基于深度学习的含分布式电源配电网故障定位研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lb878719
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着环保、低碳等观念的逐渐成熟,社会对可再生能源的利用要求也逐渐提高。分布式发电技术由于其主要通过使用风能、光伏能等可再生能源进行发电的优势得到迅速发展,单一大电网系统接入分布式电源(Distributed generation,DG)发电能够有效节约成本,提高能源利用效率,保证系统的安全可靠运行。然而大量接入分布式电源会导致配网原有的拓扑结构变化,从而改变系统潮流方向,这将会给传统的配电网故障定位方法带来困难,而随着计算机技术的发展,一些数据驱动的配电网故障定位方法被逐渐提出,探索运用大数据方法的有源配电网故障定位方法成为了一种新方向。论文开展了一种将深度学习思想应用于有源配电网故障定位的研究,研究内容主要包括:
  (1)考虑深度学习在识别高维数据特征时的优势,分析深度学习算法应用于故障定位中的可行性。首先详细论述了分布式电源接入位置的不同对传统配电网故障区段定位方法产生的影响,总结了传统方法的局限性。接着在 Simulink 中搭建有源配电网模型,通过仿真分析了选取二次谐波电气特征量作为深度学习训练对象的合理性,并进行了不同位置短路故障下的特征仿真,验证了在系统中不同位置发生不对称短路故障时,其产生的各序分量的幅值大小、相位、波形等故障特征互有明显差异。最后进行了深度学习算法学习差异化特征时的适应性分析。
  (2)针对系统仅能配置少量测点的场景,研究了基于深度神经网络(Deep neural network, DNN)的有源配电网故障定位方法。首先介绍了TensorFlow框架及在该框架下的深度学习模型结构,通过结合复杂网络理论,提出一种测点合理配置策略。然后构建基于全连接网络(Fully Connected Network,FCN)并采用Dropout的深度神经网络模型实现故障定位。最后通过实验验证该方法能在配置少量测点的情况下准确定位单重故障,可以作为传统有源配电网在少测点场景下故障定位方法的有效补充。
  (3)针对系统节点配置全测点的场景,通过对长短期记忆(Long-short term memory,LSTM)网络结构及原理进行了研究,提出了基于 LSTM 的有源配电网容错故障定位方法。通过对各区段两端配置测点采集的故障前后的电流各序分量时间序列与电压各序分量时间序列分别训练,形成双 LSTM 网络,并在最后对双网络神经元输出制定逻辑门规则,作为判断区段是否故障的依据。利用 LSTM 网络的结构特性,实现对区段双端时序特征的快速准确挖掘,能够定位多重故障,可以作为传统有源配电网在全测点场景下的故障定位方法的有效补充。
  (4)针对故障选相问题,通过迁移学习成熟的长短期记忆网络模型,将以解决故障定位问题为历史任务训练的LSTM特征提取网络参数作为源域知识迁移,从而实现故障选相任务。通过利用故障定位任务的模型参数,提升故障选相任务的学习效率,无须重复遍历仿真,减少了数据预处理时间与模型收敛时间。算例结果验证该方法能够快速识别故障相,实现故障选相。
其他文献
随着电力电子技术的发展,光伏、储能等直流输出特性的分布式电源大规模分散接入电网,数据中心、充电桩、LED照明等直流负荷亦日益增多。直流配电网易于可再生能源接入、系统效率高、损耗小、供电半径大、可靠性高,应用前景广阔。目前,直流配电技术已在地铁、船舶、数据中心等专有系统得到广泛应用,但中压直流配网技术仍在研究探索中。保护技术作为直流配网安全稳定运行的关键技术成为国内外专家学者的研究重点。本文以±10
随着城市电力高峰负荷的不断攀升,电网调峰需求日益增加;随着新能源并网量的大幅增加,电力分布式交易不断推进。中央空调可控变量众多、调节潜力巨大,成为了典型的柔性负荷,可通过需求响应参与电网调峰,缓解电网运行压力。虚拟电厂作为分布式电源、柔性负荷、储能设备等分布式资源的聚合体,为分布式资源参与电网调度和电力交易提供了有效途径,成为了近年来电力系统领域的研究热点。  目前对虚拟电厂内部柔性负荷资源的研究
学位
配电网直接面向用户,是保证供电质量与用户服务质量、提升电力系统运行效率的关键环节。然而,配电网本身具有规模大、节点众多的特征,由于经济成本、技术支持等约束,配电网将长期处于量测不足、并且多源异构量测数据并存的情况。此外,高渗透率可再生能源的间歇性发电并网、新型可控负荷及智能家居的随机需求,使得配电网运行面临着诸多不确定性因素。因此,通过状态估计进行准确的态势感知,对高渗透率新能源并网下配电网的安全
风能属于间歇式能源,风力发电输出功率具有波动性、随机性和不确定性等特点,大规模风电并网将导致电网控制的边界条件发生变化,给维持供需平衡带来挑战,从而带来一系列安全稳定问题。精准的风电并网功率控制技术是解决以上问题的有效方法,而制定风电并网控制策略的前提是能够准确预测未来风电场的出力。本文基于大数据思维,通过对风电场的历史出力轨迹和历史气象数据进行特征挖掘,提出一种基于轨迹特征分析的高精度功率预测模
为适应电力推进方向的发展,高速永磁电机要在保持高速和高效的同时,提高功率密度和可靠性。本文根据电力推进场合的应用需求,提出一种多相无槽,采用Halbach永磁的高速电机,对其电磁设计与优化进行了研究,具体工作如下:  1、为提高电机可靠性,本文研究了多相结构方案,并围绕多相结构分析了不同槽极配合的性能。之后从提高功率密度、降低损耗、保证运行可靠性角度出发,比较分析了定转子结构和材料,确定了电机的拓
学位
当前日益严峻的环境污染问题与能源短缺危机推动了新一轮能源革命的开启,促使人们对电、气、冷、热等多种能源形式的综合利用展开研究,构建多能源系统(Multiple Energy Systems, MES)将极大提高能源系统运行效率和能源利用效率。同时,需求侧负荷需求量大、负荷特性复杂、不同能源间的耦合关系加强、需求响应机制不断发展给多能源系统协同运行带来了新的机遇和挑战。  在此背景下,本文围绕计及需
学位
学位
综合能源系统是融合了信息流、能源流和业务流的多能耦合系统,可以实现对电力系统、天然气系统及热力系统的联合协调控制,对促进可再生能源消纳、提高可再生清洁能源利用率、转变能源基础结构和维护供能系统安全运行具有重要意义。能源信息技术快速更新推动传统分立运行的能源系统向多能耦合协调控制的综合能源系统转型,终端能源系统在配网末端推广复制,也给传统配网的优化运行和紧急控制提供了新的解决方案。本文主要从智慧楼宇
电机行业作为现代工业中不可或缺的一部分,受到了学者们广泛的关注。除了对电机本体的设计和优化外,电机驱动的可靠性和经济性也一直是研究的重点。目前,在电机驱动领域,总体上可以分为电流源型和电压源型两大类。相对于电压源型电机驱动,电流源型虽然损耗较大、断路保护困难,但具有拓扑简单、支持四象限运行、短路保护可靠和 dv/dt 低等优点,逐渐得到了学者们的重视。近些年来,在中高压电机驱动系统中,电流源型电机