摘要:随着数字化技术的发展，电流相位差动保护可以得到进一步的应用，特别是降低广域差动保护对精确同步采样的依赖。信息量大导致通信裕度降低是实现广域继电保护的难点。为降低系统通信量，并保证保护的灵敏度和可靠性，提出了一种基于分相电流突变量（简称ΔI）相位比较原理的广域继电保护故障元件识别算法。结合该算法在广域继电保护中的实现，阐述了分相ΔI启动算法、基于补偿电压过零点的同步校正方法以及采样点比对的相位差动策略及其配置于广域继电保护中的应用方案等关键问题。仿真结果表明该算法具有原理简单可靠、动作速度快、灵敏度高等优点，且能够适应高阻接地、非全相运行、故障发展及故障转移等复杂故障工况。

摘要:基于二次谐波制动原理的变压器差动保护在应用过程中误动的情况时有发生。鉴于序分量作为电气量被应用于继电保护的实际情况，分析了差流二、三次谐波正序分量在变压器内部故障和励磁涌流时的不同特征，分别分析了当CT未饱和、轻度饱和以及严重饱和时的情况，进而提出一种基于差流正序分量的励磁涌流新判据。通过大量仿真，表明该算法简单易行，能有效防止空载合闸时差动保护误动，而且当CT畸变严重时仍然有效，同时，在内部故障时能够可靠并快速动作。

摘要:建立了一种新的直流偏磁下三相变压器组的传输线模型。模型中，将变压器电路中的微分项离散,并应用Jiles-Atherton铁磁磁滞理论来描述铁芯的饱和以及磁滞效应。涡流损耗用含等值电阻的附加绕组替代，同时考虑绕组铜耗及漏磁等因素，从而使变压器模型得到充分完整的描述。最后利用牛顿-拉夫逊迭代方法，对直流偏磁下的三相变压器组进行了时域仿真计算，仿真结果证明所提出的计算模型能够准确的分析三相变压器组的直流偏磁现象。

摘要:风电项目初始投资规模大，上网电价水平高，风电的高速发展需要政府相关财税政策的支持。首先，假设上网电价与单位容量投资成本波动服从几何布朗运动；其次，基于实物期权理论，在上网电价与单位容量投资成本不确定的情形下，考虑存在风电电价补贴，建立了风电项目投资决策模型，以确定风电项目的最优投资时机。该模型考虑了风电电价补贴水平、风电电价补贴有效期、上网电价波动率、单位容量投资成本波动率等投资决策因素。算例结果表明该模型可为风电项目投资者选择合适的投资时机提供决策参考，还可作为政策制定者制定合理的投资促进政策提供量化分析工具。

摘要:大规模风电接入对传统经济调度提出了新的挑战。建立了综合考虑火电机组运行成本、污染气体排放成本、风电运行成本、备用成本的多目标动态经济调度模型，并引入正、负旋转备用约束来应对风电波动性对调度带来的影响。采用层次分析法将多目标优化模型转化成单目标优化模型。提出一种改进差分进化算法对模型进行求解，算法中引入正交初始化技术和控制参数自适应调整策略以提高种群的全局寻优能力。以IEEE30节点系统为例验证所提模型的合理性和算法的有效性。

摘要:为排除测风数据中数据坏点及突变信号对风场输出功率预测的影响，增强预测模型的稳健性，提出一种基于投影寻踪神经网络的风场输出功率预测模型。模型采用中位绝对偏差作为投影指标函数，有效排除了离群点对预测结果的干扰。采用投影寻踪法提取风场输出功率各影响因素的主成分，将各主成分作为BP网络的输入变量，进行网络的训练，用完成训练的网络进行风电场输出功率的预测。实验结果表明，所提模型具有较高的预测精度。

摘要:在常规连续潮流计算过程中假定线路电阻始终不变，这是不符合实际的，因为输电线路电阻是随外界环境以及潮流分布的改变而改变，其本质是温度的变化。以此为背景，连续潮流模拟潮流缓慢变化的过程，在这一过程中应计及输电线路电阻的变化，使连续潮流的计算更具实际意义。为分析其对连续潮流计算产生的影响程度，提出将输电线路电阻视为潮流的状态变量，首先建立包含电阻参数的电热耦合潮流模型，并进一步提出电热耦合连续潮流模型。在模型的迭代过程中不断计算与修正输电线路电阻值，体现电热耦合的思想。应用常规潮流方法以及电热耦合连续潮流方法分别进行算例对比与分析，结果表明计及输电线路温度及电阻变化将对连续潮流计算结果产生非常显著的影响，应该引起重视。

摘要:分析现有分相电流差动保护判据的动作特性，指出了传统原理在保障区内故障灵敏性和区外故障可靠性方面存在的不足。提出了将标积制动判据进行归一化处理得到相应的相角判据，同时辅以自适应系数幅值约束的新型保护判据。新判据提高了差动保护的灵敏性和可靠性。理论分析表明新判据在内部故障的灵敏性和区外故障的可靠性上均优于传统的分相电流差动判据，具有良好的抗高阻能力和抗电流互感器饱和性能。仿真实验验证了新原理的正确性。

摘要:短期风电功率预测对接入大量风电的电力系统运行具有重要的意义，建立了基于主成分分析与遗传神经网络相结合的短期风电功率预测模型。该模型先对原始输入数据进行主成分分析，分析结果作为神经网络预测模型的输入；为克服BP神经网络训练时间长、易陷入局部极小值的的缺陷，采用遗传算法优化神经网络的初始权值和阈值，并使用Levenberg-Marquardt算法对网络权值和阈值进行细化训练。经某风电场实际数据验证，与GA神经网络模型、PCA-LM神经网络模型相比，预测精度明显提高，为短期风电功率预测提供了一种有效的方法。

摘要:风电并网使原有电网供电结构发生变化。当电网发生短路故障时，在风电场的作用下，继电保护有可能出现拒动或误动的情况，对电力系统的安全稳定运行造成危害。针对此问题，对以正序电压极化的阻抗元件的动作方程进行数学推导，分析风电场支路电流对此种特性的阻抗元件的影响。在PSCAD中进行双馈异步风力发电机并网仿真，分析此种阻抗元件在风电场影响下的动作特性，证实风电场对速断距离保护和带时限的距离保护有影响，为保护的整定和选型提供理论依据。

摘要:风电场输出功率具有随机性、间歇性的特点，其大规模并网发电使电力系统的调度决策面临着新的挑战。在此背景下，以日前调度为研究对象，提出了一种解决含风电系统机组组合问题的两阶段随机规划方法。该方法将发电机组的启停决策及启停决策下机组的发电计划制定视为两个阶段的决策问题，第一阶段决策对应机组启停，旨在寻求给定条件下具有最小启停成本的机组组合方式，而第二阶段决策则用于评估随机条件下已制定机组启停计划所对应次日机组运行成本的期望值，方法通过对两个阶段决策问题的统筹考虑，最终确定出机组的最佳组合方式。采用场景树模拟日前风电场输出功率预测误差的时间分布特性，并利用场景缩减技术实现在较高计算精度下模型复杂度的降低。通过对某实际26节点11机系统的分析计算验证了所提出方法的有效性。

摘要:常用的Z源逆变器电容电压控制中存在右半平面零点，致使系统阶跃响应出现负调，控制器的设计过程复杂化。针对上述问题，提出一种新的控制策略，通过控制Z源电感电流实现Z网络稳压输出。以单相Z源逆变并网系统为例，首先利用状态空间平均法建立小信号模型，分析得知控制至电感电流的传递函数中不含右半平面零点，因此电流控制器的设计相对简单。然后详细介绍了Z源电感电流控制器和并网电流控制器的设计，并通过Matlab/simulink仿真和RT-LAB实验验证了所提控制策略的有效性，具有一定的实用价值。

摘要:为了提高电网的安全运行，开发了基于机电暂态-电磁暂态混合仿真原理的电网合环分析计算系统。利用机电-电磁混合仿真原理，提出了基于最大级数搜索算法的电磁网络自动划分方法，实现了机电暂态模型自动转换为电磁暂态模型的功能，并完成了地理图与厂站图相关联的功能，方便用户操作的同时提高了合环计算结果的准确性。利用开关统计功能，可以得到系统不同时刻的合环情况。通过对新疆喀什地区电网的合环仿真计算，其结果表明该系统能够提高合环操作的准确性，为合环操作提供了重要依据。

摘要:基于欧拉-拉格朗日(Euler Lagrange-EL)模型的有源电力滤波器(Active Power Filter-APF)无源性控制中将对负载谐波电流的跟踪转换为对系统电源电流的控制，降低了控制器的跟踪难度。针对已有的APF无源性控制文献在设计系统电源电流期望平衡点时需要提取负载有功电流，指出负载有功电流只是APF直流侧电压闭环的一个前馈信号，提出一种改进的无需检测负载有功电流的基于EL模型的APF无源性控制方法，在降低控制器算法复杂程度的同时去掉负载有功电流提取算法中数字低通滤波器(Low Pass Filter-LPF)带来的延时。仿真和实验证明了方法的有效性。

摘要:为了保证智能变电站过程层网络工作的稳定性和可靠性，必须对网络流量进行管理。简述了智能变电站过程层网络的特点，介绍了常用组播报文流量管理方式，并比较了各种管理方式的差别，提出了静态组播管理是适合现阶段过程层网络应用的管理方式。同时，边缘端口输入流量限制可以防止网络风暴引起的灾难性故障。因此，采用静态组播管理和边缘端口输入流量限制相结合的方式对过程层网络流量进行管理，符合现阶段智能变电站发展水平和应用需求，并以现场应用实例证明了该结论的可行性和有效性。

摘要:我国中低压配电网多为树形结构，分支多，进行精确的故障定位困难。针对配电网的树形结构，提出了一种多端行波故障定位方法。该方法中，每个配电变压器安装一个行波接收装置，利用GPS获取行波第一波头到达各配电变压器的时间信息，将这些时间信息传输到故障管理中心，选取时间最短的三个变压器首先确定故障区域，然后排除伪故障点进而确定故障位置。最后，采用ATP软件对该方法进行了仿真分析，分析结果表明了该方法的可行性。

摘要:提出一种适用于高压并网的风电场调度配合型无功运行接口，即IVOCD。IVOCD根据电网的具体特点将电网电压调度要求转换为接口的运行参数，同时检测电网电压，使风电场无功输出处于一个特定运行区域内，以适应不同电网电压的运行需求。以广东湛江电网为例，证明了IVOCD能够在电压较低时提供无功支撑，在电压较高时吸收多余无功，从而进行主动调压，使电压运行更加安全，具有很好的适应性和实用性。

摘要:为了提高大功率并联型有源电力滤波器的控制性能，谐波检测采用特定次谐波电流检测算法，能分别检测不对称谐波的正、负、零序分量，提高谐波检测的准确性和实时性。提出一种基于LCL滤波的多重化有源电力滤波器双闭环控制策略，该控制策略解决了变流器多重化主电路中的环流问题。采用LCL输出滤波器，不仅能有效地滤除主电路高频开关纹波，而且与传统的L滤波器相比，大大减少了电感量、提高系统的动态跟踪性能，并节约了成本。最后，搭建了系统仿真模型和实验样机，结果表明上述控制策略的正确性和可行性，系统谐波治理效果好。

摘要:输电线路发生的故障大多是瞬时性故障，瞬时性故障的暂态电弧电压特性为单端故障测距的实现提供可能。基于Mayr电弧模型对故障电弧的暂态特性进行分析，指出故障相电弧故障点的时域暂态方波曲线特征；为将故障电弧特性应用于单端故障测距，提出了输电线路沿线电压的方波曲线相似度评价指标。在此基础上，基于Bergeron输电线路时域传输方程，利用测量端电气量，推算输电线路沿线观测点故障相的瞬时计算电压，并对沿线各观测点的故障相计算电压进行方波曲线相似度评价，通过比较各观测点的相似度指标选取故障点。最后，基于ATP/EMTP建立输电线路故障仿真模型，通过大量的仿真分析验证所提方法的正确性。

摘要:为了实现微网在不同模式下稳定运行，设计了一种外环采用逆变器出口电压反馈、中环采用电容电压反馈、内环采用电容电流反馈的多环反馈控制器。通过劳斯-赫尔维茨稳定判据与极点配置的方法计算控制器参数，形成了输出阻抗低频段为感性、高频段为阻性的分布式电源外特性，实现了微网内多逆变单元之间的无线通信下垂控制。所设计的多环控制器在联网运行模式下能够改善系统的稳定性，输出高质量的电能，且具有较快的动态响应速度。在孤岛运行模式下，能够保证负荷电压和频率的稳定性以及多逆变单元之间功率共享，还可实现不同运行模式之间的平滑切换。该多环控制器设计简单，实用有效，易于实施。仿真结果表明其具有合理性和有效性。

摘要:电池作为一种电能存储媒介广泛应用于电池储能系统与电动汽车。随着电池储能系统和电动汽车数量的增加，电池与电网之间的交互模式与频次逐渐增多。准确描述各种交互过程中电池的电气特性具有重要意义。针对电池的充电特性，提出了一种分析模型。对通过现场试验或数字仿真获取的充电功率离散时间序列进行曲线拟合；在保留原函数基本特征的前提下，实施线性化以简化后续分析；考虑充电过程的随机性，建立了时间分布模型。对一种电动汽车的电池系统进行仿真，结果验证了该分析模型的可行性与有效性。

摘要:为了分析光伏电站接入孤立电网的可靠性和稳定性，开发了基于PSASP的光伏电站仿真模型及其储能系统控制策略。利用PSASP的用户自定义模型（UDM），设计了完整的适于工程应用的光伏阵列模型、逆变器装置模型、MPPT控制模型以及蓄电池储能装置模型。分析了储能系统的工作原理，确定了蓄电池储能系统的容量配置方法和并网控制策略，并对实际孤立电网进行了仿真分析。仿真结果表明，在发生光照强度变化和三相短路故障的情况下，蓄电池储能系统能够维持电网的功率平衡以及并网点的电压水平，减小故障后的系统振荡，确保了孤立电网的稳定性，证明了该系统及其控制策略稳定可靠。

摘要:提出一种开关特性饱和电抗器，它是变压器参数与饱和电抗器性能结合的产物。提出的开关特性饱和电抗器可作为一种交流电路无源开关使用，工作原理简单、可靠，可通过控制电压等级很低的电力电子器件，控制很高电压等级电力系统交流输电回路的开关状态。阐述了这种开关特性饱和电抗器的基本工作原理与基本结构。开关特性饱和电抗器非线性暂态过程的理论分析十分困难；设计制造了220 V的实验样机，采用大量实验的方法总结开关特性饱和电抗器变化规律。实验表明，提出的开关特性饱和电抗器原理可行；暂态过程与电流大小有关；在截止过程中，开关特性饱和电抗器具有电流越大暂态过程越短的特性；该特性有利于实现短路电流限制器功能。

摘要:针对高压断路器相控开断短路电流，设计了基于可编程逻辑器件FPGA和数字信号处理器DSP的断路器智能控制装置。该装置采用FPGA完成遵循IEC61850-9-2LE协议的采样值报文实时接收和硬件解码，通过时钟同步技术减少采样值报文网络传输延时对短路电流相控开断性能的影响。对接收的采样值信号，应用自适应数据窗LMS算法实现短路电流特征参数快速提取，基于Pade逼近实现故障电流趋势的准确预测，采用二分法搜索有效零点获取最佳开断区间。建立测试平台对智能装置和算法进行验证，结果表明，设计的装置能实时准确地预测短路电流最佳开断点，为相控开断短路电流提供保障。

摘要:根据微电源类型的不同，其入网接口方式也可分为两种:电压源型逆变器（Voltage Source Inverter, VSI）接口和同步电机（Synchronous Generator，SG）接口。设计了一种包含这两种接口方式的微网控制策略。VSI接口采用针对有功功率限值的设定进行改进的下垂控制策略，并添加相应滤波装置使得控制更加精准。SG接口在下垂控制策略基础上改进输出所需机械功率及励磁电压驱动电机运行。二者之间无需复杂的通信环节，可实现功率输出自我调整，并使微网系统稳定在电能质量允许的范围内。为实现微网与大电网的无缝转接，设计静态开关（Static Switch， SS）使得电网、SG接口的微电源、VSI接口的微电源在彼此电压接近同频同相时接通。仿真算例验证了微网控制策略及静态开关设计的有效性。

摘要:针对配电网作业过程中还存在“带地线合闸送电”恶性事故发生的情况，首次提出了两种基于信号注入法的安全方便的检测方法：直接注入电压测量法和感应电压测量法。利用PSCAD/EMTDC搭建模型对可能影响检测效果的相关问题进行了大量的仿真分析，包括信号频率、空载变压器、磁场感应电压等方面的影响。根据仿真分析结果研制了一台临时接地线状态检测装置，并通过现场试验验证了所提方法的可行性，所研制的检测装置具有检测安全、操作简单及易推广等优点。