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北京双电电力电子技术有限公司是专门从事电力系统自动化、电力测控装置和高低压无功补偿设备研究开发、生产销售的高新技术企业。公司位于高校云集的学院路,毗邻中关村,交通便利、通讯发达,是创业、建业的最佳园区。
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学术交流  
 
□ 在这里,有我们的一些论文摘选,愿与您进行交流,我们将定期更新内容。
  ·配电网架空线路故障隔离装置的研制——三相和相间故障检测的启动元件(节选)
  ·新型变电站电压无功综合控制装置的研制——变电站VQC的实现方式及存在的问题(节选)
  ·配电网运行分析与诊断——配电网运行分析与诊断功能模式(节选)
  ·配电自动化DMS/GIS集成系统的开发及线路检修模块的研究——DMS/GIS的集成及设计思想(节选)

三相,相间短路故障的检测一般采用两种方式作为启动元件,一是突变量启动方式,二是在电流超过整定值时启动保护程序。本系统中采用突变量启动方式。相间故障采用的突变量启动元件设在每隔1.25ms发生一次的采样中断服务程序中,其动作条件是:|| ik-ik-n|-|ik-n-ik-2n||>△ik,其中:ik为当前采样值;ik-n为一个周波前的采样值;ik-2n为两个周波前的采样值。当系统在正常运行时,负荷电流是稳定的,负荷时时有变化但不会在一个工频周期这样短的时间内突然变化很大,因此ik和ik-n应当接近相等。如果在某一时刻发生短路,故障电流突然增大,则在k点以后将有突变量电流。按上式计算得到的△ik实质是用叠加原理分析短路电流时的事故分量电流,负荷分量在上式中被减去了。显然从上式取的变量仅在短路发生后的第一个周期内存在。上式的突变量计算法解决了电网频率偏离50Hz时会产生一定的不平衡电流的问题,因为ik和ik-n的采样时刻差200ms,这决定于微机的定时器,它是由石英晶体振荡器控制的,十分精确和稳定。电网频率变化后,ik和ik-n对应电流波形的电角度将不再相同,而有一个差值△θ。特别是当k落在电流过零附近时,由于电流变化较快,不大的△θ引起的不平衡电流较大,在线路满载时可能使启动元件误动作。为补偿电网频率变化引起的不平衡电流,所以采用上式用三个周期的方法。如果由于频率偏离,造成ik和 ik-n之间有一个相角差△θ,则ik-n和ik-2n之间的角差也应当相同,因而上式左侧两项可以得到部分的抵消。特别是当k落在电流过零附近时,这两项各自可能较大,但由于△θ很小时,sin△θ≈△θ,所以这两项将几乎完全抵消。可以看出,上式就可以补偿频率偏离产生的不平衡电流。

迄今为止,国内用于变电站的电压无功控制装置有很多,从控制原理来讲大体可以分为以下几种:时间顺序控制法,测量电压控制法,测量无功控制法,测量功率因数及电压控制法,测量电压和无功控制法。目前在国内运行的电压无功综合控制装置大多是按第五种控制原理设计的。随着近几年我国电力系统自动化水平的迅速提高,尤其是变电站自动化的发展已突破传统使用大量电缆组成复杂的二次控制回路,取而代之的是通讯网,将变电间隔层与变电站层连接起来,使各间隔层的控制终端能够资源共享。而作为变电站自动化重要组成部分的电压无功综合控制也随之出现多种实现方式。

1.自动化系统后台机软件VQC 这种VQC是依附于变电站层监控主站,是监控系统的一个子模块。其数据采集和控制输出均由间隔层的相关监控装置来完成,它本身没有专用的I/O系统。

2.自动化系统网络VQC 这种VQC的核心采用单独的CPU装置,但其I/O设备仍由网络借助于自动化系统实现,其本身不带I/O系统。无需单独组屏,装置通过通讯以插件的形式嵌入自动化系统中,不许单独辅设电缆,减少工作量。由于其核心采用单独的CPU装置,因而调节与闭锁速度快。

3.自带I/O系统的独立VQC 这种VQC不依赖于其他装置,数据采集和控制输出都是自身功能的一部分,VQC集I/O系统和计算判断于一身。特别是有关闭锁信号由相关装置的硬接点输入,大大增强了VQC闭锁的快速性和可靠性。前面两种方式的VQC在新建的110KV变电站中较多采用,而对于大多数改造的变电站来讲,主要采用自带I/O系统的独立VQC。这些装置投运以来,在运行中发现了一些不足和有待提高的地方。

现有变电站运行的VQC装置存在以下一些问题:

1.人机界面问题 参数设置不够方便,对用户开放的参数不够充分和全面,部分闭锁条件隐藏在程序里面,而没有在人机界面中反映出来,VQC记录不够全面。

2.运行方式问题 变电站的运行方式并不是固定不变的,会随着负荷变化,设备运行状况的改变作相应的变化。对于三卷变的变电站,中压侧的主接线方式比较多,既有单母分段,也有双母带旁路等接线方式。尤其是现在城网变电站的主接线种类繁多,较以往的主接线有很大的变化。由于受装置本身的资源限制,采样不够全面,导致现有VQC对新的变电站运行方式不能正确反映。为此,采取对不同变电站进行相应的特殊处理,这给装置的通用性和维护带来了麻烦。

3.通讯问题 作为电压无功集中优化控制的智能执行终端,也要求VQC具有强大灵活的通讯功能。

4.谐波问题 随着电力系统中非线形负荷的迅速增长,谐波的污染以成为电力系统的“公害”之一。目前大部分变电站的电容器组都采用串不同电抗率,以抑制谐波的放大,而有的VQC装置不能做到最先投和最后切串大电抗电容组。

在配电自动化“运行计划及优化”功能组中,“配电网运行模拟”功能所包含的“负荷估计”是能够进行“潮流计算”的基础,“潮流计算”是“切换操作模拟”和“事故模拟”功能的基础,而“潮流计算”所用的负荷预测数据又应当是经过“状态估计”以后的数据。因此,负荷预测和潮流计算应当是“电网运行模拟”功能中最基础的功能。不仅如此,"电网运行模拟”功能又是“制定运行工作计划”的基础。通过电网运行模拟,分析,诊断和优化决策,运行人员“制定运行工作计划”,并通过遥控方式或下达工作任务单由人工操作的方式改变实际电网的运行状态,再利用“负荷估计”的数据,又可以对改变运行状态后的电网运行情况进行模拟。“运行计划及优化”功能组中各自功能所分析和诊断的对象是不同的,其中“负荷估计”是针对没有负荷历史记录的配电变压器节点进行的,“潮流计算”,“运行模拟”和“事故模拟”是对全网进行的,而“运行分析与诊断”,“操作切换模拟”和“制定运行工作计划”既可以针对不同的设备进行,也可以针对整个电网进行。

地理信息系统

——简称GIS(Geographic Information System)是国际上近年来发展起来的一门新兴边缘科学。它是利用现代计算机图形和数据库技术来输入,存储,编辑,查询,分析,决策和输出空间图形及其属性数据的计算机系统,也是融地理学,几何学,计算机科学及各类应用模型为一体的综合性高新技术。国内在实施配电自动化的过程中,出现了地理信息系统与配电管理系统(DMS)的其它功能相互独立的局面,但是从配电系统运行的实际情况来看,配电自动化的各功能之间存在数据的内在联系,因此,DMS与GIS的集成已成为当前配电自动化的趋势。DMS与GIS的集成主要就是解决如何将GIS处理空间数据的优势应用于DMS之中。目前GIS与DMS有两种结合方式:一体式和连接式。本文采用连接式的方式开发了配电自动化DMS/GIS集成系统,其设计思想是:以DMS各功能的开发为主体,对DMS各功能模块总体封装后,与商用GIS平台相连接。系统的DMS功能应具有不断扩展的开放性特点,且与GIS的连接方式不受GIS平台的限制,即所开发的系统应具有功能的可扩展性和与GIS连接的开放性。按照上述设计思想,本文采用标准的通信机制实现DMS与GIS的连接以保证系统的开放性,并采用软总线的方式和模块化结构实现了DMS功能的可扩展性。

 
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