摘要:提出了一种基于协同控制理论的非线性励磁控制器。首先依据同步发电机励磁控制的基本要求和特点，选择机端电压、有功功率和转子角速度三个变量的偏差的线性组合构成流形，以保证有效控制机端电压和抑制系统功率振荡。然后以同步发电机非线性模型为对象，推导出了非线性协同励磁控制器（Synergetic excitation controller，SEC）的控制律，并根据电力系统的运行特性，探讨了控制器参数的选取原则。最后，单机无穷大系统仿真结果表明，无论在大扰动还是在小扰动下，所提非线性协同励磁控制器比常规的AVR+PSS方式下的励磁控制器都能更快更精确地调节机端电压，还能够有效地抑制系统的功率振荡。

摘要:同步风力发电机因电压和无功可控、并网效率高的特点，成为目前发展趋势。考虑同步风力发电机的无功控制方式与机组爬坡约束，对风电场无功运行边界和并网点电压条件进行探讨，推导出同步风电机组的无功极限计算方法，建立了含同步风电机组的电力系统动态最优潮流模型。由于发电机的有功、无功只与风速和节点电压有关，因此计算过程中无需额外修正节点电压值。在同步风力发电机基础上，考虑风速和负荷变化，选取某地区24小时风速和负荷变化典型曲线，分别在恒电压和恒功率因数两种控制方式下采用现代内点理论对IEEE-14和IEEE-118标准算例进行仿真，其结果为分析风电场接入电力系统的影响，制定风电有效容量，提高系统接纳风电能力提供决策依据。

摘要:对于传统的电力系统广义Hamilton实现，判定Hamilton函数Hessian矩阵的正定性是保证系统Lyapunov意义下稳定的充分条件，而复杂电力系统中此Hessian矩阵通常为高维分块矩阵，其正定性判定较为困难。基于二次型和块对角占优的思想，推导出判断高阶分块矩阵正定性的一般方法，利用矩阵分块理论并结合矩阵块的行或列的性质来实现。计算过程简单，大大减小了计算量。运用电力系统暂态能量函数方法有助于控制的设计和研究，并使用上述方法判断系统在平衡点处Hessian矩阵的正定性。在四机系统中进行Simulink仿真，证明了所推导判据的准确性和控制策略的有效性，简化了广义Hamilton系统实现的Hessian矩阵正定性的判断过程。

摘要:消弧线圈接地方式用于船舶中压电网时，对其机理和规律迄今还缺乏定量研究。在对船舶中压电网单相接地故障进行理论分析的基础上，结合暂态仿真，研究了消弧线圈阻尼率、脱谐度以及发电机频率偏移、燃弧时刻角等对熄弧恢复电压、重燃过电压、中性点位移电压以及故障电流的影响。结果表明，增大阻尼率将减小熄弧电压恢复超调量，从而降低重燃过电压，但也会使故障电流有所增加；而增加脱谐度会使得熄弧电压恢复超调量增加，可能引起较大的重燃过电压，为了限制故障电流，脱谐度不宜取值过大；此外，发电机频率偏移也可能导致较大的暂态过电压。

摘要:受磁暴影响，电力系统变压器集群无功损耗剧增构成系统电压稳定问题的重大威胁。在分析电力系统磁暴灾害扰动故障机理的基础上，将磁暴造成的变压器集群无功损耗进行合理等效，根据电压与电力系统参数的关系式与燕尾突变流形的正则形式相同的特性，在突变理论基础上提出了电压稳定性指标和判断方法，NewEngland 10机39节点的数值仿真结果表明所提方法的有效性。

摘要:基于永磁同步电机无传感器矢量控制的性能要求，提出了一种基于CDKF算法的非线性系统参数辨识的无传感器控制方法。该方法利用永磁同步电机的电压及电流信号在线实时估计电机的转速和转子角位移，进而得到矢量控制系统转速反馈信号和矢量变换角位移。仿真结果表明，该方法既能获得较高的估计精度，又能有效提高计算速度，满足永磁同步电机无传感器矢量控制的性能要求。

摘要:对于兆瓦级风电变流器的控制算法研究多采用Matlab/Simulink、PSCAD和Psim等纯数字仿真软件，存在不能真实模拟风电变流器运行和不便于控制算法开发和移植等缺点。鉴于此，利用RT-LAB半实物虚拟仿真器和分布式数字控制器实现无缝连接，搭建了一套3 MW鼠笼型全功率风电变流器的硬件在环仿真平台，并进行了风电变流器的控制算法开发和验证。半实物仿真和实验结果表明，在RT-LAB硬件在环仿真平台上开发的软件算法可以直接应用到实际变流器系统中，且控制效果完全一致，该方法大大缩短了风电变流器的研发周期。

摘要:以提高输电线路安全性和可靠性为目的，研究基于输电线路在线巡视系统的智能预警系统的原理。一种新的在线巡视系统采用可视监控、红外成像等技术，通过逐塔配置来替代人工巡视功能，并结合OPGW光电分离和EPON通信新技术实现海量数据的传输，在此基础上构建采用分级结构的智能预警系统。第一级位于杆塔终端主机，通过杆塔就地监测信息对输电线路的故障或异常状态进行初步判断，如利用图像差分等方法；第二级位于后台主机系统，通过系统建模与综合分析精确判断输电线路故障类型，如模糊评判方法。该智能预警系统的运用，可有效实现输电线路及其设备故障异常的智能识别。

摘要:由于电力系统次同步振荡(SSO)问题要分析的是既非工频又非低频的成分，故不能采用工频准稳态模型或认为工频电量上有低频调制来进行分析，使用的TCSC动态数学模型必须在整个次同步振荡范围内都有效，因此TCSC动态模型适用性验证的工作非常重要。提出通过对比含TCSC系统在整个次同步频域内的阻尼特性来验证TCSC动态模型的适用性。一方面，TCSC采用采样-数据模型，运用小扰动分析法建立系统的状态空间矩阵，并通过矩阵变换直接求取系统的电气阻尼特性；另一方面，在PSCAD中搭建系统时域仿真模型，TCSC模型精确到器件级，然后采用测试信号法获取系统的电气阻尼特性；最后，将两种方法获得的电气阻尼进行对比。结果表明：基于TCSC采样-数据模型较为精确，适用于次同步振荡问题的分析。

摘要:电网设备过载辅助决策是大电网安全稳定综合协调防御系统的重要功能，当电网中当前状态下和预想故障下出现过载问题时在线计算负荷转供措施，减少发电机调整量和卸负荷量，提高过载控制的经济性。采用不同的限值计算电网当前状态和预想故障下设备的过载安全裕度，计算负荷转供措施和有功调整措施的综合性能指标。若投运设备无法解决过载问题，则在此基础上确定解决过载问题的发电机、负荷有功调整措施。采用集群计算技术对调整方案进行交流潮流校核，确定控制代价最小且满足有功调整计算精度要求的调整方案。

摘要:利用光伏电池生产厂家提供的标准测试条件下开路点、短路点和最大功率点的实测数据，形成含光生电流、二极管理想因子、等效串联电阻、等效并联电阻的非线性方程组，用牛顿-拉夫逊法进行求解。针对求解时二极管理想因子初值的选取不当导致其他模型参数的计算结果出现参数漂移问题，提出一种等值修正计算方法，通过消去二极管理想因子后建立了等值方程式，给出了相应的迭代参量修正策略。理论分析表明，该方法不再由人根据经验选定二极管理想因子值，求解过程中没有忽略等效的并联电阻和串联电阻，迭代修正策略保证了通过少量迭代即可得到精确的模型参数。结合MSX60光伏组件实际实验数据的算例分析验证了所提算法的准确性。

摘要:提出了基于风险理论的电力系统元件风险评估办法。以风险理论为基础，综合考虑元件停运概率和元件停运可能对系统造成的影响，通过过电压风险、低电压风险、线路过载风险、变压器过载风险、失负荷风险五类风险指标对电力系统元件风险进行“分诊”，应用3标度层次分析法得出元件综合风险，并进一步应用ALARP原则对综合风险量化分级。通过IEEE RTS-79系统验证了基于风险理论的电力系统元件风险评估办法是可行的，它能确定系统各元件所处的风险水平及在系统中的重要度，为电力系统运行维护人员提供了一定的参考依据。

摘要:提出一种三相四线制台区电网的状态估计模型。综合考虑电源和负荷端点三相节点的注入电流量测方程、中性点的虚拟量测方程、三相电压幅值量测方程以及T端点三相和中性点的零注入等式约束方程，以端点a、b、c三相及中性点电压的实部和虚部为状态变量，建立台区电网带等式约束的加权最小二乘状态估计模型。该模型采用牛顿法进行求解，并以IEEE13节点修正系统为例进行仿真分析。仿真结果表明，所提模型可有效解决台区电网的状态估计问题，且方法收敛可靠，速度快，满足工程要求。

摘要:配电网故障恢复重构是智能配电网实现自愈功能的控制手段。采用改进的自适应遗传算法进行配电网故障后的恢复重构：根据接入分布式电源的配电网的特点提出基于环路的编码策略，可以减少表示孤岛的不可行解；自适应的交叉率、变异率使算法可以根据种群进化情况改变，保护优秀个体；自适应的种群规模是基于个体寿命和规模控制，可以提高遗传算法的收敛性能。通过IEEE33节点配电网络中对算法进行仿真验证，表明分布式电源的接入可以有效地降低网络损耗；对比其他算法，具有更快的收敛速度和更好的稳定性。

摘要:为了延长网络生命周期，解决高压输电监测的无线传感器网络中节点能量受限问题，结合应用背景的实际特点，提出一种基于节点动态聚类的功率控制算法。该算法以高压输电监测的网络架构为基础，分析传感器节点间的空间几何位置关系，综合考虑空间几何信息与节点剩余能量，利用聚类分析方法对网络内具有相似性的节点进行动态聚类，使数据转发在类区域代表节点之间传递。同时，采用可变的功率调制技术进行数据传输。仿真结果表明，该算法能够有效地降低网络能量消耗，并延长网络的生命周期。

摘要:公共连接点（简称PCC）上的电压波动是多个污染用户共同作用的结果，闪变监测无法评估各个闪变污染用户对电网的注入污染量。提出一种基于闪变污染用户建模及虚拟场景评价的危害评估方法。首先建立用户闪变污染模型，从PCC电压和电流监测数据辨识模型参数，进而基于动态相量法建立电力网络的数学模型，构建用户污染注入量的评估场景，定义并计算用户的污染注入量评估指标。通过仿真对比了三种用户污染模型的评估结果，验证了评估方法的可行性。

摘要:提出了基于电力调度自动化系统实时数据库和关系数据库的电网事件捕捉方案。该方案在电网事件模型的基础上，对电网运行中事故异常等事件进行快速捕捉和准确分析，充分结合了实时数据库中存储的实时数据，提高了结果分析的准确性。以电网事故分闸为例，详细分析了基于事件驱动的电网事件快速捕捉过程。所提出的方案已成功应用于苏州智能电网调度技术支持系统。现场试验和测试结果表明，电网事件快速捕捉系统能显著提高调控员的监控效率，为电网安全稳定运行提供了进一步的保障，所实现的各项功能运行稳定，能够满足大型地区电网调度监控的实际应用需求。

摘要:为了满足牵引变压器后备保护的特殊需求，针对Scott接线变压器，构造了一种基于相间电压和相电流后备距离保护。从数学模型出发，讨论了Scott变压器高低压侧之间的电压和电流变换关系，并分析了变压器的等值漏阻抗。理论分析表明，三相-两相变换导致Scott变压器高压侧的相地阻抗和相间阻抗无法直接反映低压侧故障。由于无中性点接地，Scott变压器高压侧无法测得相电压，根据电压关系用相间电压和相电流构成了适用于Scott接线变压器的距离保护。仿真结果表明，基于相间电压和相电流构成的距离保护能够明确区分短路阻抗和负荷阻抗，从而正确动作于故障。

摘要:为了解决变压器故障诊断中存在的随机性和模糊性问题，提出了基于反馈云熵模型的电力变压器故障诊断新方法。通过对大量电力变压器故障征兆及故障类型的统计分析，并将其视作云滴输入贝叶斯反馈逆向云发生器中，得到故障特征气体的云模型参数值，构建变压器故障诊断标准正态云模型。将云关联系数和信息熵理论有机结合起来，降低了对单个标准正态云模型的依赖性，充分挖掘变压器油中溶解气体所包含的故障信息，提高了变压器故障诊断的准确率。通过不断丰富输入样本、修正云模型参数值的方法，可以进一步提高模型诊断效果。实例分析结果表明该模型的故障诊断准确率较高，并具有较好的理论价值和应用前景。

摘要:为了研究电网对风电的接纳能力，根据冬季典型日的热、电负荷以及风电出力特性，提出一种独立电网中含热电机组、纯凝机组和风电机组等电源结构的热、电负荷优化分配方案，并根据优化结果研究了热负荷对风电消纳率的影响。在对煤电机组中的纯凝机组和抽凝式机组分别建模的基础上，构建了一种电负荷由全网机组平衡、热负荷由各热电厂就地平衡，以发电煤耗最小为目标函数，且对风电弃风进行惩罚的节能调度模型。算例分析结果表明，热负荷变化将引起系统优化调度、风电消纳率发生变化。

摘要:电流互感器（CT）的隐藏故障特征十分微弱，影响计量及保护设备性能，在系统出现故障或压力时容易导致系统连锁故障甚至崩溃，为及时发现CT隐藏故障并预警，需要对其进行在线诊断。现有文献的故障诊断方法均需要提取故障后特征信息，不适用于隐藏故障分析。基于此，首先根据基尔霍夫电流定律联系牵引供电系统拓扑中各支路CT之间的电流约束关系建立关联矩阵，得到各CT解析电流值；再利用解析值与实测值相似系数受隐藏故障的影响规律建立投票规则实现CT隐藏故障在线诊断。本方法无需额外增加测量设备，仿真结果不受牵引供电系统负荷电流变化大的影响，同时对投票中的阈值选取要求不高。

摘要:采用集总参数建模，利用保护安装处测量到的电气量计算保护安装处到接地故障点的电压降，根据线路保护安装处到接地故障点的电压降与故障距离呈线性关系计算接地故障距离和故障线路测量阻抗。该方法原理上消除了过渡电阻和负荷电流对阻抗距离保护动作性能的影响，适用于振荡工况。仿真分析和2套不同电压等级线路的故障录波数据测试表明，所提方法具有很强的耐受过渡电阻和负荷电流影响的能力，具有良好的现场实用价值。

摘要:针对特高压交直流混联大电网的结构特点，研究了紧急直流功率支援策略对实际电网安全稳定运行的影响。基于PSD-BPA仿真平台，分析了直流功率提升策略对系统稳定性的作用，得到合适的功率支援开始时刻、支援量和持续时间，通过在系统回摆过程中采取功率回降策略改善紧急功率支援的效果。针对直流有功功率大方式调制，提出了直流调制附加控制器输入信号的选取原则，并与功率提升/回降方式比较，对比分析了两种方式下紧急功率支援的有效性。仿真结果表明，相比于功率提升/回降方式，有功功率调制改善了后续摆的稳定裕度及阻尼，紧急功率支援效果较为理想，为实际电网附加稳定控制策略的制定提供参考。

摘要:储能技术是解决风电并网“瓶颈”问题，提高电网对风电接纳能力的有效途径之一。首先扼要地分析了目前风电并网存在的主要问题和成因，并对各种储能技术及其在风电并网中的应用情况进行简要总结；然后着重阐述了储能技术在解决风电的低电压穿越(LVRT)、功率波动、调频控制、稳定性和经济运行等问题的最新研究进展，并对其研究思路和重点问题进行了归纳和分析；在此基础上，提出了将储能系统的数学建模、控制策略、位置及容量优化、运行经济性等问题作为下一步研究工作关注的重点。将为更好地研究和利用储能技术改善风电并网运行特性提供一定的借鉴。