瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)的研究人員開(kāi)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(shù)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(wèn)題的常見(jiàn)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(lái)涵蓋整個(gè)電網(wǎng)， 因此就不必在好幾百公里長(zhǎng)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(kāi)發(fā)的，它可為這一類的問(wèn)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(wèn)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(kāi)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。