摘要:基于“磁通-电感”映射关系，利用研究提出的零模涌流等值电路对高阻抗变压器(含高压内置型、低压串抗型)和普通变压器的零模涌流特性进行了物理机理的阐释。参照实际变压器研制了三种变压器的物理模型，构建了动态模拟试验系统。通过动模试验分析比较了剩磁(分闸角)、合闸角、电压、副方绕组接线方式、变压器类型等因素对零模涌流特性的影响，验证了机理阐释的正确性。为抵御高阻抗变压器零模涌流引起零序保护误动的风险，提出了调压绕组内置、分合闸角度匹配和二次谐波制动等应对方法。

摘要:双馈风电场并网运行时,容易发生次同步振荡事故。搭建了双馈风电场经串联补偿电容并网的系统模型，并用Nyquist稳定性判据分析了影响双馈风电场次同步振荡的主要因素。在此基础上，提出了一种基于定子侧模拟电阻的次同步振荡抑制策略，以增强次同步频带下的电气阻尼。时域仿真结果表明该方法能够有效抑制双馈风电场并网系统中的次同步振荡现象，提升系统的稳定性。相较于传统的抑制方法，所提方案无需任何附加装置，便于工程实际应用。

摘要:特高压直流输电系统具有强非线性。采用小波变换方法的传统直流输电线路行波测距原理在实际工程中存在适应性问题。现阶段行波测距技术存在行波到达时刻与行波波速难以有机统一的问题。针对此问题，提出一种考虑强非线性系统和波速变化特性的特高压直流输电直流线路故障测距方法。从测距方法的适应性角度出发，提出非常适合暂态信息处理的改进的希尔伯特-黄算法，利用该算法可准确标定故障初始行波波头。从测距精度角度出发，分析故障行波波速变化特性，发现线路参数的频变特性和行波波头的衰减造成行波波速与故障距离呈非线性关系。据此提出神经网络算法，利用该算法将不必计算行波波速便能实现故障测距。大量仿真结果表明，该测距方法在不同故障距离和不同过渡电阻下的测距精度较高，鲁棒性较好。

摘要:局部阴影遮挡(Partial Shading Condition, PSC)使得最大功率点追踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)的追踪速度和精度难以得到保证。对布谷鸟搜索算法(Cuckoo Search Algorithm, CSA)和自适应变步长的改进扰动观察法(Improved Perturbation and Observation, IP&O)进行了研究并应用到光伏的MPPT控制中。利用CSA出色的全局搜索能力快速收敛到全局最大功率点(Maximum Power Point, MPP)附近，然后利用IP&O出色的局部搜索能力快速、准确地收敛到MPP。最后设置了几种光照情况进行仿真，并用扰动观察法和粒子群(Particle Swarm Optimization, PSO)方法进行对比。通过仿真验证了所提出的方法具有更快的追踪速度和更高的精确度。

摘要:高压直流输电系统连续换相失败是引发交直流混联电网连锁故障的重要诱因。谐波造成的电压波形畸变导致换相面积减少，是引发连续换相失败的重要因素。现有换相失败抑制方法研究主要是针对换相电压工频幅值下降，缺乏对谐波影响的考虑。针对该问题，分析了谐波对连续换相失败的影响机理，计算了谐波对关断面积的影响因子，提出了一种考虑谐波的关断角整定值定量计算方法。所提算法在换相失败期间提高关断角控制器的指令值，提高后续阀组的关断裕度，抑制连续换相失败的发生。最后通过电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC进行验证。算例仿真验证了所提方法的有效性。

摘要:在电力系统中采用UPFC装置可以调节线路潮流分布以及改善经济成本，因此在输电线路规划中，UPFC优化配置问题有比较高的研究价值。在UPFC直流潮流模型基础上，忽略功率损耗和无功功率，以发电机的经济成本作为目标函数建立UPFC优化配置数学模型，并采用Big-M法对其非线性潮流方程进行处理。将混合整数非线性规划问题转化为适应更多求解器的混合整数线性规划问题，对统一潮流控制器在线路中的安装位置和容量进行寻优。在Matlab中利用算例进行仿真计算，验证了该模型和策略的正确性和有效性。

摘要:当系统出现小干扰稳定问题时，采用在线校正控制的方法可以避免事故进一步扩大。基于小干扰稳定约束最优潮流(Small-Signal Stability Constrained Optimal Power Flow, SSSC-OPF)，提出了一种校正控制的调度方法。根据混成自动控制理论，通过多次事件驱动控制使系统在经济性和安全性上趋优。由于该方法生成控制指令只需一次优化计算，因此决策速度快，提高了系统危急情况下调度控制的时效性，突破了其他方法无法实用化的效率瓶颈。WSCC-9、IEEE-39和IEEE-145三个系统的仿真结果表明:所提方法计算效率高，控制效果好，应用前景广阔。

摘要:针对高压直流输电工程中换流变压器零序差动保护误动的案例，分析了特高压换流变中性线上电流互感器在长时间单极-大地运行伴随交流系统高阻故障工况下饱和机理。采用基于工程实际参数的特高压直流输电模型进行仿真分析，揭示换流变零序差动保护误动原因。并根据区内、外故障时保护两侧自产零序电流和中性线零序电流极性差异，提出一种基于S变换相位差的换流变零序差动保护闭锁新判据，以解决特殊工况下换流变零序差动保护误动的问题。通过仿真验证该判据的有效性。

摘要:直流故障后系统动态过程持续时间较长，计算中长期频率响应需要计及锅炉的动态。首先推导了直流受端系统的低阶频率响应模型，简要介绍了火力发电厂锅炉及机炉协调控制系统的工作原理。其次，提出采用非机理建模方法建立描述发电机机械功率－频率特性的传递函数模型。进行负荷扰动试验，量测并记录系统频率及发电机机械功率偏差量。在此基础上，应用功率谱及最小二乘法辨识模型参数，对负荷扰动试验时的扰动信号、样本选取等进行了讨论。最后，将该方法应用于含直流落点的IEEE3机9节点系统，计算了直流闭锁后受端系统的中长期频率响应，验证了基于辨识模型计算方法的有效性。

摘要:为了准确分析饱和铁心型超导故障限流器性能，根据参数设计要求建立了限流器三段式数学模型。研究了其在不同工作区间的静态特性以及在短路限流过程中的阻抗变化。在单机系统无穷大系统中，针对限流器阻抗变化将故障过程细分为不同阶段分析其对暂态稳定造成的影响。通过PSCAD仿真发现，串入固定感抗模型与限流器模型后极限切除时间分别为0.31 s和0.21 s。结果表明限流器具有较好的限流作用，提高了系统的暂态稳定性，且该模型能得到更准确的极限切除时间。

摘要:监测变电站中继电保护装置的实时状态对避免设备损坏或故障，维持电网稳定运行有重要意义。传统的状态监测依赖于定期的人工检查，在耗费大量人力的同时，也难以做到不间断实时监测，且检测精度容易受到主观因素的限制。针对这一困境，提出基于深度神经网络与计算机视觉技术的变电站继电保护设备状态监测技术。利用平移变焦摄像机拍摄的变电站实时画面，首先进行图像去噪，并利用图像相关性进行图像配准。根据尺度不变特征变换(Scale-Invariant Feature Transform，SIFT)描述，使用深度神经网络进行图像分类，识别出设备的状态。同时，提出一种对标准图像配准框架的修改方案，使得算法在不同光照条件下具有更高鲁棒性。在实际应用中，该算法可以达到超过99%的检测准确率，大幅提升了变电站的安全性。

摘要:随着风电规模的快速增长，其消纳问题日益突出，直流电网结合储能技术能为风电大规模消纳提供一定技术支撑。以典型日下储能日化投资、火电机组运行成本与弃风惩罚成本之和最小为目标，提出了一种直流电网储能容量规划模型。模型综合考虑了火电机组、电池储能、抽蓄机组的协调运行，为非凸非线性模型，无法通过求解器直接求解。采用分段线性化、大M法及锥松弛等手段将模型转化为等效的二阶锥规划模型，可调用CPLEX求解器获得模型的全局最优解。最后，以风电汇集的多端直流系统为例进行仿真验证，结果表明配置的储能可提高系统风电消纳能力，降低系统运行成本，验证了所提模型的有效性。

摘要:针对大规模并网风电出力的随机性、波动性以及反调峰特性给电网调峰和调度带来的影响，采用含储热的光热发电系统与风电联合运行的调度策略。利用光热与风电出力的互补性及储热的可调度性平抑风电出力波动，减小电网负荷峰谷差，降低火电调峰的成本，减少弃风。基于光热电站的运行机理分析，建立光热-风电联合系统的电网调度模型。采用粒子群算法对模型进行求解，实现经济调度的优化。通过仿真算例分析验证调度策略及模型的可行性和合理性。

摘要:为了增强变电站二次测试智能化水平，提高测试效率，提出了一种基于智能语音识别的电力二次测试系统。采用一种针对电力专用词库的二次语音识别引擎，设计了基于离线识别模式的嵌入式测试系统。在实验室与现场，利用该系统分别实测了智能终端、保护装置、合并单元等设备。实测结果表明，电力专用词汇语音识别引擎提高了整体识别率和稳定性，且该测试系统的语音操控能够准确无误地完成整个测试过程，增强了电力二次测试仪的操控性、灵活性和易用性。

摘要:电力骨干通信网抗毁性分析对于评价电力通信网络的生存性能，制定网络的保护策略具有重要的意义。结合复杂网络异构性，基于电力骨干通信网拓扑结构，构建了网络节点差异性矩阵。依据电力通信的业务特点，将链路传输流量作为链路的权重，构建了网络链路差异性矩阵。融合节点及链路差异性定义了节点重要度及电力骨干通信网的结构熵。以一个实例网络对网络的节点重要度及蓄意攻击下以结构熵为指标的网络抗毁性进行了仿真分析，结果表明了所提方法的合理性和有效性。

摘要:针对当前日益突出的电力系统网络安全问题，尤其是较容易接近的孤岛式微电网，在基于公钥密码系统的双方密钥协商协议基础上，设计了孤岛式微电网密钥协商协议。在该微电网中，考虑到监测终端的覆盖范围广、深的要求，采用NB-IOT技术进行通信。然后对该密钥协商协议进行了安全性分析、关键代码的实现与仿真。在大量的实验数据分析下得出密钥协商三个阶段分别只需要40 ms、23 ms和4 ms的计算时间，证明了该协议可以高效快速地实现双方的身份认证与密钥的协商，防止数据篡改、重放、伪造等攻击。

摘要:为了建立较为精确的风电场等值模型，提出了一种基于主成分分析法的直驱式风电场分群方法。首先对直驱式风电机组进行建模和分析，得到了表征风电机组运行状态的全部状态变量。然后利用主成分分析法提取了3个主导变量，它们代表了全部状态变量90%以上的信息，可较准确地反映机组的运行点。最后为了进行对比分析，在算例中分别以3个主导变量和风速为分群指标进行分群计算，并在Matlab/Simulink平台上搭建了风电场的详细模型、以主导变量分群的等值模型及以风速分群的等值模型。通过比较三种模型在风速波动及电网故障情况下动态特性的仿真结果，验证了所提分群方法的正确性及较高的精确性。以该方法分群建立的风电场等值模型的精确性较高。

摘要:为了监视电动式高压隔离开关合闸状态，采用图像识别方法对高压隔离开关是否合闸进行监测，确保检修人员的安全。提出了一种融合NSCT和二维最大熵分割方法对图像进行分割，并提取出感兴趣区域(闸刀)。再通过像素积分投影法对闸刀分合闸情况进行特征提取，将提取到的特征值导入BP神经网络中进行训练，得出一个能够自动识别闸刀位置的分类器。将采集的图片导入BP神经网络分类器中进行识别实验论证。实验表明，处理后的图像抗噪能力强，训练出的BP神经网络对闸刀合闸状态的识别率高，达到95%以上。

摘要:电网电压不平衡条件下系统的输出功率和电流质量是并网逆变器的主要关注指标。首先对两种控制目标下对应的参考电流进行量化分析。在此分析的基础上，提出一种功率波动抑制与电流平衡协调控制策略。该控制策略采用降阶谐振器提取参考电流中的谐波信号，利用一个权重系数调节参考电流中谐波分量的大小，基于无差拍电流控制实现提出的策略。该方法无需使用锁相环和正负序分离模块，利用瞬时电压计算电流参考值，简化了控制结构。通过Matlab/Simulink仿真和RT-LAB半实物实验平台，验证了控制策略的有效性和可行性。

摘要:针对当前智能变电站的虚端子表设计过程繁琐、智能性不高问题，为提高虚端子设计的自动化，设计了智能变电站虚端子辅助自动设计软件系统。利用以往SCD构建了历史数据库，以历史关联设备对及其虚连接为参考，研究了基于IED信息和共同关键词的目标设备对的准确匹配与查找方法，给出目标设备的目标虚连接的模糊匹配方法。研究了在历史数据库中查找目标关联对、与当前待设计IED的虚端子模糊匹配、自动生成参考的虚连接等技术，提供了界面上手工拖放修改虚连接、复制设备与间隔的虚连接等功能。通过实际变电站的设计应用，验证了本系统的有效性，提高了虚端子设计的智能性和工作效率。

摘要:为了体现智能变电站高度信息化的优势,针对智能化继电保护装置，研究了一套智能变电站继电保护设备自动测试系统。在测试过程中引入信息融合技术，可实现自动更改测试参数、投退软压板以及写控制字，自动获取二次设备的动作信息、判断二次设备响应的正确性并生成符合电力行业要求的综合测试报告，构成完整的闭环测试。应用结果表明，该自动测试系统优化了测试流程，同时提供了新型的非人力所及的测试方法，从而提高了测试的效率和准确度。

摘要:大规模风电接入弱交流系统、经高压直流输电线路或带串联补偿的交流输电线路外送时可能诱发电力系统的次同步振荡，造成大量风机脱网及相关设备的损坏。针对该问题，通过监测联络线有功功率振荡波形，并引入一种简单有效的方法来辨识次同步振荡。采用指数函数对次同步振荡的振幅进行拟合，确定次同步振荡的振荡模式及发散速率，并设计了振荡发散速率与风电机组切除台数的对应关系。最终，提出了次同步振荡下风电场三轮切机策略。理论分析和基于PSCAD的仿真结果表明所提风电场切机策略能有效抑制次同步振荡，保障电网的安全稳定运行，并可在次同步振荡下最大程度保存风电机组，提升风电消纳能力。

摘要:被动式反孤岛保护在现场应用广泛，但存在较大的动作死区，无法完全区分孤岛效应与暂态电压跌落，因此反孤岛保护无法与光伏的低电压穿越控制形成有效的配合。针对一起配电网孤岛案例，分析了孤岛产生的机理，对基于电压和频率检测的被动式反孤岛保护的适用性进行了评估。通过建立基于PSCAD的光伏孤岛仿真模型，分析了从故障发生到孤岛产生的过程中电压和频率的暂态特性，揭示了现场保护动作特性与孤岛效应的关系，给出了基于传统配电网的保护应对建议。

摘要:当电网结构存在隐患时，易因事故诱发系统失步振荡。阻抗角失步解列判据作为应用最广的失步判据，其优势十分明显，同时也存在一定缺陷，即在短路暂态过程中易发生误判。通过对典型视在阻抗角判据理论的深入研究，提出一种采用电压包络线上沿门槛作解锁条件的判据改进方案。该方案能严格区分短路与失步过程，提升视在阻抗角失步判据对特定工况及新型电网结构的适应性。最后在PSCAD/EMTDC中通过简化的实例模型验证改进判据的有效性。