摘要:针对三电平中点箝位(NPC)逆变器的中点电位平衡问题，基于载波脉宽调制的中点电压的交流不平衡分析，提出了一种降低中性点电压交流纹波的精确补偿方法。该方法通过向相电压占空比注入一个最佳补偿值来消除中性点电压的交流不平衡，对所需注入的最佳补偿值进行了准确的数学计算。并根据计算结果分析了完全消除中点电压交流纹波所受的限制，及由此决定的中性点交流纹波电压降低法的适用范围。利用Matlab/Simulink搭建了三电平逆变器的仿真模型，并对该方法进行了仿真验证。仿真结果表明了所提方法是正确且有效的。

摘要:为了解决模块化多电平变流器(Modular Multilevel Converters, MMC)现有模型预测控制方法寻优计算量大的问题，以上、下桥臂插入个数为控制变量，以并网电流和桥臂环流为控制目标，提出基于优化控制集的模型预测控制新方法。在子模块电容电压理想状态下建立并网电流误差目标函数，通过初步预测寻优，确定上、下桥臂电压矢量准确工作区间。考虑子模块电容电压波动，设计上、下桥臂插入个数优化控制集，求取电压矢量区间内最优上、下桥臂插入子模块个数。同时设置自适应调节因子，可根据子模块电压波动幅度自动调整优化控制集边界条件，确保有限寻优次数内最优上、下桥臂插入子模块个数的准确求取。所提出的控制策略寻优计算量从(N+1)²降至(N+1+Ntotal)，实现了桥臂环流的有效抑制和并网电流的准确跟踪，避免了全局寻优的大量冗余计算，有效提升了寻优效率与准确度。仿真与实验结果验证了优化控制集模型预测控制方法具有计算量小、动态响应快和稳态精度高的特点。

摘要:为了提高广域后备保护的容错能力，在集中分布式分区原则下，提出了电气量与多信息融合相结合的保护算法。该方法首先对分区内母线按照序电压分布特点排序后找出疑似故障线路。随后区域中心变电站将各个子站的录波数据计算得到疑似故障线路的综合序电流，之后利用灰色关联分析求得各疑似线路的故障度。同时，区域中心变电站向子站索取各IED回传的保护信息，计算疑似故障线路的故障度。最后，将两种故障度加权融合辨别故障位置。仿真算例表明，将电气量引入能够提高广域后备保护的容错能力，在复杂工况下也可以准确辨认出故障位置。

摘要:传统工频原理距离保护易受风电系统故障特征的影响，基于集中参数模型的时域距离保护原理较适应于风电系统送出线。但考虑到该原理忽略分布电容的影响，当故障发生在风电系统长距离送出线时，可能造成距离I段保护发生暂态超越现象。因此，提出一种基于分布参数模型的风电系统长距离送出线时域距离保护原理。基于分布参数模型，通过保护安装处的电压、电流时域信息求得距离I段整定处的电压、电流时域信息，代入时域故障测距方程中，求得整定点与故障发生处的故障距离。通过与距离I段整定距离求和获得故障测量距离，实现保护动作。仿真结果表明，该原理不受长距离送出线分布电容的影响，具有较强的抗过渡电阻性能，优越于基于集中参数模型时域距离保护。

摘要:超导型故障限流器在柔性直流输电工程中能有效地限制故障电流的峰值和陡度，类比于传统高压直流输电系统的物理边界。将超导型故障限流器看作是柔性直流输电系统的边界，提出了一种基于边界消耗暂态谐波能量的柔性直流线路保护方案。该保护方案利用正极或负极线路整流侧边界消耗的暂态谐波能量启动保护，利用两极线路的整流侧和逆变侧边界消耗的暂态谐波能量差辨别区内外故障，利用正、负极线路整流侧边界消耗的暂态谐波能量之比进行故障选极。理论分析和仿真结果表明，该保护方案适用于各种工况，几乎不受过渡电阻和故障位置的影响，且对采样率要求低，具有重要的工程应用价值。

摘要:目前的风电并网系统风险评估方法多采用风速的概率分布模型，评估的是系统全年的风险指标，不能反映风速和系统风险的时变特征。提出了风速的时间周期特征，并将其描述为风速长期、平缓的月变化趋势和短期、快速的日波动特征两部分的叠加。用时间周期拟合函数表示风速的月变化趋势，用服从特定概率分布的随机变量表示风速的日波动特征，通过对多年风速样本进行曲线拟合来建立风速的时间周期特征模型。根据该模型模拟得到的时变风速建立风电场出力模型，采用蒙特卡洛模拟方法计算风电并网系统中长期风险指标，反映了系统风险的时变特征。以IEEE-RTS79系统及某风电场实际风速为例，验证了所提方法的有效性。评估结果可为电力系统规划、中长期调度和月发电计划制定等提供重要参考。

摘要:为提高超短期和短期风速预测的准确率和可靠性，分析了我国冬季风主要路径上7个代表性地点的风速与气压、风向、气温等的相关性变化。首先，根据相关性/距离指标的性质，采用Pearson相关系数等来计算风速与其影响因子之间的相关性。采用样本交叉相关函数SCCF来分析各地风速之间的平均优化延迟时间。之后，计算了时间窗口上风速与其影响因子第一主成分之间的相关性及其优化延迟时间。结果表明:台湾海峡是特别适合空间相关性超短期预测的风能丰富区域。并且采用北京的气压、风速、风向和气温作为影响因子来预测澳仔的冬季风风速，预测误差对最优延迟时间的依赖性并不明显。北京对澳仔的气压差值，对预测误差的影响最为重要。

摘要:以哈密-郑州±800 kV特高压直流(UHVDC)工程为背景，为使UHVDC接地极周边的交流变电站尽可能在设计之初免受直流偏磁干扰的危害，提出了基于直流偏磁风险指标对变电站选址。在复合高山土壤模型下考虑交流变电站极间耦合电阻计算直流电流分布，进一步选择正常、过流站点。在此基础上结合单、双UHVDC接地极的感应电势分布，分别建立等势线。依据电力系统的经济性采取就近原则:对于正常站点周边的新建站点应建在等势线上；对于过流站点周边的新建站点应与等势线径向分布，并以增大电势差为依据，适当地增加过流站点出线数量，在最大程度上规避直流偏磁风险。

摘要:分布式光伏接入配电网会产生谐波，易引发系统谐振，危害配电网可靠运行。为解决这一问题，建立并网逆变器等效模型，分析其产生谐振机理。在此基础上，为提高谐振抑制效果，提出一种改进无差拍控制策略，通过预测k+2时刻采样电流，解决了传统无差拍控制延时以及电流闭环控制响应性差等问题。然后将其与虚拟谐波阻抗法结合，重塑逆变器自身输出阻抗，破坏谐振形成条件。通过系统实验验证，表明了所提方法对抑制谐振的有效性。

摘要:探讨了智能变电站在调度控制中心的即插即用应用场景，提出并实现了一种智能变电站图形文件在调度控制中心即插即用技术。该技术无需源端维护图形文件，只需要获取变电站SCD模型数据后，自动生成变电站主接线图。方法改变了调度端利用人工绘制变电站接线图的传统方式，通过解析变电站的模型文件，解析出变电站的拓扑关系，利用深度优先搜索算法将设备进行分组。然后构建布局的目标函数，利用全局优化算法逐步寻优的过程中调整布局元件的位置，最终生成变电站的主接线图。为了节省搜索的时间，改进了全局优化算法的邻域搜索策略。将所提出的技术应用于某省500 kV变电站主接线图的自动生成，结果表明此技术能够快速生成主接线图。

摘要:变压器差动保护的比率制动方式不同，其灵敏度和安全性也不同。不同厂家的保护装置同时作为变压器的主保护时，因为采用不同的比率制动方式，即使按照推荐定值整定比率制动系数，保护的动作性能也有差异。比较了国内外广泛应用的三种比率制动方式:MAX方式、AVE方式和PHA方式。在具体算例中，比较了三种比率制动方式的灵敏度和安全性。发现即使取厂家推荐的比率制动系数，在区外某处发生故障导致CT一定程度饱和时，采用某些制动方式的差动保护也不能避免误动，需要适当调整比率制动系数的定值，或采用额外的故障类型判据闭锁出口。

摘要:直流闭锁故障冲击弱交流联络线是我国特高压交直流电网面临的现实问题。随着直流工程投产数量增多，位于电网不同位置的直流发生故障，对弱交流联络线功率波动的影响特性日益受到重视。以华北电网的锡泰直流、晋南直流分别闭锁为典型研究场景，将华北—华中联络线功率变化量分解为大区间振荡模式分量和省间振荡模式分量,并给出了两类模式分量受直流位置影响的机制。通过理论推导和仿真分析发现，大区间振荡模式分量的峰值随故障直流与联络线之间电气距离的增大而增大。省间振荡模式分量在不同直流故障下的相位差等于强相关机组在不同直流故障下功率变化量的相位差。由于锡泰直流、晋南直流位于相对振荡机群近区，导致两条直流分别故障时省间振荡模式分量存在反相规律，引起联络线功率峰值大小及其发生时刻的偏移现象。

摘要:故障测距是柔性直流配电网发展所需的关键技术之一，传统的高压直流输电系统故障测距方法在直流配电系统中适应性不好。因此在考虑线路配置直流电抗器的情况下，提出一种基于直流电抗电压的直流配电网双端故障测距方法。该方法从直流故障的电容放电阶段进行研究，利用线路两端直流电抗电压构建包含故障距离和过渡电阻的两个未知参数的时域微分方程，并利用最小二乘法进行求解。PSCAD仿真结果表明该方法能够有效地进行故障定位，并且能够计算出故障点过渡电阻，可以满足直流配电网的故障测距要求。

摘要:为了解决输电线路监控中单目视觉缺少深度信息和双目视觉实时性低的问题，提出了一种基于双目视觉检测的优化方案。方案把传统双目视觉检测流程中监控阶段大量的计算量前移至准备阶段，建立输电线路立体空间模型。对该方法进行了详细说明，并利用Matlab对所提方法的可行性与有效性进行了实验验证。实验通过对导线坐标点三维重建、空间函数拟合和平面保护区域计算，建立了立体空间监控数据库。最后利用数据库检索对检测物进行入侵判断，结果识别出被测物所在空间位置属于在监控区域内。因此，所提方法可有效对输电线路空间进行建模与检测。

摘要:针对电厂开关柜运行环境复杂，振动干扰较强，又需要保留振动干扰、分析振动干扰特征的问题，将基于相空间重构的ICA降噪方法应用到电厂开关柜局放振动信号中，进行信噪分离。首先依据相空间重构，在不破坏信号本身动力学特征的情况下构造高维相空间矩阵。然后利用独立分量分析方法进行信噪分离，提取有用振动信号。仿真信号和实际检测数据的应用表明，所提方法与小波法降噪能力相当，甚至更优；且不需要考虑最优小波基和最佳分解层数，自适应强，易于实现；且适用于电厂开关柜局放振动信号降噪。

摘要:为满足工程规划设计的需要，分析了基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)的统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller，UPFC)的等效电路，提出一种基于PSS/E的机电暂态仿真方法。采用该方法进行潮流计算时，将UPFC用功率注入等效，利用交替迭代法进行求解。在动态仿真中，将UPFC等效为电流源模型，并考虑直流系统、控制器和调制等环节的作用。将该方法集成于PSS/E中，分别对小系统和实际系统进行仿真。结果表明，所提方法能够实现含UPFC电力系统的潮流计算，可模拟UPFC的动态特性，适用于对实际系统的仿真研究。

摘要:对一起线路保护误动案例的分析结果表明:若某侧电流互感器在区外故障时发生轻微暂态饱和，因其电流波形畸变不明显使饱和判据失效，零序差动保护容易误动作。为解决这一问题，对三相电流互感器的暂态饱和特性进行了分析，得到了暂态饱和时间与故障角、故障电流的关系，并采用迭代方法计算出进入饱和的最小时间和使电流互感器饱和的最小全偏移故障电流。在此基础上，以两端零序电流作为识别对象对电流互感器饱和状态进行鉴别，构建了改进的零序差动保护启动元件。在电流互感器有剩磁和无剩磁工况下对各种故障进行了仿真，结果表明该启动元件可大幅提高零序差动保护动作的准确率，证明了其可行性和有效性。

摘要:交直流混合配电网可更好地接纳分布式电源和直流负荷，缓解城市电网站点走廊有限与负荷密度高的矛盾，已成为现代城市配电网的一个重要发展趋势。接入柔性环网控制装置后，配网由单端电源供电网络变为多端电源供电网络，其可靠性面临新的挑战。通过对交直流混合配电系统的故障特点进行总结，分析接入柔性直流控制装置后柔直侧及系统侧的保护影响，提出基于时序配合的智能装置协同控制架构。利用柔性电力电子器件的快速响应特性，设计柔性直流控制装置与交流保护控制装置配合的保护控制策略。在GOOSE有向节点及快速通信机制的作用下，运用保护控制协同策略进行故障定位及隔离，有效地增强了含柔性互联装置的交直流混合配电网可靠性，具有工程实用价值。

摘要:馈线自动化的实现模式有多种，不可能在真实配电网上进行实验验证。因此，需要设计馈线自动化系统测试平台来对馈线自动化系统进行测试。分析了配电网的仿真需求，采用RTDS搭建配电网模型并对故障进行模拟。提出了利用虚拟配电终端系统来模拟一组配电终端的运行。在虚拟配电终端系统结构设计中提出了基于CIM的拓扑分析技术来解决虚拟配电终端系统对内及对外的数据关联问题。提出了采用虚拟交换技术来解决多个虚拟终端共享一个网口进行数据交换的问题。在上述技术基础上，设计了一套由RTDS、虚拟配电终端系统、真实配电终端和主站系统组成的馈线自动化系统测试平台。最后在平台上进行测试实验，验证了该测试平台的有效性。

摘要:为了解决变电站直流电源设备通信协议不统一的问题，采用通信协议转换的方法将不同厂家设备的通信数据进行转换，统一上传，并通过APP实现数据展示和客户的应用。将采集设备和APP通过协议转换的方式组成直流电源远程监测系统，实现对变电站直流电源的智能监测。实验表明:所设计的远程监测系统可以及时有效地将变电站直流电源系统的信息反馈至APP用户端，具有很强的通用性，对变电站的安全运行和高效维护具有重要的实用价值。

摘要:准确地计算电容电流是消弧线圈自动跟踪补偿装置应用基础。采用一种简单实用的带阻尼电阻的消弧线圈电容电流计算方法，只需通过投切消弧线圈接地系统的阻尼电阻便可求解电容电流。研发了基于多核控制器的自动跟踪补偿装置，多核分工协调完成自动跟踪补偿装置的复杂任务，避免了传统补偿装置需要多个控制器的繁琐设计。具体介绍了各个控制核的功能，并搭建了消弧线圈自动跟踪补偿装置IEC61850模型。实验测试所研发装置满足IEC61850一致性要求，而且装置的电容电流补偿具有良好的精度。

摘要:为解决配电网调度员故障仿真培训自动评价问题，提出了一种基于隔离信息相似度的配电网故障仿真培训评价方法。该方法通过主动隔离范围集、被动隔离范围集、失电负荷量及负荷数、误操作步骤数等构建隔离信息阵以描述调度员及教练员故障仿真培训处理的信息模型。基于人工智能推理思想，通过相似度理论描述实时和标准隔离信息阵之间的相似度以实现调度员故障仿真培训的评价。通过主动隔离范围纵向相似度、被动隔离范围纵向相似度、重要指标纵向相似度、防误操作纵向相似度实现实时和标准隔离信息阵单点元素的相似度分析。通过单点元素的相似度及欧几里德距离实现故障馈线的整体横向相似度，并结合多馈线故障及海明距离实现隔离信息阵综合相似度计算。实例分析表明该方法能较为全面的反映调度员故障隔离及转供操作对配电网运行的影响，能有效的区分不同隔离操作之间的评价档次，方法简便，具有较好的实用价值。

摘要:针对变电站无人值守环境下智能变电站站控层设备缺乏全面有效监测手段的问题，设计了一套站控层设备监测系统。系统对站控层设备硬件、软件和核心业务进程进行实时状态监测，提出了一种周期动态变化轮询策略，使用图形可视化方式展示监测数据。对监测数据进行故障分析和智能告警，通过告警直传上送调度主站，实现远方和本地对站控层设备健康状态的全面掌握和故障预判。最后给出了该系统在工程实施中的部署方式和应用效果。