摘要:同步相量测量应用于配电网高级应用中是近年来的研究热点。针对配电网同步相量与智能电表的混合量测问题，提出一种以支路电流为状态变量的配电网状态估计方法。该方法在含分布式光伏接入的配电网中，将微型同步相量测量单元(Micro-Synchronous Phasor Measurement Unit, μPMU)和智能电表量测数据进行等效变换，实现异构数据支路电流幅值量测误差最小。首先，基于混合量测系统，推导三相量测方程模型。然后，运用加权最小二乘法实现了三相支路电流的状态估计。所提方法适用于三相不平衡、多分支电流量测的配电网。最后，通过对含分布式光伏的IEEE 37节点系统进行仿真，验证了方法的有效性。

摘要:针对各种非线性负荷接入混合微电网导致交流母线电能质量恶化、交直流混合微电网电能需要双向流动的问题，提出一种虚拟APF拓扑结构及其控制策略。通过采用瞬时功率理论，设计了恒功率控制系统。依据交直流混合电力系统功率需求，控制虚拟APF灵活工作在有源电力滤波、整流和并网逆变三种工作模式。在实现直流微网与电力系统之间功率双向流动的基础上，对交直流混合微电网系统中谐波进行治理，提高了接口变流器的利用率，降低了系统运行成本。仿真验证了所提虚拟APF拓扑结构及其控制策略的正确性及可行性。

摘要:大规模海上风电场一般采用基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)的高压直流输电送出，然而风电场与MMC联接后可能因部分控制参数不合理而导致失稳。针对此问题，首先建立了混合型风电场经MMC-HVDC送出系统的小信号模型，混合型风场同时包含双馈与直驱两种机型。采用特征根法研究系统的振荡模式，研究表明风电场锁相环与MMC电压控制环产生交互影响并形成弱阻尼振荡模式，MMC电压外环控制比例系数对该振荡模式影响很大，比例系数越大系统越稳定，当比例系数过小时会导致系统出现低频振荡。系统的小信号模型与理论分析结果均通过PSCAD/EMTDC仿真进行了验证。该研究成果可为实际工程中风电场经MMC-HVDC送出系统的控制参数合理选择提供参考。

摘要:针对传统基于单时间断面的恢复供电策略难以长时间保持负荷恢复期间的电气孤岛稳定运行问题，提出了一种主动配网多时段动态恢复供电策略。通过引入可控负荷，提高了电网重建的效率和恢复期间负荷的运行稳定性。此外，针对主动配电网负荷动态恢复模型变量过多、难以求解的问题，提出一种启发式孤岛动态调整算法。仿真结果验证了所提策略的可行性和优越性。

摘要:随着电力负荷的高速增长，近年来我国低电压问题日益突出，研究一种能够保证其综合效益的低电压综合治理策略具有重要的理论和实际意义。针对该问题，提出了一种基于安全效能成本(Safety Efficiency Cost, SEC)和改进信息间隙决策理论(Information Gap Decision Theory, IGDT)的配电网低电压综合治理方法。首先，以线路改造、无功补偿、变压器调压以及新建变电站为治理措施，构建了安全效能成本指标的数学表达式。然后，考虑负荷预测误差的不确定性，提出一种改进的信息间隙决策理论。以全寿命周期成本最小为目标，在满足安全指标和电压偏差指标的预期目标以及投资预算限制的情况下，构建基于改进IGDT的低电压综合治理双层鲁棒模型。最后提出了一种针对该规划模型的求解算法。仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。

摘要:设计了一款新型自适应分数阶比例-积分-微分(Adaptive Fractional-Order Proportional-Integral-Derivative, AFOPID)控制，以实现永磁同步发电机(Permanent Magnetic Synchronous Generator, PMSG)的最大功率追踪(Maximum Power Point Tracking, MPPT)。首先，将发电机非线性、参数不确定性、未建模动态以及随机风速聚合成一个扰动，并通过高增益状态-扰动观测器(High-Gain State and Perturbation Observer, HGSPO)对其在线估计。随后，采用分数阶PID(Fractional-Order Proportional-Integral-Derivative, FOPID)控制对该扰动估计进行完全补偿，以实现不同工况下全局一致的鲁棒控制性能。AFOPID控制较传统PID控制而言具有更出色的MPPT性能，且其无需精确的PMSG模型，仅需测量d轴电流和机械转速，易于实现。通过阶跃风速和随机风速两个算例，对AFOPID的控制性能与PID控制、FOPID控制和反馈线性化控制(Feedback Linearization Control, FLC)进行了对比。仿真结果验证了AFOPID控制的有效性和鲁棒性。

摘要:当智能站继电保护二次回路存在故障时，故障元件难以快速、有效地被识别。为此，提出一种智能站保护二次回路故障诊断方法。首先，根据SCD文件建立二次回路的物理回路和虚回路模型，确立它们的映射关系。其次，利用举证表法获得故障二次回路的可疑故障元件集合。然后，利用改进D-S证据理论对可疑故障元件集合中的元件进行评估，获得各元件导致回路故障的概率，实现故障元件定位。最后，算例分析表明该方法能够解决元件自检告警证据冲突过大的问题，准确识别故障元件，对继电保护运维工作具有参考价值。

摘要:随着电网规模不断扩大，作为电网的支撑网络，电力通信网络的结构变得更加复杂且脆弱。预先识别和保护电力通信网中的重要节点是降低网络脆弱性的有效方法。为了全面地分析电力通信网中的节点，从网络中节点的局部信息、全局信息以及节点承载的业务重要度量化节点的重要性，提出一种基于多属性决策的电力通信网节点重要性计算方法。该算法首先根据各节点指标计算指标熵值以及指标之间的肯德尔系数，确定指标权重，结合多属性决策方法得到节点指标贴近度，进而得到各节点的实际重要度。最后根据不同节点重要度计算方法，分别攻击小型电力通信网、传统复杂网络、市级电力通信网中的节点，分析对网络指标的影响，证实该方法的合理性。

摘要:低压减载是电力系统安全稳定第三道防线的重要组成部分，而减载方案是低压减载的重要研究内容。感应电动机是造成电网电压崩溃的主要因素，也是低压减载的主要负荷。基于配电网及感应电动机有功特性、无功特性、转子运动方程等在Matlab搭建模型进行时域仿真分析。结果表明低压减载后的电网存在感应电动机的自起动过程，且以感应电动机为减载对象时，自起动的最大允许量与最小减载量有紧密联系。从而提出一种基于节点电动机最大自起动量的减载量整定计算方法以及减载策略。即通过不同初始转速下的节点电动机最大自起动量计算出每轮减载量，考虑减载速度对电压稳定性的影响，可在每轮减载中引入基于电压变化率的加速判据，实现有选择性地加速切除负荷。最后对传统减载策略和所提减载策略进行对比仿真，验证了所提减载方案在保证节点电压快速稳定的同时可实现对减载量的有效控制，从而保证了系统和重要电动机负荷的安全稳定运行。

摘要:反时限过流(Inverse-Time Overcurrent, ITOC)保护因其动作时间能跟随故障电流大小变化而变化的特性在中低压配电网中广泛应用。根据反时限过流保护的整定原则，其动作速度易受系统运行方式、故障类型及线路级数影响。另外，分布式电源(Distributed Generation, DG)的广泛接入也对反时限过电流保护的选择性和速动性带来不利影响。针对上述问题，首先阐述了反时限保护的基本原理及其存在的动作延时过长的问题，并分析了DG接入对反时限过流保护的影响。根据不同位置故障情况下测量阻抗的变化特征，提出了一种基于阻抗修正的反时限过流(Impedance Correction Based Inverse-Time Overcurrent, ICITOC)保护新方案。该方案采用测量阻抗百分比及阻抗修正指数对反时限特性曲线进行修正，可在保证上下级保护配合关系的前提下，最大程度加快保护的动作速度。理论分析和基于PSCAD的仿真结果验证了所提反时限过流保护新方案的正确性及有效性。

摘要:针对电力系统中操作复杂、效率低下和存在安全隐患等倒闸操作问题，设计出一种带负荷的电力系统柔性倒闸调节器。该装置主要是调节两个独立分列运行的配电母线电压，使两母线间产生逐渐变化的潮流，最终实现两母线电压趋向相等实现并列运行。设计了柔性倒闸装置的数学模型及拓扑结构，运用abc-dq变换进行前馈解耦的电流内环控制和PI调节的电压外环控制。通过Matlab/Simulink仿真验证了控制策略的快速性及准确性，能够保证用户用电可靠性及提高倒闸操作效率。

摘要:针对含分布式电源的配电网产生的电压骤降、短路、高斯噪声以及电源产生的谐波输出等一系列问题，提出了一种精确判断扰动源位置的方法，旨在提高电能质量水平。根据分布式发电机配电网的拓扑结构和电能质量监测信息，利用离散小波Mallat变换提取高频扰动的分量，根据高频扰动能量的正负对扰动的方向进行判断。同时采用遗传算法，利用高频扰动能量来设置扰动权重因子，突出强信号在定位过程中的作用，从而对扰动源进行精准定位。仿真结果表明，此方法准确性比较高且容错性较好，对电能质量监测仪的安装位置和个数方面，也具有指导意义。

摘要:以提高磁耦合谐振式无线电能传输系统的传输效率为目标，对系统多参数匹配问题进行优化，使得无线电能传输系统整体工作在最佳状态。利用Matlab仿真软件对影响磁耦合谐振式无线电能传输系统效率的频率、传输距离、负载阻值3个关键参数进行研究。然后以提高系统传输效率为目标，利用自适应粒子群优化算法，寻找这3个关键参数的最优匹配值。最后对自适应粒子群优化算法进行仿真，得到了最优解对应的参数值。仿真结果证明该方法的有效性，研究对磁耦合谐振式无线电能传输系统的效率优化有指导意义，具有一定的实用价值。

摘要:针对智能用电环境下负荷随机性强、短期电力负荷预测精度差、计算时间长等问题，提出了一种结合改进果蝇优化算法IFOA和广义回归神经网络GRNN的预测方法。模型的输入因子为负荷数据和气象信息等。通过改进果蝇优化算法的搜索距离，增强其搜索能力，优化广义回归神经网络 的平滑因数，提高预测的网络性能和精度。通过仿真验证预测方法的准确性和有效性。结果表明，改进后的方法可以减小预测误差，提高算法的稳定性。该研究为我国电力负荷预测的发展提供了参考和借鉴。

摘要:随着电力系统负荷及网架的日益发展，由系统潮流分布不均而引起的输电阻塞问题越来越严重，极大地制约了电力系统的输电能力与效率。利用FACTS设备提升电力系统输电能力相较于传统方案具有占地面积小、可控性高等多方面的优势。UPFC与IPFC作为先进的第三代FACTS装置，在潮流调控方面均有着突出的应用优势。因此有必要对两者在提升系统输电能力方面进行技术经济比较研究，用以指导实际工程的解决方案选择。首先基于附加功率注入法分别对UPFC及IPFC进行稳态建模，推导了其数学表达式。之后以江苏南通西北片电网为例，将所建模型应用于实际电力系统，计算结果显示两者均能大幅提升系统输电能力以及安全可靠性。最后在多种工况下对这两种解决方案进行了技术经济比较分析，结果表明IPFC相较于UPFC而言在潮流调控方面的作用更为全面与突出。

摘要:针对光热-光伏系统无功控制问题，提出一种基于模型预测控制MPC (Model Predictive Control)的多时间尺度无功优化控制策略。在日前优化同步发电机与光伏逆变器无功出力的基础上，日内采用基于MPC的滚动优化及反馈校正控制思路，利用动态无功补偿设备控制母线电压。通过基于灵敏度的电压预测模型，预测未来多个时刻电压运行状态。在此基础上，以未来多个时刻预测电压控制偏差最小为优化目标，建立日内滚动优化模型，得到动态无功补偿设备的无功控制计划，并通过电压控制偏差反馈校正，完成日内无功电压的模型预测控制。以中国敦煌地区光热电站与光伏电站所组成联合发电系统为仿真算例，通过与传统多时间尺度无功优化控制策略对比，验证该控制策略在提高系统汇集母线电压和光热、光伏电站PCC母线电压的稳定性的可行性与有效性。

摘要:模块化多电平的直流输电系统(MMC-HVDC)换流变压器阀侧中性点采用大电阻接地。任何一换流站阀侧发生单相接地故障后，导致两个换流站的中性点电流幅值和相位均相等。两个换流站都触发中性点过流保护元件动作，无法准确定位故障位置，对后续的柔直检修工作带来极大困扰。针对此问题，深入分析了阀侧单相故障产生的故障电流通道机理，指出一条放电回路为非全相放电通道，结合柔直的平衡性控制特点，该通道即不可控制通道；另一条零序放电回路为故障放电通道。提出了在一侧换流站增加零序补偿策略，该策略在原调制电压上叠加零序电压，导致两换流站中性点电流出现差值而实现故障准确定位。新策略不增加任何测量装置，简单可靠，易于实现。最后通过RTDS试验平台验证所提策略的正确性。

摘要:对基于LLCL滤波器的并网逆变器采用有源阻尼法与无源阻尼法相结合的混合阻尼控制，能很好地抑制系统谐振峰处和开关频率处谐波。首先，分析了LLCL滤波器无源阻尼法和有源阻尼法的特性以及两种方法对系统谐振峰处增益与开关频率处增益的影响。其次，将两种方法进行了对比，得出了LLCL滤波器混合阻尼参数的设计方法。最后，通过三相并网逆变器的仿真与实验，对提出的混合阻尼参数设计方法及控制策略进行验证。

摘要:为了解决小电流接地系统中单相接地故障选线困难的问题，经过现场调研分析了现有选线方法无法有效地检出和切除故障相的原因。然后对小电流接地系统单相接地故障的特征和选线原理进行了深入的理论分析，并对小电流接地选线方法进行了阐述。在此基础上提出了基于半波傅氏算法的接地保护原理，建立了基于半波傅氏算法的动作判据算法模型。根据动作判据，设计了小电流接地系统单相接地故障选线系统，并对系统的硬件部分进行了选型。

摘要:张北柔性直流电网示范工程(简称张北工程)将建成世界上首个柔性输电直流电网。不同于以往的多端直流工程，张北工程采用直流断路器对线路故障进行隔离。四端口字型网架结构为潮流提供迂回和备用通道，极大地提高了工程运行的灵活性和可靠性，形成了真正意义上的直流电网。根据张北工程各个换流站所连接交流系统的特点，研究并提出了针对该工程的控制系统架构和协调控制的相关功能，以及有无站间通信方式下具体的控制策略。通过闭环RTDS实时仿真验证了该策略的可行性和合理性。

摘要:为增强神经网络对变压器故障诊断的能力，同时避免蜂群算法出现局部最优和易早熟，提出一种改进自适应搜索策略蜂群优化算法。该方法通过自适应调整种群更新步长来协调蜂群算法的全局和局部搜索能力，避免出现局部最优状况，同时引入Levy变异因子提高局部搜索的性能。利用改进的蜂群算法优化BP神经网络权值和阈值，通过反复迭代算法，直到达到目标精度要求。该方法以变压器数据为依据进行测试。仿真结果表明，改进后的方法收敛速度更快、判别故障准确率更高。

摘要:电气化铁路外电源短路容量日益增大，牵引供电系统的回流具有特殊性。在高土壤电阻率地区，牵引变电所主接地网的设计成为难题。提出衡量接地水平的指标主要为接触电势、跨步电势、接地电阻、地电位升。针对典型土壤结构，分析对比中心扩网、延伸扩网、射线扩网、深井等主流降阻措施。通过大量的CDEGS平台仿真数据分析，总结出每一种降阻措施对接地指标的具体影响因素。通过对比措施的优劣，找出接地网降阻的规律，推荐最佳的方案。所用仿真参数为牵引变电所主接地网工程设计提供基础，验证了方案的正确性与可行性。