摘要:为了通过配电网重构提高供电可靠性，从网络保持连通性及抵御破坏能力的角度，引入网络抗毁度指标作为配电网重构的一个新目标函数。通过有权网络的边权值和节点位置重要度求解网络抗毁度，同时考虑风电出力的随机性和间歇性，对该指标进行修正。建立了兼顾抗毁度的含风电配电网多目标重构模型，并采用改进和声搜索算法来求解此模型。给出了多目标重构的帕累托最优解集，供决策者根据实际情况选择。通过对33节点系统的算例分析，验证了所提模型求解方法的有效性与合理性。

摘要:随着配电网建设的逐步推进，配电网用户对供电可靠性要求越来越高，因此配电网在保证自身经济运行的同时，也必须提高对安全性能的保障。在经济性配电网重构二阶锥模型的基础上，加入对配电网安全性的优化，建立了考虑安全性和经济性的配电网双层规划模型。该模型上层目标为平均安全距离最大化，下层目标为有功网损最小化。针对该模型采用分层求解的方法将双层模型解耦，求解得到网损和安全距离最优的重构策略。算例选取扩展的IEEE RBTS Bus4系统，验证了该模型能有效降低配电网网损，并提高配电网安全性。

摘要:为研究干式空心电抗器整体及包封内部各层绕组温度分布特性，根据电磁热流多物理场耦合方法，建立了干式空心电抗器电磁-流体-温度三维温升计算模型。首先，基于场-路耦合的电磁学理论，采用有限元法求取电抗器各层电流，计算各层绕组损耗。然后，基于流体-温度耦合的传热理论，以各层绕组损耗为热源，采用有限体积法求解电抗器温度分布。最后，采用稳态热学分析法验证了结果的准确性。研究结果表明:电抗器温度分布呈现上区域大于下区域、中间包封大于两侧包封的变化趋势，各层绕组温升热点位于电抗器轴向高度约85%到90%。研究结果为电抗器结构优化、温度的在线监测提供了理论依据。

摘要:近年来，随着电力系统中无功补偿设备的广泛应用，由无功补偿设备引起的电力系统问题不断涌出，由此引发的次同步振荡问题也日益凸显。首先针对IEEE次同步谐振第一标准系统，推导并且建立了考虑并联补偿高抗的单机无穷大系统的数学模型，进而得到全系统的小信号模型。接着通过特征根分析方法论证了引入并联补偿高抗对于电力系统次同步振荡的影响。最后探讨了不同并联高抗值对于轴系扭振模式的影响，结合PSCAD仿真软件，在10机39节点系统进行仿真验证。结果表明:并联补偿高抗的参与在一定程度上使得系统发生次同步振荡的可能性变大，与此同时补偿高抗值的减小也会增强系统的阻尼。

摘要:独立微网中，逆变器采用虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator, VSG)控制模拟同步发电机运行机制，为微网提供惯性和阻尼，改善系统电压频率稳定性。但传统VSG并联系统不具备无功出力合理分配以及直流抑制的能力。首先，从VSG基本原理入手，分析了VSG功率均分机理。其次，为构造积分器，从电压补偿角度提出了一种改进的无功控制方法，实现了无功分配与线路阻抗解耦。在直流抑制方面，利用准谐振控制器重新设计了底层双环控制。同时研究了参数匹配方法，保证VSG功率均分。最后通过Matlab仿真验证了所提策略的正确性和有效性。

摘要:对于高渗透率分布式电源(DG)接入的配电网，提出了新型综合电流幅值比较的保护原理，通过线路两端分相全电流幅值以及正序故障电流幅值的比较进行故障定位，实现了低成本与高可靠性的兼容。并通过PSCAD搭建10 kV含分布式电源配电网模型，全面仿真了不同DG渗透率、故障位置、故障类型、过渡电阻、非同步数据等多种因素对保护原理的影响。经过理论分析和仿真，证明方案能够准确实现故障定位，利用的数据简单，耐过渡电阻能力优秀，保护配置要求低，抗同步误差强。

摘要:针对目前常规机组在风电大规模并网时难以得到合理的调峰补偿、从而影响其调峰积极性的情况，提出了一种基于K-means聚类的促进常规机组参与风电消纳的调峰补偿分摊方法。首先，针对机组数量增多时计算“维数灾”的问题，引入K-means聚类对机组进行分类，分层对调峰补偿进行分摊。其次，针对Shapley值法忽略了不同机组的调峰积极性存在差异的缺点，引入机组调峰能力实现系数α对分摊方法进行修正，将调峰补偿费用按照调峰机组的调峰能力实现情况进行分摊，从而使补偿模型兼具公平性与激励性。最后，结合算例证明了改进后模型对激励更多调峰机组参与调峰辅助服务的有效性。

摘要:精确的短期风电功率预测对于提升电力系统经济稳定运行十分重要。为了克服传统的神经网络在参数选取中容易受主观因素影响和陷入局部最优的不足，提出一种基于改进乌鸦算法(ICSA)优化回声状态神经网络(ESN)参数的短期风电功率组合预测方法。在算法寻优初期引入Lévy飞行机制增强搜索效率，而在迭代后期加入高斯函数，对进化后的全部轨迹进行相应的调整，保证算法的全局寻优和逐次逼近能力；通过改进的CSA算法对ESN神经网络输出层连接权值矩阵进行优化以提高网络的训练效率。最后利用两组实验数据对预测模型进行了有效性验证，结果表明，所提算法能有效应对风电功率时序的随机性和不确定性特征，具有更高的建模精度和更快的收敛速度。

摘要:为解决大规模光伏电站远距离输电问题，采用光伏电站接入基于直流电压-有功功率-交流电压控制的多端柔性直流输电系统的并网方案。利用Matlab/Simulink仿真软件构建了一个包含两座光伏电站和一个无源网络的五端柔性直流输电系统模型，并对该系统的运行特性进行了详细的仿真分析。仿真结果表明，当光伏电站的输出功率发生波动时，五端柔直系统传输的有功功率可实现自动平衡；当电网发生三相短路故障时，光伏电站依然能够稳定运行，具有较好的故障穿越能力。

摘要:为解决小电流接地系统故障定位问题，提出一种利用IEC61850规约进行设备信息交互、比对故障特征波形的配电网故障定位方法。相对传统基于上下游低频波形的差异判别，通过对小电流接地故障暂态特征分析，提取了配电系统特征频带。利用该频带提出基于EMD的改进算法，获得了有效滤除高频干扰的线路特征零模电流，对比线路各区段特征零模电流波形相似度与幅值差度最终确定故障位置。针对上述方法，结合IEC61850规约，所提出的故障定位实现仅需要设备间信息交互，减少主站通信压力，定位效率显著提高。基于Matlab/Simulink的配网小电流接地故障仿真验证了所提定位方法可应对多分布式电源接入、多点故障的复杂情况。设计的配电装置动模仿真也进一步说明了本方法具有更高的准确性、更强的实用性。

摘要:为了准确分析电力电子变压器在大信号扰动下的动态特性，给出一种基于功率平衡的回转器建模方法。利用该方法对额定容量为3 MW的电力电子变压器进行了建模，并与传统的开关模型进行了比较分析。仿真结果表明，基于功率平衡的回转器建模方法具有实用性和有效性。该模型不仅可以精确反映系统在大信号扰动下的行为特性，而且可以减低仿真时间。为了实现前后级直流母线电压的解耦控制，提出了电压前馈补偿策略。在此基础上，建立了母线电压的统一时域解析方程，定量分析了在大信号扰动下系统参数对各直流母线电压的影响，给出了关系曲线，为各模块控制器的设计提供了准则。

摘要:针对电力变压器寿命定量评估问题，提出了电力变压器全寿命周期经济-物理综合寿命评估方法。首先建立电力变压器全寿命周期成本模型，分析了全寿命周期成本各组成部分与运行时间的关系，以全寿命周期成本最低原则得到电力变压器经济寿命。建立了电力变压器物理寿命评价指标体系，从电力变压器主绝缘老化程度、绝缘运行状态和部件缺陷风险三个方面进行综合评价，运用层次分析法确定了各评价指标的权重，得到电力变压器物理寿命。以电力变压器物理寿命作为基准，综合考虑经济寿命，建立全寿命周期经济-物理综合寿命模型。对某电力变压器进行实例分析，评估了该变压器的经济-物理综合寿命，验证了所提方法的合理性和实用性。

摘要:直流配电网中电力电子元件耐受故障电流能力差，要求保护数毫秒切除故障，因此留给故障定位所使用的数据量有限。现有基于暂态电流单端量测的定位方法受分布式电容、噪声和过渡电阻影响较大，难以实现精确的故障定位。因此，考虑故障发生后直流断路器快速动作，在系统失电的情况下给系统串联一个LC注入装置构成衰减的振荡扰动，利用振荡频率、衰减系数与故障距离的关系，可以精确定位故障位置。仿真结果表明所提方法可行且具有一定的耐受过渡电阻、分布式电容、噪声和线路参数误差的能力。

摘要:为降低大型风电机组由风剪切、风切变和塔影效应在叶片上产生的不平衡载荷，根据风力机气动力学、风剪切、风切变和塔影效应，提出一种基于RBF神经网络滑膜变结构独立变桨控制策略。滑模变结构控制抗干扰强、鲁棒性强和响应速度快，缺点是滑模变结构控制易产生抖动。利用RBF神经网络的在线学习能力，实时调整滑膜变结构控制器增益，使滑模函数趋于切换面，有效降低滑模变结构控制的抖动，提高独立变桨控制系统的动态性能。利用Matlab/Simulink和GH-blade软件搭建了5 MW风电机组的联合仿真模型。仿真实验表明采用所提出的独立变桨控制方案能有效降低桨叶根部不平衡载荷，还能提高风电机组运行在额定风速以下的功率性能。通过试验平台的测试，也验证了所提出的独立变桨控制策略的合理性。

摘要:由于电动汽车车主选择充电站具有较大的随机性，使得各充电站的利用率存在较大的差异，从而造成整个电网的负荷失衡，影响配电网的稳定性和安全性。针对上述问题，将行驶路程最近、时间最短、充电站时间利用率偏差最小和功率利用率偏差最小作为优化目标，建立了电动汽车充电路径多目标优化调度模型。在对该模型进行求解的过程中，提出了基于细菌趋化的改进粒子群算法进行求解。仿真结果表明，采用该算法后，电动汽车车主可以根据区域内充电站的利用率情况有目的选择充电站，实现均衡化充电站利用率的目的。

摘要:随着光伏发电装机容量的增加，以传统控制策略并网的分布式光伏电源会大幅度降低电网惯性，使电网稳定性减弱。针对该问题，结合准Z源逆变器的优点，在准Z源网络中引入储能单元，提出基于储能型准Z源逆变器的虚拟同步发电机(VSG)并网控制策略。分析了储能型准Z源的工作模态。采用VSG技术控制系统输出功率，调节直通占空比使光伏功率钳位在最大功率点，蓄电池自动弥补功率缺额。讨论考虑VSG暂态响应时蓄电池的配置问题，并推导直通占空比与VSG转动惯量和阻尼系数的关系，为储能型准Z源逆变器在VSG控制参数设计方面提供参考标准。最后仿真和实验验证了所提策略的有效性。

摘要:随着柔性直流输电系统的快速发展与广泛应用，其启动工况愈发具有多样性，MMC换流阀传统开环充电策略需要综合考虑系统状态变量进行参数配置，且配置难度大。由此提出了通用性的换流阀闭环充电控制策略，无需检测系统状态即能将子模块稳态电压控制在额定值，具有较好的适应性。首先，分析了柔性直流输电系统的三类充电回路及主动均压充电策略。其次，基于子模块特性不一致的均压需求分析，提出了完整的通用性闭环充电策略及对应的柔性直流输电系统的协调启动策略。最后通过PSCAD/EMTDC搭建了三端直流电网模型，仿真验证了闭环充电策略。结果表明闭合充电策略通用于各类换流站的启动充电过程，且可将子模块电压平稳充电至额定值，同时不存在桥臂过流及子模块过压等现象。

摘要:基于国内外现有变压器谐波模型发展情况及其适用范围的局限性，以进一步精确量化变压器绕组谐波损耗为目的，建立了绕组谐波损耗模型。该模型综合考虑谐波情况下集肤效应、邻近效应对绕组的影响，基于电磁场原理分析绕组电阻参数畸变特性。进行了各次谐波电流下的绕组电阻测量实验，将实验测量值、传统模型计算值与该模型计算值进行对比，结果证明该模型提高了计算精度，使得变压器绕组损耗计算更加精确。最后基于实验测量值，建立了变压器绕组谐波电阻工程实用模型，对工程计算具有一定的指导价值。

摘要:电力通信网脆弱性分析对确保电力系统安全运行和加强电网健壮性具有重要意义。首先建立了电力通信网络模型，从网络的业务层、网络传输层和物理层指标出发,建立了基于临毁度和网络损失度的电力通信网的脆弱性评估和分析模型。接着对边的业务传输时延指标、带宽占比指标和物理故障概率指标评估得出网络部件(节点、边)的临毁度。最后结合网络部件失效后的系统损失度，得出网络部件的脆弱度评估值。以IEEE-30节点系统为例进行仿真，完成了通信网络部件的脆弱性评估分析，结果表明通信链路的长度和业务分配方案与电力通信网的脆弱性密切相关。

摘要:随着非线性用电设备的大量增加，电网谐波问题日益严重。并联电容器由于其本身的阻抗呈容性，更容易受到谐波的影响。此外，现有电容器的保护没有考虑到谐波带来的影响，导致在谐波环境下，电容器保护无法有效对电容器的安全运行进行保护。分析了谐波对现有电容器组保护的影响，在现有电容器保护的基础上设计了电容器谐波保护的方法及其整定原则。基于OMAP-L138处理器设计了一种新的并联电容器组谐波微机保护装置，除电容器组常规保护之外，实现了对并联电容器组单次谐波保护以及总谐波畸变率保护。最后通过实验室的测试验证了装置的精度及保护动作误差满足实际的运行要求。

摘要:高新能源占比对多类型电源协调的有功控制提出了更高要求。分析市场、政策、“三公”调度等因素对于多源协调有功控制的挑战。对新能源调度公平性进行了严格的数学描述，提出了多源协调有功控制模型及求解策略。该模型以市场环境下新能源最大化消纳为目标，以调峰、安全稳定与公平调度为约束。其求解策略能够实现适应复杂电网工况与风/光资源条件的新能源最大化消纳，并实现市场交易电量的合理分摊。开发的控制系统已在多个省级电网投入应用，运行结果证明了策略的正确性与有效性。

摘要:为了提高电网多重故障诊断的准确性，提出一种基于多系统数据信息融合的故障诊断算法。通过对故障全过程的数据特征进行分析，以故障数据与电网结构图为基础对一次设备进行建模，形成断路器、线路、母线、主变诊断模型。对来自不同信息源(SCADA、保信系统、录波联网系统)的数据进行统一处理，形成故障全过程智能诊断数据源，并以此为基础进行深度数据融合，提升信息的质量。充分利用故障后的断路器状态和电气量信息，对故障进行精确诊断，确定故障区域，然后，采用基于规则式的故障恢复路径算法，给出快速恢复供电的最优的路径。该系统运行情况表明，所提出的方法具有较强的实用性。

摘要:智能电网建设的全面深入推进，对变电站自动化系统安全可靠运行和智能分析应用提出了新需求。为此，国家电网对自动化产品提出“四统一四规范”要求。介绍一种满足同步相量测量装置“四统一四规范”要求的装置，论述装置功能模块基本架构。阐述了装置关键技术研究内容，提出一种抑制带外频率的同步相量实时计算模型，入网测试结果显示该算法远优于标准要求。提出基于Hamming窗的双插值FFT次/超同步振荡监测算法，测试结果显示其有效性。揭示了直流换流站伪低频振荡/次同步振荡产生机理，对直流换流站提出采样频率要求。描述了和电流计算及品质处理、多间隔PT/CT断线判断逻辑等功能。最后介绍了装置信息模型及通信服务相关内容。