- 盛万兴;吕志鹏;
<正>数据已经成为提升生产力和经济发展的新动能,能源革命与数字革命正处于同时发生、交融的时代,物联网作为两大革命的纽带,既需要特高压、海缆工程这种"大"工程,也需要在"细"节上加快研发数据采集、传输和应用的智能终端,克服感知深度、覆盖范围、数据质量等方面的短板和瓶颈。泛在电力物联网是涵盖电力系统"源、网、荷、储、用"各要素的信息物理系统,配电网是物联网的重要应用领域,配电网与物联网融合的主要难题在于现有的配电装备对广泛存在于用户侧的环境量、物理量、行为量、状态量、电气量等各要素的"实时感知、即时获取、本地处理、敏捷响应"等
2020年01期 v.37;No.230 2+1页 [查看摘要][在线阅读][下载 757K] - 赵勇超;吕志鹏;马军;王文龙;
为实现对多谐波源系统的谐波责任正确判别,提出一种基于电力雷达的谐波溯源方法。首先基于电力雷达超高精度的时间测量功能,依据IEEE 1588网络时钟同步技术对各谐波源处的电力雷达进行同步精确对时,在时域上根据同一时刻检测到产生谐波的各谐波源与公共连接点处的谐波响应的对应关系实现各谐波源定位,再根据电力雷达的录波功能量化各个谐波源的谐波贡献度,最终形成一种基于电力雷达的谐波溯源方法。理论分析了该方法在电力谐波溯源中的可行性,为电力雷达的市场化应用方向提供了一定的参考价值。
2020年01期 v.37;No.230 3-7+20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1940K] - 成先文;宫晓彤;吕志鹏;黄为民;
故障监测一直是电网安全运行的有力保障,而传统电缆线路繁多、分布复杂、信道传输环境恶劣,变压器、电气柜等状态监测手段不足,始终存在泄漏电流,这些问题均导致故障定位准确性、实时性差,局部放电类型日趋复杂。针对中低压配电网中日益复杂的故障监测问题,文章基于智能配电终端(DSU)在配电网中的应用,提出了一种基于集成SoC芯片的故障监测系统,系统中以芯片集成了剩余电流检测、无线通信、GIS等技术,并加入IRIG-B码对时技术,依托终端的边缘计算能力及云平台对采集信息进行计算分析,判断是否引起故障及故障类型,进而实现对故障点实时定位、报警。芯片集成改善了目前故障检测的实时性及智能终端设备难以普及的经济性。
2020年01期 v.37;No.230 8-14+56页 [查看摘要][在线阅读][下载 2611K] - 宋祺鹏;石岩;韩子龙;李丽鹏;
泛在电力物联网是传统工业技术与以物联网为代表的新一代信息通信技术深度融合而产生的一种新型电力网络运行形态。配电网是泛在电力物联网建设中极为关键且能够快速见效的重要组成。文章研究泛在电力物联网下的配电网典型配置模式,通过对配电网中低压设备的全域识别及设备间广泛互联,实现配电网状态全面感知、数据融合和智能应用,使得配电网运行更安全、管理更精益、投资更精准、服务更优质。文章给出的配电网"站-线-台-户"的典型配置模式覆盖广泛、易于扩展,为泛在电力物联网建设提供了参考。
2020年01期 v.37;No.230 15-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1675K] - 李洪全;张冀川;丁浩;李军;李建修;向珉江;梁子龙;
国家电网有限公司2019年提出"三型两网、世界一流"战略目标,但是当前台区仅具备配电变压器附近各类电气设备监测功能,从配电变压器出线到用户之间的低压配电网仍然缺乏智能监测管控手段,用户用能信息感知不及时。同时在网络部署结构上无法支撑综合能源服务、数据运营等新业态发展。因此,在配电台区侧提出一种配电物联网通信单元技术方案,基于轻量级物联网操作系统、IPv6高速载波芯片、即插即用组网等技术,研发物联网通信单元,解决低压电力设备通信协议不一致、无统一的IP地址、调试运维困难等问题。最后在某配电室开展试点应用,全面验证了方案及设备的可行性,结果表明物联网通信单元在设备在线率、数据采集成功率方面均具备批量应用能力。
2020年01期 v.37;No.230 21-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 2030K] - 王乾同;季振东;张锦涛;程路;颜建虎;
直流固态变压器作为未来能源互联网的关键智能装备之一,在配电物联网中具有广阔的应用前景。然而,在其启动过程中往往会造成很大的冲击电流,对配电系统稳定性造成了影响。文章提出了一种有效的一次侧/二次侧子模块软充电策略,一次侧充电策略采用不控充电阶段和最大电流可控充电阶段以控制桥臂充电电流峰值。二次侧充电策略采用定占空比增大法,使得交流侧充电电流逐渐增大至稳态。该方法不需要借助额外的辅助电源,通过子模块的投入与闭锁状态,将各子模块充电至一定电压,抑制充电电流尖峰。文章分析了各个充电状态下的功率传导公式,得出了二次侧的最大充电电压。最后通过Matlab仿真,验证了该方法的有效性。
2020年01期 v.37;No.230 30-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 2755K] - 高娟;秦岭;许骥;
智能配电是泛在电力物联网建设应用层的一个重要内容。虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)是提高现行配电网间歇性能源与可变新型负荷接纳能力的一种智能配电装备。在弱电网应用场景下,VSG存在功率环耦合问题,且耦合程度与功角密切相关,会随着电网电压和频率而变化。为了在整个电网运行条件下准确实现功率支撑,需要实现VSG功率环的鲁棒解耦。虚拟电感法是主流的功率解耦方法。为此,文章提出了具有鲁棒解耦能力的虚拟电感设计方法,其可以确保VSG在电网电压和频率可变条件下始终满足解耦条件要求。首先,基于VSG的功率环小信号模型,推导出功率环之间的耦合系数解析表达式;然后,分析了耦合系数与电网电压和频率条件间的关系,提出了功率解耦设计准则,给出了虚拟电感详细设计过程;最后,通过10kVA原理样机对设计方法的正确性进行了Matlab仿真验证。
2020年01期 v.37;No.230 37-43+56页 [查看摘要][在线阅读][下载 5980K] - 李旭枫;姜世公;韩俊;王建华;骆芳芳;
5G、物联网时代的到来为城市照明发展带来了新一轮的机遇与挑战,"价值路灯"作为路灯照明系统全新的体系架构,推动路灯系统由专注于城市照明主业向承载更多社会价值的智慧城市领域转型。文章以城市照明领域为切入点,以大力建设泛在电力物联网为契机,详细讨论泛在电力物联网场景下新一代城市照明系统的体系架构,充分研究了"价值路灯"关键技术、应用难点、典型应用实例与发展趋势,为促进照明行业升级、创新驱动与企业转型厘清思路,为泛在电力物联网在供用电侧的研究与建设提供切实可行的实践方案,推进共建、共治、共享的智慧城市发展。
2020年01期 v.37;No.230 44-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 3756K] - 戚星宇;刘林旭;吕志鹏;黄昕;王文龙;余尚国;
城市电网中因电缆沟电缆故障起火的事件时有发生,电缆绝缘劣化是电缆发生故障的重要原因,局部放电(简称局放)是电缆绝缘缺陷的表征,也是导致其绝缘劣化的主要原因之一。一直以来手持局放仪巡检电缆线路是诊断电缆绝缘状态的重要方法,为降低工作人员手持局放仪巡线的繁琐程度,研究了一种新型的电缆局放在线监测系统,该系统中使用高频电流传感器耦合流过电缆接头接地引下线的高频脉冲电流信号,并通过新型局部放电采集器将局放综合信息上传至局放监测主机,完成局放信号的实时在线监测。与传统的局放采集器相比新型局放采集器搭载了电力人工智能芯片,实现了局放信号处理的边缘计算,极大地缓解了庞大安装数量级下局放监测主机的压力,最后在现场测试中应用了该系统,并验证了该系统的可行性。
2020年01期 v.37;No.230 51-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 2021K] - 马静怡;崔昊杨;
针对Faster RCNN算法在电力设备状态图像处理过程中生成的Anchor与目标设备不匹配而导致的设备识别率降低的问题,提出了一种基于连通域预处理的Faster RCNN的改进模型。依据像素值相近及位置相邻原则构建连通域,将连通域的长宽比作为输入信息对RPN(region proposal network,RPN)的Anchor面积框进行修正,以此提高Anchor boxes与目标设备的匹配度。实验结果表明:识别区域与目标设备面积的进一步匹配避免了多余锚框网络计算量,该方法对目标设备误识别率由改进前的2.2%下降到1.9%,降幅达14%,同时其计算效率较传统Faster RCNN算法提高6.7%。在非格式化图像数据快速增加背景下,文章所提方法对于提高电力设备状态图像的识别和处理具有重要意义。
2020年01期 v.37;No.230 57-61+72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1516K] - 杨亮;滕宇;张凌浩;姜小涛;胡君;
为适应国家能源变革与新一轮电力体制改革新趋势,国家电网有限公司提出建设泛在电力物联网发展战略,助推电网企业由单一供电服务向综合能源服务转型升级。文章围绕现阶段客户内部供配电设施安全运行维护关键需求,提出客户侧电力物联网在客户智能运维服务方面的先行探索方法,通过建立云平台与采控终端的远程故障诊断运维体系,实现对客户侧变配电设备运行的智能感知与快速预警处理,全面提高客户变配电设施安全管理水平,提升客户及电网安全预警能力。通过该体系的应用,能够拓展用能服务范畴,增强客户粘性;探索全新商业模式和技术体系,为进一步拓展综合能源服务奠定基础。
2020年01期 v.37;No.230 62-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 2009K]