王宝楠, 黄文焘, 张丹, 董真. 基于量子蚁群算法的配电网故障区段快速定位技术[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(5): 693-708. |
[4] | 张春梅, 许兴雀, 刘思麟. 基于多源数据融合的配电网故障诊断技术[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(5): 739-746. |
[5] | 陈昊蓝, 靳冰莹, 刘亚东, 钱庆林, 王鹏, 陈艳霞, 于希娟, 严英杰. 基于门控循环注意力网络的配电网故障识别方法[J]. 上海交通大学学报, 2024, 58(3): 295-303. |
[6] | 张宝雷, 吴禹轲, 唐雨风. 基于CART决策树的FPSO单点系泊系统电滑环故障诊断[J]. 海洋工程装备与技术, 2024, 11(2): 95-100. |
[7] | 颜文婷, 杨隆, 李长城, 罗伟. 考虑地震攻击交通网影响的配电网韧性评估及提升策略[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(9): 1165-1175. |
[8] | 李俊双, 胡炎, 邰能灵. 计及通信负载与供电可靠性的5G基站储能与配电网协同优化调度[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(7): 791-802. |
[9] | 奚鑫泽, 邢超, 覃日升, 何廷一, 和鹏, 孟贤, 程春辉. 含双馈风力发电系统的配电网短路电流特性[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(7): 921-927. |
[10] | 张蓬, 吕恭祥, 刘志杰, 朱守真, 邵智勇. 含电能路由器的配电网转供灵活性量化分析[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(5): 513-520. |
[11] | 陈雨婷, 赵毅, 吴俊达, 孙文瑶, 夏世威. 考虑碳排放指标的配电网经济调度方法[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(4): 442-451. |
[12] | 王昊, 黄文焘, 邰能灵, 余墨多, 孙国亮. 直流配网多滤波器交互影响机理分析[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(4): 393-402. |
[13] | 郭俊锋, 王淼生, 王智明. 基于对不平衡数据集进行二次迁移学习的滚动轴承剥落类故障诊断方法[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(11): 1512-1521. |
[14] | 刘家赫, 胡彭炜, 程海龙. 基于性能退化的复杂系统视情维修技术研究[J]. 空天防御, 2023, 6(1): 56-62. |
[15] | 曾博, 穆宏伟, 董厚琦, 曾鸣. 考虑5G基站低碳赋能的主动配电网优化运行[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(3): 279-292. |
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