摘要:混合式高压直流断路器(DC Circuit Breaker, DCCB)的本质是分断故障电流。分断暂态过程中的电气参数是决定断路器分断性能的核心所在。在分析DCCB拓扑结构的基础上，将断路器分断暂态过程划分为三个阶段。通过建立带DCCB的直流电网故障等效电路和断路器分断各暂态阶段的系统级等效电路，来分析分断过程中断路器自身的暂态特性。将断路器自身参数与直流系统参数联合起来，分别对断路器的两次换流过程进行详细分析。建立了断路器分断电流、暂态电压和开断时间的数学模型，推导断路器分断全过程中的分断电流以及最大暂态电压的计算表达式，并分析了断路器参数对分断性能的影响情况。利用PSCAD/EMTDC软件，搭建系统级混合式DCCB仿真模型，验证了所建立的断路器暂态模型的正确性及参数选取对断路器开断性能的影响。

摘要:为了解决现有光伏电站短期发电量预测方法存在的预测模型复杂、预测误差较大、泛化能力较低的问题，提出一种基于深度信念网络的短期发电量预测方法。首先综合考虑影响光伏出力的环境因素和光伏板的运行参数以及光伏电站历史发电量数据，对深度信念网络进行训练和学习。在此基础上，采用重构误差的方法确定深度信念网络隐含层层数。最后针对某光伏电站短期发电量进行预测算例分析，验证了该预测模型能主动选择样本抽象特征、自动确定隐含层层数，对短期发电量预测精度较高。对比前馈反向传播(Back Propagation, BP)神经网络预测模型与长短期记忆网络(Long/Short Term Memory, LSTM)预测模型，结果表明所提方法运算量低、预测精度高，且增加神经网络的深度比改进神经网络神经元对预测效果更有效。

摘要:通过合并单元进行不同电子式互感器间的采样数据同步过程中，当信号内存在谐波尤其是高次谐波时，现有方法难以准确地还原采样间隔处的数据，导致同步误差较大。针对这一问题，提出了一种改进采样数据同步方法。基于三样条插值理论，研究了采样数据的整体特征，用连续的分段三次函数描述采样点间的波形，提高了重采样精度。再根据插值算法原理与采样特征，通过归一化处理、矩阵变换、收敛性分析等方法，减小了计算量。最后通过仿真验证，该方法能够保证不高于21次谐波的重采样数据不失真，且计算时间仅为同等精度插值算法的10%左右。改进算法提高了采样数据同步精度，同时又解决了高精度插值运算量大的局限性，具有工程应用价值。

摘要:为解决大规模光伏发电并网带来的系统调频能力不足的问题，提出面向机电暂态分析的单级式光伏发电有功功率-频率下垂控制和虚拟惯量控制，通过修改逆变器的控制结构来实现光伏发电主动参与电网频率调节。基于光伏发电不平衡有功功率激励-相位输出响应关系，分析控制增益系数、时间常数以及锁相环控制带宽对光伏发电的惯量特性的影响。仿真结果表明:逆变器可按照设定的下垂曲线来控制光伏阵列增发或减少一定量的有功功率，抑制电网频率跌落或升高；频率动态过程中，由于并网点电压矢量的动态作用而诱发的光伏发电增发功率取决于其虚拟惯量控制；虚拟惯量控制增益越大、时间常数越小或者锁相环控制带宽越小，光伏发电的虚拟惯量越大，频率动态过程中可提供支撑的功率越多。

摘要:双馈风机(DFIG)短路电流特性与传统电机相比存在显著差异。根据机端电压的跌落程度，分析了计及Crowbar保护动作和计及RSC控制两种情况下DFIG的短路电流特性。针对撬棒(Crowbar)保护动作后转子磁链的频率含量以及定、转子电流的解析表达式并未完全统一的问题，建立了DFIG数学模型，分析Crowbar保护动作后DFIG定、转子磁链的暂态过程。在此基础上采用拉氏和反拉氏变换法推导了转子磁链的表达式，通过数学解析的方法得到了计及Crowbar保护动作的DFIG定、转子电流计算表达式。同时根据DFIG数学模型和转子侧变流器(RSC)控制模型，采用解微分方程法详细地推导了计及RSC控制的双馈风机定、转子短路电流的表达式。最后在Matlab/Simulink平台上建立DFIG电磁暂态仿真模型。仿真验证计及Crowbar保护和计及RSC控制两种情况下DFIG短路电流表达式的正确性，进而分析了电压跌落程度、Crowbar阻值以及PI控制参数对短路电流的影响。

摘要:随着供给侧结构性改革的深入，电力需求的演变规律变得更难捕捉。传统的中长期负荷预测模型通常未考虑供给侧结构性改革因素，难以满足新形势下中长期负荷预测精度的要求。基于此，提出了一种适应供给侧结构性改革的中长期负荷拓展索洛预测模型(Supply- Side Reform-Extended Solow Regression Model, SSR-ESRM)。首先，通过对供给侧结构性改革内涵的解读，从规模、结构及效率三种效应出发，构建了量化指标体系。其次，在基本索洛模型的结构中，引入供给侧结构性改革因素对模型进行拓展，建立SSR-ESRM实现中长期负荷点预测。为反映供给侧结构性改革的不确定性，建立了系统动力学模型生成多种经济发展场景，进一步实现中长期负荷外推预测。算例分析表明，考虑供给侧结构性改革因素的SSR-ESRM预测精度较高，且对场景切换的灵敏度适中，有利于电网规划的灵活性，能够为实现电网规划提供有益的参考。

摘要:馈线自动化对提高配电网供电可靠性具有重要意义。为了克服电压-时间型馈线自动化模式存在的故障处理时间长、故障点上游开关经两次短路电流冲击、上游区段需要经历两次短时停电等缺点，提出了一种基于自适应重合闸的配电网故障快速定位与隔离方法。介绍了实现该策略的三项关键技术，包括基于永磁操作机构的配电网分相开关、基于暂态电流特征的选相元件、基于工频电压特征的故障性质判别方法。该策略避免了重合于永久 性故障时短路电流对上游开关的二次冲击以及上游区段的二次停电，同时可有效缩短故障处理时间。

摘要:在大规模电力外送基地中常规能源与新能源打捆外送的趋势日趋明显。针对系统发生多机失步时，发电机安全与电网完整性对发电机失步保护要求的矛盾性，提出一种兼顾源网安全的大规模电力外送基地多机失步保护动作策略，切除最小机组保全系统稳定。立足于大规模电力外送基地多机失步的原因分析，基于等面积定则，提出多机失步下系统稳定控制策略。并从理论上分析和计算了在线路故障与负荷突变时系统稳定最优切机数，提高了系统的稳定性。最后，基于多机组并联外送系统的仿真模型验证了所提出的最小切机策略，通过功角曲线变化说明了该策略的有效性。

摘要:电压暂降源定位对解决相应供用电双方纠纷及责任认定等起到重要作用。针对现有暂降源定位方法的准确率低、含源位置信息的电压暂降监测数据非常有限且不易获取等问题，提出了一种基于半监督支持向量机(SVM)的电压暂降源定位方法。首先分析了现有源定位方法的定位机理和判据，然后通过支持向量机结合多个定位特征量，利用二分类思想在高维定位特征空间内构建上下游分类面。最后运用半监督SVM充分利用大量无暂降源位置标签的电压暂降监测数据，不断优化上下游定位的分类面，从而实现少量标签数据下电压暂降源的优化定位。实验结果表明，在少量标签数据下，该方法定位准确率高，能可靠定位出各类电压暂降源位置。

摘要:柔性直流输电系统发生直流侧双极短路故障是目前存在较为严重的问题。为了实现故障清除，在半桥型模块化多电平换流器(Half-bridge modular multilevel converter, HBSM-MMC)的基础上，基于逆阻型绝缘栅双晶体管(Reverse-blocking insulated gate double transistor, RB-IGBT)设计了具有故障阻断能力的逆阻型混合子模块拓扑结构(Reverse-blocking hybrid submodule, RBHSM)。然后在此基础上，分析了RBHSM的故障电流阻断机理，推导了故障电流解析表达式。在故障闭锁阶段，子模块中所有电容均串入回路，始终提供2UC的反电动势实现故障电流阻断。最后，以该子模块拓扑为例，在PSCAD/EMTDC软件中搭建RBHSM-MMC仿真模型，验证了所提子模块拓扑的正确性。仿真结果表明，所提出的新型子模块拓扑结构能够迅速实现故障电流的阻断，且在故障阻断过程中始终提供2UC的反电动势。

摘要:针对装有高渗透率分布式光伏和用户侧储能的增量配电网日前调度问题，综合考虑配电站有载调压变压器抽头动作、静止无功补偿装置投切、用户侧光伏变流器无功补偿和储能装置充放电等调控手段，基于支路潮流模型建立了以增量配电网运营商日前运行总费用最小为目标的优化调度模型。由于潮流约束中存在电压平方项和电流平方项，目标函数的网损部分存在电流平方项，所以原模型是二次约束二次规划模型(Quadratically Constrained Quadratic Programming, QCQP)。通过线性化和二阶锥松弛，将原始NP难问题转化为混合整数二阶锥规划模型(Mixed Integer Second Order Cone Programming, MISOCP)。为了保证二阶锥松弛精度，提出计算配电网最优潮流的多时段割平面约束，将其加入到每次迭代优化中求解，直至松弛误差减小到预定范围。最后用实际算例验证了调度方法的有效性。

摘要:针对电网故障下的双馈风力发电机组(Doubly-Fed Induction Generations, DFIG)的低电压穿越问题，提出装设电阻型高温超导故障限流器(High Temperature Superconducting Fault Current limiter, HTS-FCL)的低电压穿越保护策略。基于HTS-FCL的电特性与温度特性，采用热电类比法建立了详细的HTS-FCL仿真模型。基于DFIG的暂态模型，推导了电网故障下的DFIG暂态响应，分析了HTS-FCL保护投入后其参数对DFIG暂态响应的影响，采用模糊优化与粒子群算法相结合的方法优化了HTS-FCL的主要参数。仿真结果表明，HTS-FCL参数优化结果有较好的适用性，所提策略能够实现电网严重故障下的DFIG低电压穿越。

摘要:为解决配电网故障定位问题，提出了一种基于果蝇优化算法的故障定位方法。将原先果蝇优化算法中连续的位置坐标和搜索步长离散化，使其与馈线区段的状态信息相联系。对于单电源辐射状配电网和多电源复杂配电网建立了相应的目标函数，分别针对单一故障、含信息畸变的单一故障、多重故障、含信息畸变的多重故障等四种场景进行了测试，测试结果验证了所提出方法的准确性和有效性。与蝙蝠算法、粒子群算法、遗传算法相比，果蝇优化算法在多重故障定位问题中表现出了良好的寻优能力和更快的收敛速度。

摘要:目前风电场都是使用单一的功率爬坡预测模型，其泛化能力较差，预测精度低。通过分析支持向量机和极限学习机两种单一功率的爬坡预测模型，研究了这两种模型的权值选取方法，提出了一种组合功率爬坡预测模型。该模型使用基于粒子群算法的改进算法对上述两种单一模型的权值进行权重优化，形成了一种新的高精度的预测系统。然后对该系统进行建模仿真。仿真结果验证了该预测模型的有效性，其预测精度较之单一的预测模型有了很大的提高。

摘要:针对储能电池现阶段经济效益较差、规模发展受限等问题，提出一种利用禁忌搜索算法的盈利模式优化策略。首先，分析了储能技术的不同投资主体差异和电价机制。在此基础上，为用户侧或第三方投资主体设计一种同时考虑净负荷和电价机制的盈利模式。然后，以储能电池日盈利最大为目标建立储能盈利模式的优化模型，应用禁忌搜索算法求解电池日前充放电功率。最后，算例对比分析了盈利模式和传统运营模式的经济效益，结果表明所提出的盈利模式经济性更优。

摘要:传统变压器差动保护一般采用傅里叶变换提取变压器两侧差流的基波分量，无法识别变压器内部轻微匝间故障。受数据窗长度的影响，保护通常至少需要半个周波才能出口动作，且在外部故障导致电流互感器(CT)饱和时可能出现保护误动。为解决上述问题，提出了一种基于Hausdorff距离的变压器保护新判据，通过对比变压器高低压侧电流波形的相似度，以达到快速识别区内外故障的效果。理论分析表明该判据的数据窗长度可以任意选取，有利于提升保护动作速度，同时双整定门槛值既保证了严重区内故障情况下保护能够快速跳闸又保证了区外故障伴随CT饱和工况下保护准确不动作。最后基于PSCAD/EMTDC对所提判据的有效性进行仿真验证。结果表明，所提判据能快速动作，动作时间可低至5.5 ms，即使发生0.5%的轻微匝间故障，保护也能在故障后一周波内跳闸，且具有较强的抗CT饱和性能。

摘要:为了提高风电消纳，降低弃风率，研究了一种基于风火协调的闭环控制系统(以下简称闭环控制系统)。该系统根据风电上网断面的负载率设置不同区间并采取相适应的风火协调控制策略，在保证断面安全稳定的前提下尽可能提高风电消纳，在断面发生越限时则尽可能降低火电和适当减少部分风电。由于风电出力缺乏有效的预测技术，系统依据风场出力能否及时跟踪上轮指令情况进行风电发电能力的预估，同时在系统可靠性方面，系统增加了指令防误检查和控制模式自动切换逻辑。指令防误检查在指令出口前进行各项约束条件检查，确保下发的指令不会对系统造成较大冲击，引发新的安全稳定问题。控制模式自动切换功能是在系统出现异常时，风电自动跟踪新能源系统或人工控制，火电自动跟踪调度计划系统(Optimal Planning System, OPS)或人工控制，确保系统异常时仍能保持电网安全稳定运行。最后通过在山西电网的实际应用，验证系统的有效性和实用性。

摘要:提出了一种基于录波数据对滤波器的断路器关合整定时间进行修正的方法。该方法从录波数据中提取断路器的关合时间、距离关合时间最近的电压过0时间等反映断路器工作状态的基本数据。通过对一段时间内录波数据的统计分析，找出断路器的关合时间偏差的系统误差和随机误差，并以此为基础对断路器的关合整定时间进行修正。应用效果表明:该方法简单、实用，不需要增加额外试验和费用，能够明显降低滤波器的合闸涌流，非常适合于换流站工作人员及时掌握断路器的运行状况，能够提高运维工作的效率。

摘要:可再生能源的高渗透率接入、柔性负荷的高参与度、运行协调管理的高效可靠要求，均使得传统的管理投资方式难以满足多主体接入下配电网的投资发展要求。为适应主动配电网中多主体接入，促进清洁能源的消纳，为配电网精确投资规划提供丰富样本，提出基于多代理的主动配电网规划样本自动模拟模型。基于构建的分布式电源、储能及柔性负荷的多代理时序模型，提出了以电网代理引导的主动配电网自动协调模拟策略；考虑负荷增长模式与配电网技术路径更迭，实现不同投资方案下主动配电网的规划样本自动模拟，以提高主动配电网中多主体的利用效率。算例结果表明，所提模型通过追随主动配电网技术路径的发展，能够有效实现配电网长时间尺度的运行模拟。通过自动模拟方法产生的分布式电源出力与负荷波动情况等配电网特征量可用取代作为后续配电网投资规划的数据样本。

摘要:针对含分布式电源的配电网故障电流计算通用性差或计算量大的问题，提出一种通用、计算量小的故障电流计算方法。将分布式电源分为机组并网与逆变器并网两类激励源，考虑低电压穿越要求，给出分布式电源的故障特性。在此基础上，根据叠加定理，将线性故障配电网分为不同激励源作用下的两部分，对两类激励源作用下的配电网分别进行故障电流分量计算，叠加求得总故障电流。计算过程中，对逆变器并网激励源产生的故障电流分量采用迭代算法进行求解。编制了所提的算法程序，计算实际配电网的短路电流。计算结果表明，所提通用故障电流计算方法正确、有效。

摘要:虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator, VSG)在增强微网稳定性的同时，能克服微网中电力电子装置并网给电网带来的冲击，受到了广泛关注。现有的VSG中的有功频率控制，在微网离网运行时，将存在频率偏移，这将会影响到微网中频率敏感负荷的稳定运行。因此提出了一种VSG的频率无差调节方法，将VSG所产生的频率偏差量叠加到VSG的有功频率控制环中，消除了微网的频率偏移。针对含多个VSG并联运行的微网，各VSG不需要通信，独立参与微网频率无差调节。同时，还能根据VSG额定容量自主分配负荷功率，提高了微电网经济运行的能力。最后搭建三台VSG并联仿真模型，验证了所提控制策略的可行性和有效性。

摘要:现阶段智能变电站已被广泛推广应用，由于部分标准与技术的不断更新，对智能变电站的建设提出了更高的要求。通过与常规变电站二次安控措施的对比分析，提出了智能变电站继电保护构成及安全检修原则，从主变压器和线路保护检验两个方面分析二次安措的检验方法。智能变电站二次安措系统采用模块化，分为图形化显示模块和安全措施模块，建立安措防误规则库、一键式遥控操作。和传统二次安全措施相比，智能变电站一键式二次安全措施更精确，快捷地实现二次安措安全隔离和防误验证。

摘要:为了解决智能变电站监控系统雪崩测试中告警数据高速触发和长时间触发时存在的难点，开发了雪崩自动测试系统，采用智能控制的方法来实现测试过程中数据信号的精确触发。测试系统自动捕获、解析MMS报文并生成测试报告以实现数据处理闭环测试的最优化。针对实现过程中的信号触发时间精度控制、测试结果判断的关键技术，提出智能控制插件及智能自动比对，进一步提高了测试系统功能的正确性。大量试验证明:此自动测试系统能有效提高雪崩测试的质量和效率，具有较好的实用性。