瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)的研究人員開發(fā)出一種可為電網(wǎng)確定短路發(fā)生位置的方法。這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)可再生能源的大規(guī)模整合，從而有助于簡(jiǎn)化復(fù)雜的電網(wǎng)拓?fù)渥鳂I(yè)。

 

當(dāng)高壓電力線遭受風(fēng)吹雨打、冰雪或樹木損壞時(shí)，電力公司必須迅速找到故障的位置以及進(jìn)行修復(fù)，才能滿足功率質(zhì)量的要求或避免發(fā)生連鎖性的大規(guī)模停電事故。查找故障問題的常見作法通常是先以固定間距沿著電力線放置傳感器，確認(rèn)未上電的部份。接著，技術(shù)人員必須親臨故障現(xiàn)場(chǎng)，目視檢查電力線，以便找出故障的確切位置。

洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院分布式電力系統(tǒng)與電磁兼容性實(shí)驗(yàn)室的研究人員們已經(jīng)找到了一種方法，能夠精準(zhǔn)確定短路發(fā)生的位置。這種技術(shù)是根據(jù)在聲學(xué)與電磁領(lǐng)域所使用的“電磁時(shí)間回轉(zhuǎn)”(EMTR)理論。

 

研究人員開發(fā)出一款嵌入式硬件平臺(tái)，配備故障定位算法，并使其連接至電網(wǎng)的主變電站。當(dāng)發(fā)生短路時(shí)，系統(tǒng)開始分析在測(cè)試點(diǎn)觀察到的波形。該故障定位平臺(tái)接著會(huì)將波形的時(shí)間反轉(zhuǎn)，重新將其注入于平臺(tái)所仿真的網(wǎng)格模型。反向注入的信號(hào)就會(huì)朝向故障發(fā)生的特定位置逐漸聚合。

 

該技術(shù)提供了兩個(gè)主要的優(yōu)點(diǎn)：相較于傳統(tǒng)安裝的故障指示器，新開發(fā)的故障定位平臺(tái)的故障定位能力更迅速也更有效率。“我們可以從一個(gè)觀察點(diǎn)來涵蓋整個(gè)電網(wǎng)， 因此就不必在好幾百公里長的電力在線安裝多個(gè)傳感器了，”EPFL分布式電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的研究人員Reza Razzaghi表示。

 

他們所提出的方法已經(jīng)建置于一款芯片級(jí)實(shí)時(shí)仿真器中了，這款仿真器也是由EPFL分布式電力系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的同一群人所開發(fā)的，它可為這一類的問題提供快速而又不至太昂貴的解決方案。

 

另一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)是：網(wǎng)格越復(fù)雜，這種方圔也越有效。“當(dāng)波形沿著大量可能發(fā)生反射以及不均勻的傳輸線旅行與反射時(shí)，其結(jié)果還比一個(gè)簡(jiǎn)單的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更精確，”研究人員指出，這種方法可作為具有復(fù)雜拓?fù)涞拇笮碗娋W(wǎng)之理想應(yīng)用，同時(shí)也適用于結(jié)合高壓線與同輻電纜的混合網(wǎng)絡(luò)。

 

該平臺(tái)也十分易于整合可再生能源，如需要多端高壓直流(HVDC)鏈路的海上風(fēng)電場(chǎng)。這種保護(hù)與故障定位問題的存在，反映出在實(shí)現(xiàn)這些電網(wǎng)時(shí)的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。這款開發(fā)平臺(tái)能夠在很短的時(shí)間內(nèi)，利用單一測(cè)量點(diǎn)在復(fù)雜的拓?fù)渲姓业骄_的故障位置。