电力系统分析范文1
关键词：电力系统；运行状态；状态分析；稳定性
前言：随着电力系统的不断发展，电力系统规模的增大导致电力系统运行受各类外部因素影响增强，同时电力系统作为一个时变动态大系统，面对各种突发事件导致其运行状态发生变化的几率也急剧增大，电力系统相关部门对这些突发事件的响应将直接影响电力系统乃至整个社会生产生活的方方面面。因此对电力系统运行状态的识别和分析判断就显得格外重要，可为系统安全运行提供预警信息，在突发事件发生时做出最快的响应，减少损失。
一、电力系统运行状态划分
根据相关文献中初步的划分，对电力系统的运行状态进行如下划分：正常运行状态、警戒状 态、紧急状态、系统崩溃和恢复状态。随着电力系统的都不断发展，在对其安全性和经济性进行充分考虑的基础上，又将电力系统运行状态进行了细分，划分为以下8种：① 安全正常状态。② 预警正常状态。③静态紧急状态。④ 动态紧急状态。⑤ 静态极端紧急状态。⑥动态极端紧急状态。⑦ 崩溃或危机状态 。⑧ 恢复状态 。
二、电力系统常见的几种运行状态分析
当前，在上述几种状态分析的基础上，从社会和经济发展的实际情况出发，并且结合电力系统的运行以及电力调度部门对信息的采集，我们将现代电力系统的常见运行状态分析如下：
1、安全正常状态
处在安全状态下的电力系统，在其频率和各母线电压都处在正常的范围内，而且各个电源盒输变电设备都在正常的参数下运行。电力系统是一个整体，由发电机、变压器和用电设备组成，具有发电、输电、用电同时完成的特点。因为用户用电的负荷是随时随机变化的，因此，为了保证供电的稳定和供电质量，发电机发出的有功率和无功率也必须随着用电负荷随时随机的变化而变化，而且变化量应该相等。同时，为了满足电力系统发出的无功率和有功率、线路上的功率都在安全运行的范围之内，保证电力系统的安全运行状态，电力系统的所有电气设备必需处于正常的状态，并且要能够满足各种情况的需要，保证电力系统的所有发电机都能够在同一个频率同时运行。为了保证电力系统在受到正常的干扰之下不会产生设备的过载，或者电压的偏差不超出正常的范围，电力系统必须有一个有效的调节手段，通过旋转备用和紧急备用使电力系统从某种正常状态过渡到另一种正常的状态。在正常状态运行下的电力系统是安全可靠的，可以实施经济运行的调度。
2、预警状态
电力系统出现警戒状态时，一般出现的情况有：负荷增加过多、发电机组因为突然出现的故障导致不能正常的运行或者出现停机的现象，或者因为电力系统当中的变压器、发电机等运行环境发生变化，造成了设备容量的减少，从而导致正常干扰的程度超出了电力系统的安全水平之外。但是这时的系统仍然能够正常的运行。在这种状态下，电力调度部门就应当适当的采取一定的预防措施，比如调整负荷、改变运行状态等措施，使系统恢复到正常的运行状态。
3、紧急状态
电力系统的紧急状态可由警戒状态或者正常状态突然演变过来，造成电力系统紧急状态的一些重大故障有：第一，突然跳开大容量发电机，从而引起电力系统有功功率和无功功率的严重不平衡。第二，发电机不能保持同步的运行，或者在电力系统出现紧急的状态时没有进行及时的解决和处理。第三，电力系统在出现紧急状态时，如果没有采取及时的控制措施，则将会导致电力系统失稳，电力系统的不稳定就是各发电机组不在同一个频率同时运行；电力系统不稳定将会对电力系统的安全性造成严重的威胁，有可能导致电力系统的崩溃，造成大面积的停电。第四，变压器或者发电机、线路等产生了短路的现象，短路有瞬时短路和永久性短路两种之分。对电力系统造成最严重后果的就是三相短路，特别是三相永久性的短路。在遭到雷击的时候，有可能在电力系统中发生短路，形成多重的故障。
在紧急状态运行下的电力系统是危险的，在这种状态下，系统的某些参数发生了变化，或者是出现负荷丢失的现象。这时电力调度部门应当及时的采取有效的措施进行控制。应该及时的通过继电保护装置快速的切除故障，通过采取提高电力系统安全性和稳定性的措施，尽最大努力使系统恢复到正常的状态，至少应该恢复到警戒的状态，避免发生更大的事故，
以及发生连锁事故反应。
） 4、崩溃状态
电力系统进入紧急状态之后，如果不能及时的消除故障或者采取有效的控制措施，在紧急状态下为了不使电力系统进一步的扩大，调度人员进行调度控制，将一个并联的系统裂解成好几个部分，此时，电力系统就进入了崩溃的状态。在通常情况之下，裂解的几个子系统因为功率的不足，必须大量的卸载负荷，使电力系统进入崩溃状态是为了保证某些子系统能够正常的工作，正常的发电，避免整个系统处于瓦解的边缘，电力系统的瓦解是不可控制的解列造成的大面积停电事故。
5、恢复状态
通过继电保护、调度人员的有效调度，阻止了事故的进一步扩大，在崩溃状态稳定下来之后，电力系统就可以进入恢复状态，这时调度人员可于并列之前解列机组，逐渐恢复用户的供电，之后，根据事态的发展，逐渐使电力系统恢复到正常的状态。
三、评价电力系统运行状态的指标
通常情况下，对 电力系统运行状态的评价依据，主要是根据电厂、机组以及关键线路等发生的故障对电力系统运行状态的影响；同时要考虑到电压失稳、频率失稳、线路过载等遭受破坏的可能性以及这种破坏持续的时间；另外，对于系统切符合的位置和范围进行计算也是对电力系统运行状态进行评价的一个依据。一般将电力系统的安全指标分为两类：
第一类是通过给定运行状态下的各个参数指标大小以及其发生的变量对于电力系统运行所产生的影响，这一类指标也称之为状态指标，这些指标主要包含有：电压幅值，灵敏度指标，频率幅值等。
第二类是正常状态和临界状态下，各种物理参数值发生的变化，其可以作为衡量 电压的稳定性和安全性，这类指标 一般也称之为裕度指标。裕度指标主要有：电压偏差，频率偏差，临界负荷节点的有功负荷差等。总的来说，对于电力系统运行状态的分析，由于从不同的角度以及不同的层面其产生的分析方法和参照的指标都存在着差异性，应当根据 实际情况进行综合的判断。
四、提高系统稳定性和安全性的一些措施
线路输送功率能力与线路两端电压之积成正比，而与线路阻抗成反比。因此，为了减少线路电抗，提高系统的稳定性能，可以在线路上装设串联电容，这样可以在一定程度上减少线路阻抗，提高传输效率。另外，在长线路中间装设静止无功补偿装置，这样能够有效地保护线中间电压的水平，并且能够快速的调整系统无功功率，这是提高系统稳定性能的重要手段。
五、结语
随着我国电力事业的不断发展，我们需要不断的在电力系统运行状态故障的分析中积累更多的经验，提高调度人员的素质，加强人员培训。本文只是简要的叙述了比较常见的运行状态及其相应的控制措施，在电力系统的运行过程当中，还有可能出现各种各样的故障，这就需要我们在工作中不断的总结，及时的采取有效的控制措施，阻止事态的进一步发展。
参考文献：
[1]李兴源，李立.电力系统紧急控制综述[J].电力系统自动化，2000，（9）.
电力系统分析范文2
舰船电力系统中断路器的动作延时时间分为瞬动、短延时和长延时三段，其中瞬动和短延时按时间电流原则进行整定以提供短路保护。长延时保护主要是针对系统中的过载和高阻抗故障，本文不予讨论。
1.1输电网保护整定在时间电流原则下，舰船电力系统输电网中断路器主要采用短延时保护，通过断路器动作延时的差异来实现保护选择性。通常情况下，按照由短到长的延时时间依次对跨接断路器，母联断路器，发电机断路器进行整定。同时，为保证断路器动作的灵敏性，要求母联断路器和跨接断路器的短延时电流整定值小于发电机断路器短延时电流整定值。按照国军标要求，舰船环形输电网中断路器的整定值如表1所示。
1.2配电网保护整定舰船交流辐射状配电网一般包括三级保护，排列顺序依次是：主配电板（第一级）配电中心（第二级）分配电箱（第三级）。按照国军标的要求，这三级断路器的保护整定值设置如表2所示。其中，主配电板至配电中心的断路器不设置瞬动，通常采用短延时保护中最短短延时时间段以实现配电中心以下短路故障的选择性保护，短延时电流整定值按电流原则进行设置。其余两级断路器没有短延时保护，只设置瞬动保护，瞬动电流整定值按电流原则设置，要求上级断路器的电流整定值要大于等于下级断路器的电流整定值以保证断路器动作的灵敏性。
2时间电流保护特性
为研究断路器动作状态和断路器短路电流的匹配关系，本节分析了不同工况、不同故障点下，系统中各断路器流过的短路电流特性。由于按时间电流原则在进行断路器电流整定值的计算时，依据的是各断路器流过的最小短路电流，因此，在断路器短路电流特性分析中忽略了电网中电动机馈送的短路电流。
2.1交流环形输电网保护特性图1所示为一典型的舰船交流环形输电网，该系统由前后两个电站构成，每个电站内有两台发电机组，系统为闭环结构，开环运行，即两舷跨接线不会同时接通。当短路故障发生在输电网线路中，在不同工况和不同位置下各断路器上流过的短路电流差异较大。例如发电机G1出口断路器B1，其流过的短路电流有以下三种情况：1）G1～G4中任意一台发电机的短路电流；2）G2～G4中任意两台发电机的短路电流之和；3）G2～G4三台发电机的短路电流之和。 同理，母联断路器可能流过1～3台发电机短路电流，跨接断路器可能流过1～2台发电机短路电流。由于发电机短路电流值与短路故障类型（三相短路、相间短路）、线路阻抗、短路合闸角、发电机负荷率等因素有关，单机，双机并联和三机并联工况下由发电机提供的短路电流的变化区间分别为当短路故障发生在配电网线路中时，发电机出口断路器只可能流过1台发电机的短路电流，母联断路器仍可能流过1～3台发电机的短路电流，跨接断路器也可能流过1～2台发电机短路电流。此时各发电机提供的短路电流大小受线路阻抗影响较大，在主配电板这一级断路器的出口发生短路故障时短路电流较大。在配电网线路末端发生短路故障时，各发电机提供的短路电流很小。因此，输电网中三类断路器短路电流值在配电网发生短路故障时的分布特性如图2中横线框所示，其中格子框所示为输电网和配电网故障下短路电流分布特性的重叠部分。。由表1所述断路器整定原则，这三类断路器的短延时电流整定值都将在图2（a）中虚线左侧。由图2所示各断路器短路电流特性，在所有工况下，当环形电网中任一线路发生短路故障，各断路器的短延时保护都将启动，由断路器短延时时间的长短，按先解列电站，再断开并联机组，最后断开发电机的顺序进行保护。发电机断路器的瞬动电流整定值在图2（c）中虚线右侧且小于I″Gmin，因此，只有在三机并联或四机并联工况且发电机至出口断路器之间的线路上发生短路故障时，其瞬动保护才会启动。
2.2交流辐射状配电网保护特流辐射状配电网中断路器所经短路电流随短路点线路阻抗增加的变化曲线如图3所示，图中［I′1min，I′1max］为单台发电机运行工况下断路器B1所经短路电流的变化区间，［I″1min，I″1max］为两台发电机并联运行工况下断路器B1所经短路电流的变化区间，Id1为断路器B1短延时电流整定值，Is2、Is3分别为断路器B2和B3的瞬动电流整定值。由图3可以发现：短路前主配电板上所接发电机数量越多，配电网中断路器短路电流随短路点线路阻抗增加下降得越快；在配电网负载侧的线路末端，不同工况下断路器短路电流将逐渐逼近。这是由于在计算配电网短路故障下发电机馈送的短路电流时，可以将输电网中运行的发电机进行等效处理，而由发电机的等效公式，被等效的发电机数量越多，等效发电机的超瞬变电抗、瞬变电抗、电枢电阻等参数越小，其短路电流随线路阻抗的增加下降得越快。由于配电网断路器在不同工况下短路电流变化范围很大，按表2进行断路器整定后，当下一级线路发生短路故障时，本级断路器短路电流值可能大于其整定值，这将造成上下级断路器同时启动保护。由于断路器B1延时时间大于B2动作时间，可以实现f2故障下保护的选择性；断路器B2和B3都采用瞬动保护，必然造成某些情况下f3故障时，断路器B2和B3同时动作。
3时间电流原则保护的缺陷分析
现有舰船电力系统中时间电流原则保护方法主要的缺点在于：1）保护的选择性不够，可能造成失电范围的扩大按照表1所述原则对图1所示输电网断路器进行整定，当系统运行于如图4所示运行工况下主配电板汇流排S8上发生短路故障f1时，跨接断路器B7和B8因延时时间最短而首先动作，造成主配电板S7和S8同时失电。此时，选择性最优的断路器动作方案应该是母联断路器B6动作切除故障，仅主配电板S8失电。配电网保护选择性不佳的原因如3．2节所述，由于一般舰船电力系统中断路器短延时时间为四级，而输电网断路器短延时时间需要三级，因此配电中心以下断路器只能按电流原则设置瞬动保护。2）延时时间过长，对电网的冲击较大时间电流原则保护方法是以牺牲保护快速性为代价来实现保护的选择性。仍以图1所示舰船电网为例，当系统运行于四机单独运行工况，即母联和跨接断路器全部断开，四台发电机对各自主配电板供电，此时发电机出口断路器的短延时时间只需比主配电板断路器的短延时时间高一个等级即可。按表1所述整定原则，发电机出口断路器的短延时时间仍按最长延时时间进行整定，这将造成主配电板短路故障的切除时间较长，对发电机的绝缘、汇流排热稳定性等都是一个严峻的考验。时间电流原则保护方法应用于舰船电力系统中存在以上缺点的主要原因是断路器整定值一旦固定就无法改变，而舰船电力系统运行工况多变，不同工况下系统对保护性能的要求也有所不同，这种固定的整定值无法在每种工况下都达到最优的保护性能，只能选择一种兼顾各种运行工况的折中方案，因此造成某些工况下保护性能不佳。
4结语
电力系统分析范文3
【关键词】电力计量系统;分流窃电分析;建模
现在在高压电力计量系统中存在的一个很普遍的现象就是针对电能表实施分流窃电。分流窃电往往通过导线针对电能表外部或者内部的电流线圈进行短接，这样就能够减小电能表线圈的电流，最终实现窃电的目的。本文首先分析了电能表电流线圈在高压电力计量系统被短接分流窃电的故障，随后将故障检测模型建立起来，并且对故障检测的有效性进行分析。
1.故障分析
图1所示为高压电力计量系统的原理，在该示意图当中电度表的两个计量单元分别用“1”和“2”来代替，电压互感器用TV1以及TV2来表示，电流传感器用TA1和TA2来表示，A和C相的电流用IA和IC来表示，在经过电流互感器变化之后IA和IC的二次电流用Ia和Ic来表示[1]。
图1 高压电力计量系统接线示意图
图2 电流互感器二次回路电路示意图
图3 电流互感器二次回路等效电路
从图1当中，我们可以发现电流互感器的两个二次回路机构也就是TA1和TA2是相同的。为了能够使本次研究更加方便，在这里专门针对TA2电流互感器的二次回路进行研究。TA2电流互感器的二次回路的电路图如图2所示，而图3则是其等效电路图，导线MP之间的阻抗要能够ZL来表示，导线NQ之间的阻抗用ZL2来表示，二次回路中接头接触阻抗用ZK来表示，电能表线圈内总阻抗用其中的ZM来表示。
从图3当中，我们可以得出：
=ZK+ZM+ZL1+ZL2 （1）
在电能表电流线圈在高压电力计量系统被短接分流窃电主要的手段就是在外部（内部）接线端子处通过导线短接其中电能表的电流线圈。也就是等于将一段小于电能表电流线圈阻抗的导线连接在图2当中的PQ两点之间。图4为电路在短接之后的示意图，图5为其等效电路示意图，而其分流导线的阻抗则用ZD来表示[2]。
图4 短接电能表线圈电路示意图
图5 短接电能表线圈等效电路示意图
2.故障检测模型的建立
通过分析分流窃电故障，我们可以知道，电能表电流线圈在高压电力计量系统当中被短接之后，电流互感器二次绕组端电压和电流在通过电能表电流线圈时两者会产生不相等的比值。针对这一变化，可以将故障检测系统建立起来。利用滤波以及A/D转换等电路，基于单片机的实时监控系统可以对其中二次绕组端电压数据进行采集，而且利用RS232（RS485）通信接口实时监控系统还可以对电能表电流线圈当中经流的电流数据进行读取，这样，高监控系统就能够针对电流线圈分流窃电故障与电流互感器二次绕组端电压和电流在通过电能表电流线圈时两者的比值的变化情况进行实时的监控，如果有异常增大的情况出现在两者的比值当中，就表示电能表电流线圈被短接的现象发生了，这时候报警信号就会被监控系统发出来。与此同时，监控系统还可以针对被短接电能表电流线圈当中电流的真实大小计算出来，最终能够对高压用户实际消耗的电量进行准确的计算[3]。
3.电力计量系统分流窃电模型的仿真研究
3.1 防真环境
如果0-5A是标准的电流互感器的二次侧电流，那么随着电网负荷的不断变化，电流互感器的二次侧电流也会出现相应的变化。笔者研究了某两班制制造企业的经过高压计量系统的电能表线圈电流，在该研究当中，笔者发现，通常情况下不规则的变化属于实际的负荷变化的特征，因此不规则的变化情况也相应的出现在高压计量系统的一次侧电流变化当中。为了能够对其进行简单的描述，暂时用I（k）=1500[sin（t）]来对该企业的一次侧电流曲线进行描述。三相三线有功标准电能表有功压降在电流线圈当中通常为0.1～0.5V，ZM=（0.01～0.5）Ω是其线圈阻，在本文当中选择的是ZK=0.05Ω，此外，在本文当中将5VA作为电流互感器的额定负载，如果将1.0作为其功率因数，将5A作为其二次电流，那么就能够将其对应的额定负载计算出来。以国家的规定为根据，我们知道额定负载S2N与额定负载0.25S2N之间是电流互感器的二次负载的规定范围，因此RL=（0.01～0.5）Ω是其二次回路二次连接线阻抗，而在本文当中选择的是RL=（0.5）Ω，选择铜导线作为短路线，ZD=0.05Ω就是其阻抗。
3.2 仿真结果分析
通过对仿真结果的研究，我们可以发现如果在正常的高压计量系统当中，电流线圈分流窃电故障与电流互感器二次绕组端电压和电流在通过电能表电流线圈时两者的比值是一个常数，只有电流互感器的二次回路阻抗才与这个常数之间存在着一定的关系，而高压系统的负荷变化则与之没有任何的关系。也就是说，如果有变化的情况出现在比值检测信号，一般不会是因为负荷的变化造成的，这时候能够判断出有变化的情况出现在电流互感器的二次阻抗，以检测比值出现的各种变化作为依据，就能够将高压计量系统的电能表电流线圈在某一时间点被短接的情况看出来，可以将电流在被短接的电能表电流线圈中的大小计算出来，最终能够对用户实际消耗的电量进行准确的计算。
4.结语
本文分析了电流互感器在高压电力计量系统当中的二次电流，并且将电流线圈分流窃电故障与电流互感器二次绕组端电压和电流在通过电能表电流线圈时两者的比值得出来，从而证明了窃电往往通过导线针对电能表外部或者内部的电流线圈进行短接，并且有针对性的将故障检测的数学模型建立起来，而仿真结果也对这个模型能够将通过导线针对电能表外部或者内部的电流线圈进行短接窃电的情况检测出来，同时还能够将高压电力计量系统在电能表电流线圈被短接之后少计的电量计算出来。
参考文献
[1]秦春斌，梁刚.电力计量系统分流窃电检测监控装置设计[J].河南大学学报（自然科学版），2012（04）.
电力系统分析范文4
关键词：非线性电力系统；机电振荡；分岔理论
作者简介：马列（1983-），男，吉林四平人，东北电力大学电气工程硕士研究生。（吉林 吉林 132012）
中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）05-0209-02
工业领域的绝大多数系统包括电力系统，本质上都是非线性动力系统。当系统状态位于平衡点附近稳定临域内时，可以将系统近似线性化处理，通过对线性化后的系统的研究分析可以近似得到原非线性系统的性质。但是，在系统的非线性度较强，如系统发生机电振荡时，系统表现出复杂的动态特性，线性化方法的效果就会受到影响。因此，有必要在系统机电振荡分析中考虑到非线性因素对系统稳定分析结果的影响。[1]目前，对电力系统机电振荡的非线性因素研究主要有以下几种方法。
一、模态分析法
模态分析法是分析电力系统机电振荡最有效的方法之一。[2]该方法是将全系统的动态微分方程在系统平衡点处线性化，行成状态方程。根据线性系统的理论，系统的小干扰稳定性与状态方程的特征值和特征向量密切相关。研究人员通过观察特征值的分布和性质，就可以确定出系统的振荡模式。通过这种分析，就可以判断系统机电振荡回路中存在怎样的区间振荡模式和局部振荡模式，系统阻尼是否够强等一系列信息。
此种方法中，根据求取特征值范围的不同，常见的有全部特征值法和部分特征值法。全部特征值法包括QR算法和牛拉法等，其中最有效的方法是QR算法，利用这种算法可以搜索出系统所有的振荡模式，不会发生漏根现象，但该方法仅适用于对称与非对称的中、小型矩阵，存在“维数灾”的问题，对于大型电网的分析，其计算精度和计算时间都会存在问题。针对大型电网的模态分析法，有学者提出了部分特征值法，即只计算出一部分对稳定性判别有关键影响的特征值，解决了计算时间问题，大大提高了计算效率，目前这类方法有自激法、Arnoldi法等。
模态分析法的分析过程忽略了系统的非线性因素，当系统扰动较小时模态分析法能够反映出系统的小干扰特性，当系统扰动较大时，模态分析法会存在较大误差。
二、时域仿真法
时域仿真法被广泛地用于电力系统暂态稳定分析和小扰动分析中，适用于机电振荡的研究。它以数值分析理论为基础，借助于计算机工具，应用Simulink、BPA、PSCAD等电力系统仿真软件，模拟系统在某一扰动下的时间响应，据此来判断机电振荡过程中的阻尼和频率特性。[3]该方法考虑到了各个元件的微分代数方程和电力系统本身的非线性因素，科研人员普遍采用该方法研究电力系统机电振荡。
但同时该方法也存在着以下缺点：大规模电力系统中系统振荡的频率很低，在仿真精度和参量的要求下，计算量很大，仿真消耗大量的时间；无法揭示电力系统机电振荡的真正原因，找不到机电振荡的扰动源，难以找出引起系统不稳定的原因；时域仿真只针对于某一运行方式下特定的扰动类型和扰动地点，扰动的类型、地点以及观测量的选择都对结果有很大的影响。并且，这一特定类型的扰动，并不能激发出系统全部的振荡模式，而任一条仿真曲线都是不同模式叠加耦合的结果，难以得到系统关键模式的信息，仿真的结果往往带有片面性，难以设计有针对性的控制。
由于以上缺点，时域仿真法在研究系统机电振荡方面存在一定的局限性。
三、基于轨迹辨识的方法
时域仿真法仿真得到的数据和监测设备实测的数据中包含了电力系统机电振荡时的模态信息，根据这些数据，研究人员常用傅里叶变换法、卡尔曼滤波法、Prony分析法等基于轨迹辨识的方法对其进行分析，可以得到电力系统机电振荡时振荡周期、阻尼比、动态衰减速度等参数。
傅里叶变换法利用傅里叶变换来分析信号频谱特性，仅适于分析平稳信号，有很大的局限性。而小波变换的优势在于，它能够提供一个随频率变化的时间窗口，以致从时间和频域的局部信息中，经伸缩平移运算和多尺度的分析，有效地提取相关信息。
卡尔曼滤波法是利用观测量的历史值和当前测值进行比对，然后对状态变量的估计进行修正，并推测出下一时刻的估计值，在保证均方误差最小的情况下，不断地修正系统的状态向量。该方法适合于实时在线处理，因为它能消除随机干扰，还原系统原貌。
Prony分析方法是建立在傅里叶算法的基础上，当研究人员不知道系统模型时，不需要进行繁复的矩阵运算，直接将输出信号数据拟合成为指数函数的线性组合，并据此提取幅值、相位、频率、衰减因子等机电振荡参数。该方法适于大规模动态系统的辨识，是基于轨迹辨识的分析中应用较为广泛的一种方法。由于Prony分析方法抗噪声干扰能力较弱，对信号的要求比较高，通常与其他滤波方法配合使用，以期提高辨识精度，但这样也会增加计算时间，牺牲计算速度。
基于轨迹辨识的机电振荡分析方法不仅不依赖于元件的模型与参数，而且克服了大系统不容易线性化的困难，因而备受科研人员的亲睐。
四、非线性分析方法
电力系统是非线性系统，当系统负荷较重或遇到大扰动时，系统的非线性特征较为明显，这时基于线性化的理论方法的适用性便大打折扣了。有学者提出了考虑高阶模式相互影响的电力系统机电振荡分析方法，主要有正规形方法、模态级数法、混沌和分岔理论。
1.正规性方法
向量场正则形理论于20世纪20年代由法国数学家Poincare提出，这种方法是将非线性微分方程组的奇点或不动点附近经光滑变换，以二阶或更高阶的等价的方式把向量场或微分同胚转换为另一空间的线性系统，本质是求非线性微分方程泰勒展开的二阶及以上的高阶解析解，是简化常微分方程和微分同胚的重要工具。向量场正规性方法是线性系统和非线性系统的一个纽带，能使相关人员更好地理解系统不同模式间的相互作用，以及这种作用是如何影响系统状态的。
20世纪90年代后，正规形的方法在估计系统暂态稳定域、系统解列分析、机电振荡等领域的分析中得到了应用。[4]当电力系统发生机电振荡时，尤其是区间振荡时，系统机电振荡模式间有很强的相互作用，大大提升了系统的非线性。采用线性化理论制造的电力系统稳定控制器对系统通过不同模式经非线性作用耦合生成的模态的抑制作用十分有限，因而应用正规形理论在系统非线性程度不同时，对控制器做出不同程度的修正是十分必要的。
用正规性方法研究电力系统机电振荡，将系统机电振荡响应和不同模式间的非线性作用联系在一起，加深了相关人员对于机电振荡本质的理解，能够使之辨识系统主导振荡模式与其他振荡模式的非线性关系，对机电振荡的抑制和电力系统稳定控制的设计具有指导意义。
2.分岔理论
对于有限维欧式空间Rn上的含参数的连续非线性动力系统
（1）
当一微小的扰动导致参数μ连续变化时，给定动力系统（1）的拓扑结构在μ0处发生突然的变化，系统的流形不能连续时，称系统在μ=μ0处发生分岔。出现分岔时，系统的动力学性态有突然地改变，它是非线性系统内部固有的一种特性。
分岔理论的主要内容，就是研究非线性方程解的数目和系统的拓扑结构如何在参数变化过程中发生突变。非线性动力系统的分岔主要有平衡点分岔、异宿分岔、同宿分岔、周期解分岔、Holf分岔以及鞍结分岔等。
分岔和系统的稳定息相关，部分科研人员在电力系统的稳定性研究中，采用了分岔理论中的Holf分岔、鞍结分岔等分岔方法，在铁磁谐振、风电系统控制、电压稳定性分析、无功优化、HVDC系统静动态特性研究等方面，取得了一定的积极成果。在电力系统机电振荡时，系统雅克比矩阵的一对共轭特征值分布在虚轴上，平衡点附近出现周期轨道，也就是极限环。系统等幅振荡时出现的是稳定的极限环，增幅振荡时出现不稳定的极限环。分岔理论为研究电力系统的机电振荡提供了一条新的途径。
3.混沌理论
混沌是自然界普遍存在的一种运动形式，混沌理论建立以后，迅速渗透到各个学科当中，推动了现代知识体系的变革。混沌理论是关于非线性系统整体性质的科学，给出混沌理论在数学上严谨的定义是困难的，在不严格的意义上，一个系统既对初值敏感又出现非周期的运动，即可认为该系统处于混沌运动状态中。混沌现象是内部的确定性因素在初始条件微小变化的条件下，在宏观上所表现出来的无序和随机的表象。
混沌运动是确定性非线性系统的特有现象，确定性非线性动力系统在系统参数处于某一范围时表现为混沌运动，在其他情况下仍然表现为通常的确定性运动。确定性运动系统在出现倍周期分岔现象、周期和混沌交替变化的阵发运动、KAM环面破裂、准周期运动等情况下能够进入到完全的混沌状态。
混沌涉及的问题广泛，在分岔导致混沌、奇怪吸引子、阵发性混沌、分维和多位动力系统方面有很多问题值得研究。电力系统的非线性特性在一定参数条件下可以产生混沌运动，混沌理论可以广泛应用在电力系统的相关研究中，如：铁磁谐振系统非线性补偿控制、配电网的重构、负荷混沌优化组合预测、同步发电机混沌振荡抑制、电力系统机电振荡的阻尼等。
混沌理论在电力系统的稳定性方面的研究中才处于起步阶段，深入研究混沌理论及其控制方法，将会对抑制电力系统机电振荡起到积极的作用。
五、结语
机电振荡的分析方法和控制器的设计目前仍然采用主流的线性化理论。本文总结归纳了电力系统非线性特性的机电振荡研究方法，有利于在稳定性分析计算和控制设计中，更有效地考虑非线性因素影响，为机电振荡的研究提供崭新和切实有效的研究方向。
参考文献：
[1]赵雅博，张毅威，陈磊，等.电力系统机电振荡的非线性现象[J].电网技术，2012，（10）：172-177.
[2]吴复霞，吴浩，韩祯祥，等.电力系统非线性模式分析方法的比较[J].中国电机工程学报，2007，27（34）：19-25.
[3]刘溟.互联电网低频振荡分析及其对策的探讨[J].华中电力，
电力系统分析范文5
关键词：电力计量系统；防分流窃电技术；窃电方式；多样化；分析
中图分类号：TM933 文献标识码：A
1 窃电行为的危害及常见使用方法
（1）电能和电力系统发展背景
电能是第二次工业革命的主要标志，从此人类社会进入电气时代。在日常生活中使用的电能主要来自其他形式能量的转换，被广泛的应用在动力、通信等领域，电力系统的出现，在各个环节对电能的生产过程起到了进行调节、控制、保护和协调的作用，使得高效便捷、易于控制的电能得到了更广泛的推广和应用，推动了社会生产各个领域的变化和进步。现今一个国家电力系统的规模和电力技术的水准已成为衡量一个国家经济发展水平的又一重要标志之一。
（2）窃电行为产生原因及危害
紧随着电子科技的发展，现代文明对电力的依赖只会有增无减，在这样的时代背景里，无论是发达国家，还是贫穷的发展中国家，谁都不能没有电，电气工业已成为国家现代化的重要指标，电能使用的加剧最直观的表现在基本电费的支出，因此为了逃避支付高额的电费开销，使得一些企业和家庭用户损公利己罔顾法律的规范，通过窃电的方式降低电费开支。因此窃电行为出现可以总结出以下两点原因：其一，我国社会公民对法律意识的淡薄，他们对触犯法律的概念是模糊的。甚至可以说他们也不知道自己的窃电行为是已经属于一种犯法。也没有意识到这种窃电行为会给自身带来巨大的危害性。其二，供电管理部门采取的窃电行为打击力度不够，没有采取有力的措施对违约用电、窃电防治进行管理，由于电力系统内部制度不完善，管理上存在着弊端和漏洞。这样的情况下是在无意中纵容了违法人员的窃电势力，长久下来供电管理部门也成了窃电人员的“帮凶”。导致窃电分流现象肆意出现且屡禁不止状况。
（3）生活中常见使用的窃电方法
社会经济快速的发展窃电方式也随着变得多种多样，单从窃电手法上看选择了以下几种常见的方式：①改动短路计量装置窃电，就是通过用导线对电流线圈进行短接的方法，达到了分流窃电的最终目的，也是目前使用最多窃电分流手法。②断开电压联片或在电压线圈上串联分压电阻，这种方式不能完全免除支付电费，但是可以达到少计电量的目的。③调接零火线窃电，这种窃电方式操作复杂，且容易给用户自身安全带来重大隐患，生活中也有在窃电中触电导致死亡的案例发生。
2 电力计量系统的防分流窃电技术分析
（1）简述电力计量系统
电力计量是统计用户的用电情况和数据进行计算，针对这些计算出用电情况对用户收取一定的费用，而当今我国的电力计量方式主要可以总结为三种方式：分别是低供低计、高供低计、高供高计三种形式。三种形式分别对应的不同的使用人群的人群：低供低计主要是针对城乡镇的普通居民用户，他们特点是不需要使用额外的计量设备，仅需要使用普通的电能表即可完成计量的工作；高供低计是提供给10kV以下的需要使用低压电流互感器的供电系统；高供高计主要是提供给需要使用高压电压和电流感应器的一些少数大型的企业和公司规模。对于电力计量系统是一个在实际工作中应用涉及广泛的电力设备装置，其中实用性极强的一项就是防分流窃电的管理工作。
针对电力计量系统的分流窃电技术主要是应用于高供高计用户。主要是采用了高压供电回路和测量回路分开的方式，高压电力计量系统是将高电压、大电流利用高压互感器（PT）将具体信息通过二次导线连接电能表、高压电流互感器（CT）相互配合对高供高计用户的电压、电流、电能进行全面测量。根据电能的计算方式：W = Pt = UIt，只要通过改变U、I中任何的一项，都可以减少W从人减少电量，根据相关测量数据看出减小I达到偷电行为较多，因此I是会随着用户的用电电荷不断变化的，可以从0到Imas，因此不好判断测量结果。这也是为什么分流窃电的隐秘性较强的原因。
（2）分流窃电监测模型分析
防分流窃电技术是通过电流互感器二次回路特性分析，得出电流互感器二次回路电流以及其自身的二次绕组端电压的比值与电能表电流线圈被短接故障存在的密切关系，基于此建立了分流窃电监测模型试验。
最终得出，理论上通过电流互感器的电压和电流设定的数据算出要大于分流窃电后的电压电流比，也就是通过说计量系统中的电压与电流监测是可以区分是否存在分流现象的。这样的方式在理论中是实际有效的。
（3）根据分流监测模型实际应用性概述
根据上文中提出的监测模型谁及了数据采集的简要设备，首先选择AT公司生出产的ATmega16处理器，该处理器可以降低分流窃电系统的实现困难程度，同时，将采集到的数据信息通过内置的ATmege16中内置ADC部件直接传输到单片机中进行数据分析处理。其中的采集方式都是位于MG之间加一个串行电流互感器，通过这样的方式可以进行有效的数据的采集传输工作。
结语
面对现实生活质量不断提升，人们对电力的需求不断增加，在分流窃电行为屡禁不止并且随着时间的推移愈演愈烈的情况下，反窃电是我国相关供电部门对国家经济和电力企业利益的一项重要的维护工作。通过运用分流防窃电技能有效的减少窃电行为，通过上述方案论证，这一理论知识是具有可行性的。
参考文献
[1]解利敏，华向阳，丁国战.电力计量系统与防窃电技术浅析[J].硅谷，2014（22）：101+100.
[2]顾兵，高楠.浅析电力计量系统的防分流窃电技术[J].中国高新技术企业，2015（07）：142-143.
[3]吴妙吟.电力计量系统防分流窃电技术研究[J].科技创新与应用，2014（30）：161.
电力系统分析范文6
关键词：变电运行；电力系统；变电一次设备；状态检修
中图分类号：TM411 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）25-0132-02
关键基础用电设备在强电磁环境中的安全运行有利于保障企业生产和保证整个国民经济的正常运转。电气设备产生的故障主要分为外部热故障和内部热故障，设备过热是引起外部热故障和内部热故障的主要原因。近年来由于电气设备外部热故障和内部热故障的存在，因此，电力系统大大加强了对电网设备状态的检修力度和检修范围。电力系统以状态维护、检修的技术标准、管理规范和工作标准等作为检修工作的基础，同时开展了以专家团队、测试设备和信息平台系统的保护状态维护等工作，这些工作的开展在检修中起到了很大的作用。建设期间明确各部门职责、确定各时间节点有利于推动状态检修工作的实施。
1 电力系统变电运行一次设备检修的基本原理
企业的安全性、依靠性、环境和成本等是状态的检验和维护工作的基础，设备运行状态信息的采集、状态的评估和检验维修决策有利于保证电力系统的安全运行，状态的检验和维护工作的合理成本是电力系统检修中的一种方案。因此，完整的设备状态检验维修包含三个环节，第一个环节是状态量的采集，第二个环节是状态的评价，第三个环节是状态的检修策略。
2 设备状态检修的最佳时机
检修时机通常是指设备状态检修实施的时间。检修时机会随着设备状态的变化而变化。如果设备处于非常恶劣的健康状态下，这种健康状态直接导致故障停机，这种情况下就要立即实施检修工作；当设备的健康状态没有上面所说的那么严重时，在这种健康状态下只是使设备的性能有所下降，在不影响正常工作的前提下检修工作可以推迟一段时间等到检修时机成熟时再实施检修工作。
2.1 检修项目的分类
2.1.1 事故维护。如果故障的发生严重影响了设备的正常运行，在这种情况下，就需要对设备实施必要的检修和维护工作，并且这种工作需要及时实施。
2.1.2 消缺。当设备的健康状态没有处于非常恶劣的情况时，并且这种健康状态下只是使设备的性能有所下降，在不影响正常工作的前提下检修工作可以推迟一段时间，等到检修时机成熟时再实施检修工作。因此，这里研究的检修项目就为需要停止电源进行的故障维修、消缺和定期试验的检修工作提供了有益的经验。
2.2 协同检修的安排
一次设备的例行检测与其他检查和修理活动相比具有周期长和频度较低等特点，计划内的检修对系统运转的影响的程度相对来说较小，为了实现简单化分析设备的目的，这种检验活动在一定程度下可以忽略不计。为了确保一次设备发生事故时还能正常运转，在这种条件下，对一次设备进行故障维护的过程中可在同一时间安排常规检修工作。
3 变电一次设备状态检修技术方案
3.1 变电设备的实时监测
对各类变电设备进行实时监测是为了及时掌握设备检修、运行方面的信息和相关的技术信息，实时监测变压器设备、更是在对各类变电设备进行实时监测的重要部分。实时监测变压器有很多有用的方法，但变压器色谱分析是目前使用最多的也是最有效的，便携式色谱在线监测和变压器色谱在线监测系统在实时监测变压器的过程中占据了重要地位，同时在实时监测变压器的过程中发挥了重要作用。
3.2 变电设备有效评估
变压器主要对变压器的运行、检验、试验、在线等多方面进行状态评估，变压器的评估过程中主要包含正常、异常和危险等结果，最后的评估结果是建立在各种状态的评估结果的基础上的，并且要根据最后的评估结果去研究出有效的检修时间和检修内容，从而促进评估工作的有效开展。
3.3 变电设备的预防检修
变电设备在运行的过程中会遇到各种各样的问题，变电设备在运行的过程中也会表现出各种信息，因此，要对这些问题和信息进行综合分析，从而在制定检修技术措施的过程中有三方面的依据，第一方面是依据不同类型的设备，第二方面是依据设备不同的运行状况，第三方面是依据设备的运行年限。下面笔者结合主变压器、高压开关、10kV母线及开关柜和变电设备的实际运行状况得出了以下的研究结果。
3.3.1 主变压器设备状态检修。（1）状态大修有两个方面的前提，第一方面是预防性试验数据，第二方面是变压器运行情况。主变压器的状态分析是为了对变压器的状态来进行分析和判断。主变压器设备状态检修主要包括线圈绝缘电阻、吸收比、极化指数和铁芯接地等方面的检修工作。（2）主变压器在运行的过程中会保持某种状态，根据某种状态就可以判断主变压器的结果，从而可以根据这些结果采取针对性的措施和工作。
3.3.2 高压开关设备状态检修。（1）规定指出10kV真空开关的满容量开断次数达20次以上，开断负荷电流次数达5000次以上。这一判据与六氟化硫开关一样，在实际操作中的意义不大。导电回路直流电阻和操作机构性能应该是状态检修的重要判据。（2）油开关与六氟化硫、真空开关不同，其累积开断电流和等效开断次数是状态检修的重要判据。（3）在状态监测方面，六氟化硫开关的气体泄漏、气体湿度、直流电阻等状态在状态监测方面是非常容易监测的。而操作系统的状态必须靠有用的技术手段和技术措施，来对状态进行有效的检测和监测。（4）在检修方式方面，操作系统和油开关本体有自己的检修方式，现场检修是操作系统和油开关本体的检修方式，如果开关遇到停电的情况时，要及时对操作系统进行检修和维护，在必要时还要采取必要措施。
3.3.3 10kV母线及开关柜状态检修。开关柜电阻有很长的试验周期，但从目前的研究结果表明开关柜电阻的试验周期为6年，开关柜约70%以上的事故是机械因素引起的，这个原因就使开关的检修可以结合起来进行试验，开关柜带电局部放电检测技术的开展通常可以在不停电的状态下进行监督。
4 结语
通过本文的研究说明了关于电力系统变电一次设备状态检修中的问题，并得出了关于电力系统变电一次设备状态检修的一些措施。本文所列出来的一些规律性的措施和方法，也解决了关于电力系统变电一次设备状态检修中的理论和实际问题。希望以本文的研究为契机，从而带动各方面的力量投入到关于电力系统变电一次设备状态检修的研究中来，从而不断地推动和带动电力系统一次设备检修的发展和完善。
参考文献
[1] 彭国祥.电力系统中变电运行设备维护技术分析[J].电源技术应用，2013，（5）.
