摘要:未来电网的超复杂性，使得电网体系结构(grid architecture)的研究至关重要，它是整个电网最高级别的描述(最顶层的模型)。从三个角度评述“分层分群的电网体系结构”的理念：① 互联系统平衡区(balance area, BA)范式的拓展；② 层流结构(laminar structure)的数学基础；③ 学习互联网(Internet)的智能。清晰地表明，基于“将系统分解为群集(clusters)的层次结构和全局协调”以及“每个集群(cluster)都保持自己的净功率平衡和局部自优化”的分层分群体系结构的电网(如具有智能外围的智能电网GRIP)像Internet一样智能，且有数学基础，特别适合未来电网的需要。这些研究可为电网现代化规划和设计提供有价值的新视野和新方法。

摘要:海洋核动力平台电力系统是发电、站内供电和系统外送电能高度集成的独立电力系统，具有工作环境恶劣、故障形式复杂、设备维修困难、电能中断敏感等特点。结合理论分析与仿真实验对海洋核动力平台电网安全问题及相关保护技术进行分析研究。提出协同多模接地控制的中性点接地方式、平台网源直连系统接地保护方法、串接小容量变压器预充磁方案以及基于Petri网和MPGA(多种群遗传算法)的网络重构方法。研究结果拟为海洋核动力平台电力系统的工程设计和保护方案提供技术支撑。

摘要:电力电子化设备的广泛应用导致电力系统故障暂态过程更加复杂、快速，对继电保护的“四性”提出了更高要求，基于暂态量的继电保护优势更加凸显。首先介绍了电力电子化电力系统的故障特性，详细分析了电力电子器件的快速调节特性与脆弱性以及对电力系统故障特性的影响。其次全面梳理了暂态量在线路保护中的应用，包括行波波头保护、单端暂态量保护等，并进一步分析了基于双端(多端)暂态量的保护新原理和新方法。最后给出了对暂态量保护研究的建议，通过合理利用故障全过程中丰富的暂态信息，实现与故障信息自适应匹配的高速暂态量保护，全面筑牢电网安全的“第一道防线”。

摘要:针对配电线路常规重合闸因重合前不能区分永久性和瞬时性故障可能造成多次短路冲击的问题，系统论述了基于一二次配合的配电线路自适应重合闸技术。介绍了基于一二次配合的配电线路自适应重合闸4种实现途径，即：限流试探法、电容放电试探法、脉冲试探法和载波试探法。分别论述了限流试探法串联型和并联型两种结构的工作原理以及技术特点，并给出限流阻抗典型参数。理论分析了电容试探法的回路放电特性及阻容参数的选取原则并给出了典型取值。指出脉冲试探法的关键在于分相快速开关的分闸速度和动作离散度，并建议了脉冲试探法下的阻抗参数识别方法实现原理。给出了载波试探法的信号频率及试探电压的选取原则以及典型值。

摘要:当前电力(能源)系统正在向数字化转型，电力物联网的建设进入新阶段。大量感知设备和智能终端接入电力物联网，在电力系统内部和外部产生并积累了大量的数据。特别是电力系统的用电数据蕴藏巨大的价值，内含丰富的社会经济信息。针对用电数据，电力物联网有着多种可能的商业模式。介绍了电力物联网的3重涵义，结合电力物联网中不同类型用电数据的来源阐述其背后的信息，探讨信息/数据融合的理论与技术，并指出数据驱动下电力物联网商业模式的关键问题和具体业务，最后分析了电力物联网数据服务所面临的挑战。

摘要:分布式电源的应用，改变了配电网断线故障的特征，加剧了断线故障的威胁。但是目前不仅缺乏含分布式电源(DG)的配电网断线故障保护方法，甚至电网断线故障下DG的输出特性也不清晰。基于主动配电网的可观测性，提出了一种根据DG电流变化率识别配电网断线故障的新思想。首先，分析了配电网单相断线故障下DG的输出特性，并建立了DG的等值模型。然后，建立了含DG的配电网单相断线故障等效电路，推导了故障前后DG输出电流的表达式。随后，分析了故障前后DG输出电流的变化特征，建立了基于DG电流变化率的辐射状配电网单相断线故障保护判据。仿真表明，所提单相断线故障保护方法能够迅速识别断线故障并准确定位。

摘要:由于风电具有很强的波动性和不确定性，为机组组合(Unit Commitment, UC)问题带来许多问题和挑战。因此，提出了一种基于优化Kriging代理模型的场景分析法来处理风电的不确定性。首先通过“预测箱”方法生成大量场景，然后由序列优化的Kriging代理模型估计各场景所对应的经济成本。同时，根据风电不确定性及运行成本对系统的影响，采用重要性采样法削减场景。通过考虑功率平衡和风电爬坡约束的随机机组组合(Stochastic Unit Commitment, SUC)模型验证了该方法的有效性。算例分析结果表明，序列优化Kriging代理模型可以使用较少的场景预测场景运行成本。与Kantorovich 距离法相比，该方法的削减结果选择了较为重要的场景，其求解结果具有更好的经济性和可靠性。

摘要:针对配电网合环的操作指导问题，提出一种基于优先级的配电网合环综合辅助决策算法。首先，确定所有措施要考虑的指标，并对这些指标进行重要性排序并给出量化值。其次，对每个措施在各个指标下的标度值进行评判，并计算各个措施的优先值，确定措施优先级。最后，根据优先级和制定的目标确定每个措施的具体调节方案，从而获得合环综合辅助决策。该算法可根据配电网实际情况对指标和调节方案进行调整，得到合环的具体调节方案以及决策判断。在所开发的配电网合环仿真运行平台上通过编程实现算法，并以某城市实际配电网验证了算法的可行性。

摘要:电力系统原有同步发电机(SG)负责的调频可由双馈感应发电机(DFIG)提供。评估调频效果时，相较详细时域仿真分析，可采用动态潮流(DPF)算法减少运算量。提出包含上层频率预测与下层DFIG控制的层级频率控制。双层控制中皆引入模型预测控制(MPC)，通过预估控制效果确定控制目标。上层控制在DPF中引入SG调速器，以提升频率预测精度，基于此确定DFIG有功参考值，在其中计及了DFIG机械暂态的变化率约束。下层控制提出采用基于MPC的直接转子电流控制，追踪调频过程中的DFIG有功参考值，并在频率预测中计及其控制响应。

摘要:针对电动汽车(Electric Vehicle, EV)供电端的蓄电池/超导混合储能系统(Battery/SMES Hybrid Energy Storage Systems, BSM-HESS)设计了一种新型非线性鲁棒分数阶控制(Nonlinear Robust Fractional-Order Control, NRFOC)，从而快速精准地跟踪负荷需求变化。首先，基于规则式策略(Rule-Based Strategy, RBS)实现最优的负荷需求分配。然后，通过高增益扰动观测器(High-Gain Perturbation Observer, HGPO)对BSM-HESS的非线性、参数不确定性和未建模动态聚合而成的扰动进行快速估计，最终该扰动通过NRFOC进行在线完全补偿。此外，NRFOC不依赖于精确的系统模型，仅需测量蓄电池电流和直流侧电压两个状态量。通过三种算例进行研究，即重载条件、轻载条件以及参数不确定性，仿真结果验证了NRFOC的有效性和鲁棒性。

摘要:下垂控制的分布式电源(Distributed Generation, DG)接入孤岛微电网时，可在故障时呈现电压源特性以维持母线电压稳定。针对低压线路与DG对短路电流贡献能力较弱的特点，分析了非故障与对称故障时DG输出功率与母线电压的关系。提出了故障时根据输出阻抗以设置有功、无功输出参考值与改进的下垂控制策略，解决了故障时电压骤降与频率波动对输出功率的影响。计及DG输出电流受限的情况下，实现了故障时以最大功率输出并尽可能提高母线电压的目的。仿真算例结果验证了所提方法的有效性。

摘要:同调机群识别在电力系统的动态等值、主动解列控制中具有重要意义。提出一种基于Prony分析特征提取的同调机组分群方法。首先针对Prony分析受噪声干扰严重的缺点，利用集成经验模式分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition, EEMD)方法对含噪声的信号降噪。然后对降噪后的功角信号进行Prony分析，提取功角信号的幅值、频率和阻尼特征值，形成每台机组的特征向量。最后将系统中所有机组特征向量组成的特征矩阵输入到自组织神经网络进行聚类，从而实现同调机组分群。EPRI-36节点系统和华北电网系统算例表明，所提方法可以很好地降低噪声影响，充分提取功角曲线特征，准确识别同调机组。

摘要:鉴于分布式电源出力和终端用户负荷需求的随机性，电力服务商实际购买电量与电力市场竞标电量存在偏差，这种偏差会带来惩罚成本。为此，考虑将需求侧可控负荷作为可调度资源，基于可控负荷用户增/减负荷成本函数，提出了一种分段式价格形式的多选项可控负荷功率调整补偿合同。为实现电力服务商与可控负荷用户双赢，建立了兼顾电力服务商经济效益和可控负荷用户需求响应效益的 型stackelberg主从博弈模型，并采用基于遗传算法的逆向归纳法求解。最后，通过算例对比了分段式补偿电价和固定补偿电价下电力服务商运营收益和可控负荷用户功率调整量之间的变化情况。仿真结果表明，所提出的分段式补偿定价方法能够明显降低惩罚成本，有效提高用户需求响应的参与度，实现需求响应资源的优化配置。

摘要:微电网具有较强的灵活性、可靠性和可控性，将微电网应用于保底电网能够增强城市核心区域的安全供电、抵抗灾害和快速复电能力。但是，由于组成元件和运行目标的不同，现有规划方法无法适用于含微电网的保底电网。为此，提出了一种基于生存性评估的含微电网的保底电网网架构建方法。计及了微电网对保底电网运行的影响，提出了配电网支路和节点的重要性评估指标。构建了兼顾抵抗性、安全性和恢复性的含微电网的保底电网生存性指标体系，建立了含微电网的保底电网网架搜索模型。算例分析表明，所提方法能够保证在严重自然灾害下重要负荷的持续供电和保底电网的安全运行以及提高保底电网的快速复电能力。

摘要:配电网单相接地时故障特征弱，难以用传统的行波测距或阻抗法进行精确定位。基于配电线路的分布参数模型，充分考虑单相接地故障稳定后的分布式量测信号关系，分析零序电流、线路参数与故障位置的内在联系。依据故障点前、后的故障电流信息构造故障定位函数，并利用多测点、多时刻的量测数据，构造故障定位矩阵。将求解故障定位矩阵转化成求解与之相对应的非线性方程组的最小二乘解，使用混沌粒子群算法在故障区段内搜索故障点，实现故障精确定位。在PSCAD/EMTDC中搭建典型10 kV城市配电网模型并模拟单相接地故障，测距结果表明了方法的有效性和可靠性。

摘要:为了兼顾电网安全稳定和故障下切负荷对社会造成的影响，针对切负荷控制策略如何减少控制代价、并反映各负荷用户间公平竞争等问题，提出了保障大功率缺额场景下系统频率稳定性的切负荷控制优化决策方法。首先从负荷优先级、负荷损失代价、切负荷量精确度三个方面分析了影响切负荷控制效果的要素。在此基础上，利用博弈论原理，构建了各负荷用户作为参与者的多负荷用户非合作博弈模型。然后设计了基于NSGA-II算法的求解方法，通过求解多目标优化模型，获得Pareto整体最优解作为切负荷优化策略。最后通过区域电网典型算例，验证了所提出模型及其求解方法的有效性。

摘要:面对电动汽车大规模推广应用对充电桩高效运维管理的需求，首先在介绍区块链技术基本原理的基础上，分析了充电桩运维系统的高分布性、多主体性和高可信性特征，归纳了区块链技术在充电桩运维系统上的应用价值，然后构建了基于联盟链式结构、采用PBFT共识机制、包含完全和不完全两类节点的区块链充电桩运维系统。最后，结合具体应用场景给出了系统在服务层、管理层和数据结构层各个层面的详细功能。为充电桩、配电站、运维机构、检定机构和监管部门等多边利益主体构思了一种基于区块链的端到端透明化、高可信性的去中心化管理模式，为区块链技术在充电桩运维系统的落地实施提供了参考。

摘要:针对直驱式永磁同步风力发电系统最大功率跟踪问题，提出一种带指令滤波的自适应反推积分滑模控制器。构造了直驱式永磁风力发电系统的非线性模型。基于反推法设计控制器，并引入二阶滑模微分器充当指令滤波器，避免传统反推控制中计算膨胀和控制器饱和问题，并针对滤波误差设计补偿信号。考虑系统运行过程中参数的变化和系统未建模部分的影响，引入投影自适应算法提高系统的动态性能，并确保自适应估计值是有界的。同时为提高系统的鲁棒性，引入积分滑模控制，利用李雅普诺夫方法证明了系统的稳定性。仿真结果验证了所设计控制器的有效性。与传统PI控制、指令滤波反推控制器相比，所设计控制器具有更好的响应速度和鲁棒性。

摘要:针对传统风电功率预测方法难以满足精细化、动态化建模要求，存在易陷入局部最优等问题，提出了基于聚类分析和混合自适应进化算法(KHEA)的风电功率智能预测方法。首先，采用K均值聚类算法对全年风速和功率数据进行聚类，剔除不合理的数据。然后，采用小波变换(WT)识别功率数据的行为特征，获得解构序列集，进而建立BP神经网络模型对未来时间段的功率解构序列进行预测。为减少预测误差，采用进化粒子群算法(EPSO)对模型的权值和阈值进行调整和优化，实现EPSO进化特性与神经网络自学习能力的功能互补。最后，运用逆小波变换对预测序列进行重构，获得最终的功率预测值。运用中国南方某风电场数据开展仿真实验，并与其他模型进行对比，表明KHEA具有更高的风电功率短期预测精度和可靠性，为提高风电功率预测精度和优化调度管理提供了新的技术方案。

摘要:电力系统稳定器(Power System Stabilizer, PSS)是抑制电力系统低频振荡的主要手段。提出选择反向运算灰狼优化(Selected Opposition-Based Grey Wolf Optimizer, SOGWO)算法对PSS进行参数优化。首先，选择典型的PSS实现类型，并设置优化过程的目标函数。其次，利用选择反向学习算法加快搜索速度，增强灰狼算法的全局搜索性能。最后，应用IEEE四机两区域系统模型验证所提方法的有效性。此外，分别对PSS参数进行PSO、GWO、SOGWO的100次优化，由统计出的阻尼比最大值、最小值、平均值以及标准差数据可知：三种优化算法均能较好地避免陷入局部最优并快速收敛，而SOGWO优化PSS参数的鲁棒性更好。

摘要:近年来，氢燃料电池等新能源并入微电网得到了人们广泛的关注。提出一种采用虚拟同步机技术的氢燃料电池发电系统。首先建立了氢燃料电池数学模型，分析了其电压输出特性和功率特性。在此基础上设计了两级变换器式并网控制系统。在虚拟同步机控制中，针对功率外环中一阶滤波器低频特性影响系统稳定性和动态性能的问题，在原有滤波器的基础上引入陷波滤波器进行优化补偿。最后，利用Matlab/Simulink进行仿真，对比优化前后滤波效果，并对网侧电压、电流总畸变(THD)进行仿真测试，验证了优化后的滤波器及控制系统的有效性和可行性。

摘要:为了更好地解决离网型微电网的“源-荷”匹配问题，减轻以往能量管理过多依赖预测信息的弊端，在对储能电池SOC状态的变化趋势研究和工程实践的基础上，针对不同运行方式和运行场景，采用了基于专家规则的控制策略，充分利用微网能量管理系统的一体化数据采集和处理，保证能量管理可以依据储能SOC所属区间，按照事先制定的策略表，进行微网的稳态功率调控。在实际工程应用中，合理地设计了功率控制的控制网络，保证控制的快速性和准确性。该控制方法实现了光伏、风电、蓄热锅炉的功率自动控制，提高了离网型微电网稳态“源-荷”平衡控制的准确性和鲁棒性。

摘要:首先介绍MMC整流的原理和拓扑结构。建立数学模型，并以其中一相A相为例进行分析，直观地分析其工作原理。分析CPS-SPWM的工作原理，基于CPS-SPWM对MMC整流进行调制。其次在Matlab/Simulink中搭建仿真模型。在综合控制上，首先给出整个控制流程图，然后分别介绍了电流电压内外环闭环控制，保持桥臂电压平衡控制以及子模块电容电压的稳压控制的原理及控制方法。最后建立环流产生的数学模型，详细分析环流产生的原理。针对环流的特点，搭建环流抑制控制器。仿真结果表明，控制策略能够完成对系统的控制，环流抑制控制对环流有很好的抑制作用。