摘要:回顾了近年来继电保护原理的发展历程，重点放在暂态、广域和集成保护领域。以此来展望未来的为智能电网而构造的智能继电保护的发展。以智能电网的发展要求和特点为契机，主要介绍了国内在智能保护方面的研究现状。在以上研究的基础上，通过介绍一种基于暂态检测的集成广域保护方案来阐述集暂态、集成和广域保护为一体的智能保护单元所构成的继电器网络的优越性。安装于保护区域网络各变电站中并集成了多种暂态保护算法的集成保护继电器，通过变电站通信网从站内各入出线路上采集电流和电压量并从中提取故障暂态所生成的高频和故障分量信号。这些信号输给继电器内并行处理的暂态保护模块，经过各暂态保护算法处理后得到相应的故障的极性、位置和时标。基于本地信息的保护原理的模块可以直接判断故障是否在保护区内来进一步决定是否发出跳闸指令。基于信号比较的多端量的原理将其所测得的信号极性、方向和时标分别发给相邻的变电站的集成保护继电器和广域保护装置，同时接收来自相邻的变电站的相同信号进行比较来决定故障的位置和相应的跳闸决策。广域继电保护装置接收和比较来自各变电站集成保护装置的信号以此判断故障的位置并做出跳闸决策发给相应的变电站来执行，从而实现电网的广域集成保护。

摘要:智能电网是我国电力工业发展的新方向，继电保护作为保障电网安全运行的第一道防线，需要积极适应电网变革。介绍了我国智能电网建设的特殊问题，包括跨区域交直流复杂电网、新能源电力的调度控制和就地平衡以及需求侧对电网的支持响应等方面。分析了超/特高压输电、电子器件渗透和网络拓扑异变对继电保护造成的影响，指出继电保护的几个关键研究方向以及新形势下研究应用广域保护的重要意义。最后对广域保护的概念、功能定位和系统构成模式进行讨论，并分析了广域保护主要算法的原理和特点。

摘要:简介了印度电网在2012年7月30日和7月31日发生的两起大停电事故。两起事故均起源于同一回输电线路距离保护III段因过负荷保护动作跳闸，并导致其他设备继电保护的不合理动作而引发连锁跳闸，造成大面积停电。印度大停电事故暴露了现有电力系统的脆弱性，尤其是继电保护在过负荷和系统振荡情况下的动作缺陷。基于对停电事故中继电保护行为的分析，提出了满足现代电网需求的继电保护三大功能：面向系统安全的系统保护功能、预防性保护功能和快速切除故障设备功能。

摘要:对目前广泛应用的双馈风电机组来说，其故障电磁暂态特性相对较复杂，不仅与发电机本身暂态特性有关，也与变换器相关控制与保护策略密切联系。已有双馈风电机组故障特性的分析多数基于较多假设条件，不足以全面评估和认识大量风电接入对电网故障特性的影响。基于典型并网控制和低电压穿越控制策略，在理论上推导了故障初始阶段Crowbar投入、故障发生一段时间后Crowbar切除且转子变换器控制作用以及故障期间Crowbar始终未投入等情况下双馈发电机的短路电流计算公式。同时，从定量仿真分析角度揭示了双馈风力发电机组在故障发生、切除全过程中的暂态响应特性。所得研究结论将能为大规模风电接入电网后现有保护适应性分析及其新原理研究提供较好的理论支撑。

摘要:为解决传统变电站后备保护在配置和原理方面存在的问题，提出了适用于智能变电站的基于电流差动原理的站域后备保护新方案。该方案以变电站及所有出线为保护对象，定义了四类不同特性的差动区，根据其处于制动状态或者差动状态来实现故障定位，并根据主保护和断路器的动作信号确定后备保护的跳闸策略。详细阐述了站域差动后备保护的工作原理、故障元件定位流程以及主、后备保护之间的协调控制方法。采用该方案的智能变电站，保留传统的面向间隔的主保护，集中配置站域后备保护，简化了后备保护的配置和整定。利用PSCAD软件构建了典型变电站仿真模型，对正常运行、保护区内外故障等不同运行状态进行了全面仿真，验证了所提方案的正确性。

摘要:中国的风电装机容量已跃居世界第一位，进入了大规模建设和并网运行阶段。陆续发生的大规模风电机组脱网事故，暴露出风机自身和风电场并网等领域缺乏统一的管理和技术标准，制造、施工、设计、调试和技术监督等多个环节的标准不能无缝衔接，影响了电网安全稳定运行、供电可靠性和供电质量。立足于大规模集群风电场及坚强智能电网建设的大背景，分析大规模风电并网与智能电网的内在联系及有关电能质量标准及实际应用问题。为确保大规模风电的持续健康发展，必须尽快健全与之相适应且统一的电能质量技术标准。

摘要:提出了确定建设目标需要考虑的主要原则和理念。根据国内外电网技术发展的趋势，论述了“智能变电站”是SAS技术发展的高级阶段和进一步发展的目标。“智能变电站”需要立足于一次和二次设备都实现智能化，必须在SAS已实现的功能的基础上有质的飞跃和扩展。对目前关于“智能变电站”建设过程中流传的一些模糊认识进行澄清。指出建设“智能变电站”有许多复杂的关键技术尚待解决，要充分重视分布式电源接入电网的相关技术的研究、要注意电力信息的科学管理和存储的安全策略等问题，是一项综合性、多学科的系统工程，需要制定长期发展的建设目标和规划。

摘要:针对大电网并行恢复分区问题，提出了一种适应性分区方法。以复杂网络中的社团划分理论为基础，将分区过程分为凝聚与分裂两个阶段。凝聚阶段主要处理黑启动过程对分区的特殊要求，将黑启动电源与附近重要发电厂及恢复节点聚合，形成初始子系统；分裂阶段引入基于边的聚合度及介数的联络度指标，据此寻找连接各分区的关键线路并断开，最终形成多个恢复分区。该方法不仅能形成可行、可靠的恢复分区，保证各分区内部有逐步恢复供电的能力，而且考虑到实际调度中的分层、分区控制原则，能够减小恢复分区与实际调度的冲突。山东电网仿真结果表明，所提方法能较好处理大电网停电后的恢复分区问题，且能在地区层级上指导大电网中黑启动机组的配置。

摘要:针对海上风电并网的需求，提出了采用VSC换流器连接海上风场和弱受端交流系统，LCC换流器连接较强交流系统的混合多端直流输电系统拓扑结构，并对一个混合5端直流输电系统进行了详细研究。分析了5个换流器的电压电流控制特性，设计了直流系统控制策略，研究了系统在风速波动、逆变侧VSC和LCC分别出现三相短路故障以及直流线路故障时系统的动态响应特性，仿真结果表明所提出的混合多端直流输电系统具有较好的运行特性，可以适应海上风电并网的需求。

摘要:为了减少配电终端接入配网自动化的调试和维护工作量，在IEC 61850的基础上建立了一种开放式的、支持即插即用的配网自动化通信体系。首先分析了IEC 61850已有逻辑节点在配网自动化中的应用，并以柱上开关馈线自动化终端（FTU）为例，建立了配电终端的设备模型。在分析了IEC 61850已有映射方式的基础上，提出了一种适合配网自动化的映射方式（Web Services + IEC 60870-5-104），采用Web Services 传输信息模型数据，采用IEC 60870-5-104传输实时数据。通过样机系统，在实验室内验证了所提出的通信体系的可行性。

摘要:为满足智能变电站大规模建设需求，在分析基于IEC61850标准智能变电站二次系统工程现状及不足的基础上，研究解决了ICD检测、二次系统设计以及SCD差异化比较等关键技术，并提出建立智能变电站二次系统全过程管控平台的方案。该方案基于上述关键技术，按环节理清职责，并明确各环节的工作内容和深度，综合运用技术手段和管理措施，实施对关键点的管控，全面、全程协调各环节、各参与方，实现闭环管理。青岛220 kV南京路智能变电站工程验证了该方案的可用性和实用性。

摘要:针对微电网运行稳定问题,介绍了高渗透率独立微电网三态控制技术、微电网并离网控制技术、微电网运行技术，给出了独立微电网三态控制系统图，微电网稳态恒频恒压控制策略及软件实现流程，微电网动态切机减载控制策略及软件实现流程，提出了微电网暂态故障保护方案以及微电网并网控制逻辑和并网转离网切换的“无缝”及相关实现手段，同时搭建高渗透率独立微电网的物理模型并提出了相关实验方案。将该技术及策略应用于实际的微电网工程及微电网物理模型试验平台中验证，结果表明该关键技术及策略是可行的。

摘要:剖析了平均无故障时间、失效率与寿命的关系, 分析了目前继电保护装置寿命研究中的不足因素。统计了某电网公司在运行继电保护装置失效率数据，结合继电保护装置可修复的特性，剔除了由于运行管理制度而提前退出运行等影响因素，利用Marquardt 法对继电保护装置寿命的Weibull分布函数的参数进行估计，得出故障率分界点和故障率的分布曲线函数。分析了装置寿命的主要影响机理，提出了延长寿命的对策，为继电保护装置寿命要求的制定提供了理论依据。

摘要:随着国家对海岛的有序开发，如何保证含有高渗透率分布式电源的独立海岛供电系统安全、稳定、经济运行成为一个全新的课题。提出基于就地控制层、集中控制层、优化调度层的三层控制体系，解决海岛电网暂态、动态、稳态问题的独立海岛三态控制方案。控制方案包括基于区域电流差动集中保护的暂态控制，基于广域量测数据的系统频率动态稳定控制，以及基于经济优化调度的稳态能量管理控制。最后通过对实际海岛系统仿真验证了暂态保护和动态稳定控制的有效性。

摘要:根据质子交换膜燃料电池（PEMFC）发电系统运行特性，建立PEMFC并网控制系统模型，设计基于d轴虚拟电网磁链定向的矢量控制策略（VFOC）和改进的虚拟电网磁链观测器，并通过采用IEEE Std1547-2003标准，对并网电压、电流的总谐波畸变率（THD）进行仿真测试。结果表明，该PEMFC并网控制系统能够实现单位功率因数运行，而且通过FFT分析证明该并网系统也能够较好地降低电压和电流总谐波含量，验证了所设计并网系统的正确性和有效性。

摘要:在双馈风机(DFIG)中使用Crowbar电路是提高风机低电压穿越能力的一种常用措施，为协调Crowbar与风电场集电线路保护动作之间的关系，提出了集电线路电流保护新的整定方法与控制策略。在Matlab/Simulink中建立了含有Crowbar电路的风电场并网模型，投入Crowbar能够有效提高风机抵御电网电压跌落的性能，但使得风电场集电线路故障电流峰值减小并迅速衰减，对此针对电流速断保护提出采用功率方向元件判断故障区结合快速保护算法，并对整定值进行修正，后备保护采用自保持电路并增加电压判据的控制策略。仿真结果表明，该策略能够满足风电场联络线故障的可靠切除及主网故障时低电压穿越运行的要求。

摘要:总召唤是智能变电站实时控制系统中一个比较复杂的问题，不完善的策略设计直接影响监控系统过程层信息传输的可靠性。从总召唤的概念出发，讨论被控站总召唤的层次，进一步分析工程应用中常见的问题，提出了一种新的总召唤策略。该方案从总召唤的时机选择，业务触发，重发机制，召唤过程，会话管理及其调度等几个方面详细讨论总召唤完善过程，分析结果说明了提出的方案具有高可靠性和高效实时性。

摘要:由于CPU体系结构的制约，基于CPU的电磁暂态仿真正面临性能提升的瓶颈。近年来，GPU因其巨大的计算潜力在通用计算领域正受到越来越多的关注。从硬件结构和软件编程两个方面分析了GPU计算的特点，设计了基于CPU-GPU混合编程模型的电磁暂态仿真程序并构建了原型仿真系统。测试结果表明，当系统规模不断扩大时，GPU在电磁暂态仿真中的效率优势将越来越明显。在此基础上，结合仿真中关键环节的耗时情况，分析了影响仿真性能的关键因素，提出了改进GPU仿真效率的若干对策。

摘要:为了更合理刻画电压暂降持续时间，充分考虑了线路保护时限特性对电压暂降持续时间的影响，在传统电压暂降频次评估模型基础上，采用故障点法建立了线路保护时限特性与电压暂降频次之间的映射关系，反映了保护动作切除故障的实际过程。对IEEE-30节点系统进行了仿真分析，结果证明不同的保护时限特性对电压暂降频次评估结果有明显影响，忽略线路保护的时限特性将使评估结果产生较大误差。所提方法原理简单，适用性强且更符合实际，具有一定的理论及工程实用价值。

摘要:为提高基于电压源换流器的高压直流输电系统的故障穿越能力及故障后对交流系统电压的快速支撑作用，在分析VSC_HVDC交流系统侧发生故障时系统暂态特性的基础上，提出基于故障分量补偿的优化控制策略。其中包括：正负序分量独立控制的双序电流内环控制器用于消除不对称故障引起的功率脉动；基于直流电压越限值补偿的有功功率控制器用于抑制故障期间的直流电压大幅波动；根据系统故障时故障电流的无功特性，由VSC外环无功功率控制器增大注入交流系统的无功电流指令，为交流系统提供快速的电压支撑。基于PSCAD/EMTDC环境的仿真结果证明，提出的优化控制策略在VSC_HVDC交流系统故障时能够有效地消除直流系统的二次脉动、抑制直流电压的骤变及提高交流系统的电压稳定性。

摘要:在研究虚拟局域网(Virtual Local Area Network，VLAN)对数字化变电站实时性与安全性的影响的基础上，进一步研究了VLAN的设置方法，根据通信网络的设备功能划分了11个不同VLAN，明确其所含设备和作用。同时，以D2-1型数字化变电站数据通信星型网络为例，利用网络仿真软件OPNET Modeler对其进行建模仿真，研究VLAN对变电站的影响。仿真结果表明，变电站采用VLAN是可行的，并且划分VLAN不仅可以抑制广播信息泛滥，还可以减少交换机的负荷和减少网络延时，满足IEC 61850对变电站内数据传输严格的时间要求，同时变电站安全性也得到提高。

摘要:针对ESPRIT算法无法分析非平稳电能质量扰动的问题，提出了一种基于自适应滑窗-旋转不变子空间算法（Adaptive Sliding Window ESPRIT，ASW-ESPRIT）的时频分析方法。该方法首先根据非平稳电能质量扰动信号特征，采用自适应滑窗对信号数据进行分块，然后利用ESPRIT算法对每块中的数据进行处理，检测出频率和幅值信息，接着联合所有窗口的分析结果，从而得到整个信号的时频率分布信息。最后对电能质量干扰的非平稳信号进行了仿真实验，实验结果表明，所提出的方法适合动态电能质量扰动检测，具有实际应用前景。

摘要:研究了三相逆变器的RSPWM、AZSPWM1、AZSPWM3和NSPWM无零矢量共模电压抑制技术。首先，分析了不同调制策略的调制因数和参考电压矢量的工作区间，说明了RSPWM的工作区间较小，适用于低调制比工作场合。再次，利用理论分析和仿真方法，研究了无零矢量调制策略的直流电压利用率和输出谐波特性，并与传统SVM调制策略比较。结果表明，AZSPWM1、AZSPWM3和NSPWM调制策略能够有效地抑制三相逆变器共模电压，同时保持了较高的直流电压利用率。但相对SVM调制策略，三相逆变器的输出谐波含量有所增大。研究结果为三相逆变器的无零矢量共模电压抑制技术的选用及进一步研究提供了理论依据和指导。

摘要:提高短期风电功率的预测精度对保证电力系统安全、稳定地运行具有重大意义。针对风速信号的强奇异性，采用脊波神经网络建立短期风电功率的预测模型；同时利用混沌DNA遗传算法确定脊波神经网络的隐层结构，采用粒子群算法优化网络的连接权值及方向向量。对新疆某风电场的输出功率进行了预测实验，并比较了优化前后脊波网络模型的预测性能。研究结果表明采用粒子群与混沌DNA遗传算法组合优化后的脊波神经网络均方根误差降至12.3%，预测精度得到显著提高。

摘要:负载和参数变化带来有源电力滤波器（Active Power Filter，APF）精确数学模型难以获得和系统稳定性问题。针对该问题，分别在APF的直流电压控制中引入模糊比例积分（Proportional-Integral, PI）控制器，在电流控制中引入基于李亚普诺夫稳定性理论的控制方法，保证了APF的控制精度和稳定性。首先通过对直流侧电压误差和误差变化率进行模糊PI控制得到源电流参考值的幅值，再结合源电压的角频率计算参考电流，最后采取李亚普诺夫方法设计APF的开关函数，通过确保能量函数的导数始终为负来保证系统的全局稳定。通过Matlab/Simulink分别对四种控制方法进行对比实验，在负载和系统参数变化的情况下，应用该方法的控制效果最好。