摘要:在低碳电力的背景下，需求侧资源逐渐参与电力系统调度，为降低电力系统碳排放提供了新思路。建立了一种考虑碳排放流理论和以碳价为价格信号的需求响应电力系统两阶段低碳优化调度模型。首先，以电力系统经济调度为一阶段优化模型。其次，基于Shapley值碳责任分摊方法，计算出各负荷侧碳责任合理范围并由此提出阶梯碳价定制方法，然后基于碳排放流理论计算出负荷侧碳排放责任情况及碳排放成本。再次，构建以碳价为信号的需求响应低碳优化调度为二阶段优化模型，利用负荷侧调节能力降低总碳排放量，从而降低负荷侧碳排放成本。最后，基于改进的PJM-5节点系统分别对全火电机组场景和含风电机组场景进行算例分析，通过仿真算例对不同场景下系统的碳排放量以及碳排放成本进行了分析。同时，在IEEE-118节点系统中进行验证，结果表明所提出模型合理计算了碳排放责任，有效降低了系统碳排放量，验证了所提模型的合理性和可行性。

摘要:直流跨区输电成为当前新能源发电快速发展背景下新能源电力消纳和资源优化配置的有效手段之一，但风力发电的不确定性也给跨区直流电网的决策调度带来困难。利用模糊参数对风电的不确定性进行描述，以可信性测度为理论依据，形成模糊机会约束，建立了计及风电预测不确定性的跨区域日前调度模型。求解时将模糊机会约束清晰化，降低了模型的求解难度，并使用混合整数线性规划方法求解。算例分析表明，相比传统的确定性模型，该方法更能反映风电预测不确定性对直流跨区输电决策的影响，验证了该模型的有效性。

摘要:提出了一种基于SAPSO-BP(模拟退火粒子群优化BP神经网络)和分位数回归的光伏功率区间预测方法。首先给出一种动态SAPSO-BP算法对光伏出力进行预测，该方法考虑BP的局部极小化和粒子群的早熟收敛等问题，能优化BP的参数设置，提高光伏功率的预测精度。在光伏功率确定性预测的基础上，通过分析不同天气类型下SAPSO-BP模型的预测功率误差。最后根据不确定天气因素建立分位数回归模型，实现对光伏输出功率的波动区间分析。该模型无需假设光伏预测功率误差分布，且计算方法简单，可提供在任意置信水平下，光伏预测功率的波动范围，为电力系统调度决策、运行风险评估提供更加丰富的信息。

摘要:架空线MMC-HVDC是大规模风电友好型并网和可靠送出的有效手段。针对架空线故障率高的问题，采用对称双极接线方式和具备故障阻断能力的混合型MMC是其主要解决方案之一。基于此方案提出了风电经双极混合型MMC-HVDC并网的直流故障穿越协调控制策略。通过混合型MMC零直流电压控制实现了故障电流的有效阻断，并维持了故障极MMC对交流电压的支撑能力。基于对称双极接线方案运行方式灵活的特点，根据故障极功率能否被非故障极完全吸收，分别提出了自吸收和非自吸收工况下非故障极MMC的控制策略及其参数调整原则。并基于风电场频率响应能力设计了无需通信的精确减载控制策略，以实现非故障极MMC满载运行，在维持系统安全稳定运行的同时降低对受端交流系统的影响。最后，基于Matlab/Simulink搭建并网系统模型，验证了所提直流故障穿越协调控制策略的有效性。

摘要:时域仿真是研究电力系统暂态稳定性的重要手段。该方法主要涉及微分代数方程(DAE)的数值求解。目前，电力系统暂态稳定性仿真最常用的方法是先用隐式梯形法离散常微分方程，再用拟牛顿法求解非线性方程组。对于大规模电力系统，这种仿真方法非常耗时，因为在每一步的积分过程中通常需要多次迭代。提出了一种基于Kahan方法的数值方法来实现快速的暂态稳定性仿真，其中电力系统的机电暂态特性由二次微分代数系统描述，然后用Kahan方法求解DAE的非线性方程。基于Kahan方法提出的仿真方法是线性隐式的，可以通过求解单个线性系统来计算每个时间步长的积分。因此，它比现有方法具有更好的计算效率。在5机18节点系统和IEEE145节点系统上进行的研究证实了该方法的有效性。

摘要:传统的经验性概率分布描述分布式光伏出力的不确定性难以准确获取概率分布参数。为此，提出一种基于Kullback-Leibler散度的分布鲁棒优化方法来评估配电网分布式光伏的最大并网容量。首先，通过Kullback-Leibler散度来量化实际概率分布与经验性概率分布之间距离，建立分布式光伏出力不确定性的模糊集。在考虑节点电压和传输容量越限机会约束的情况下，建立了分布式光伏并网容量分布鲁棒优化模型。通过采用风险价值和样本平均近似方法将分布鲁棒优化模型转化为一个混合整数规划问题求解。在改进的IEEE-33节点系统的仿真结果表明了所提出分布鲁棒优化方法的有效性和鲁棒性。

摘要:低频振荡严重威胁电网的安全稳定运行。传统低频振荡辨识方法大都将被测信号视作平稳信号或进行平稳化处理，忽略了信号的非平稳特性。但在高比例新能源和电力电子设备的电力系统中，低频振荡参数具有大范围时变的特性，传统辨识方法难以准确识别。提出了一种基于卷积神经网络(CNN)的电力系统低频振荡辨识方法。首先对原始信号进行时域特征提取作为预处理操作，然后将16个时域特征的信号分别送入训练好的CNN网络，最后由全连接层综合各个网络的输出得到最终辨识结果。仿真实验表明，该方法可以快速准确地辨识出低频振荡信号的频率和衰减因子，具有很好的抗噪性。且与Prony方法相比，它能够辨识振荡过程中是否引入了新的振荡模态。

摘要:针对光伏微电网中储能容量优化配置时忽略光伏实际出力的问题，提出一种考虑温度和光照强度的光伏输出功率校正方法，建立光伏优化模型。其次以储能经济最优为目标，在满足负荷需求的基础上进行光储联合建模，并考虑负荷缺电率和能量溢出比的影响，对电网分时电价下5种储能电池分别进行容量配置和经济性分析。最后通过算例验证了所提模型更满足地域特性、符合光伏实际输出功率。所配置的结果表明，在项目周期内钠硫电池成本最高，功率型铅酸电池成本最低，全钒液流、锂电池和能量型铅酸电池总投资成本相当。

摘要:针对当前电网二次设备周期性检修效率低、评估结果过于依赖专家主观经验的问题，提出一种基于关联规则挖掘与组合赋权-云模型的二次设备运行状态风险评估方法。首先，基于Apriori关联规则挖掘算法筛选评估指标，构建二次设备运行状态风险评估指标体系。其次，采用属性层次分析法和反熵权法分别计算评估指标的主、客观权重，并基于合作博弈模型得到组合权重。最后，以云理论为基础构建基于云模型的二次设备风险评估模型。实例分析表明该方法简单易行，提高了评估结果的科学性与准确性，辅助电网二次设备运维人员制定科学合理的检修决策。

摘要:为充分利用联络线功率输送能力，降低电网总体运行成本，提出一种基于边际发电成本的联络线交换功率两阶段迭代优化方法。从各区域电网初始机组组合方案与各联络线初始交换功率出发，分两阶段对联络线交换功率进行迭代优化。首先，在不改变机组开机方式的前提下，基于各区域电网的边际发电成本对联络线交换功率进行第一阶段迭代优化。接着，对区域电网中出力连续等于最小技术出力且发电成本最高的边际机组进行关机操作，在此基础上进行第二阶段迭代优化。该方法与电网实际调度过程联系紧密，且仅需各区域电网提供边际机组的运行信息，保护了各区域电网的数据隐私。最后，基于3个区域电网和3条联络线的仿真实验验证了所提模型和方法的有效性。

摘要:针对变电站室内巡检机器人在复杂场景下运动系统误差大导致巡检点位覆盖范围窄的问题，提出一种柔索驱动巡检机器人系统方案。综合考虑变电站巡检路线特点，从伺服驱动系统、运动控制系统和机器视觉系统三个方面进行了巡检机器人的系统硬件设计，并从运动控制软件和视觉系统软件进行了系统软件设计。同时建立柔性承载机构的运动学模型，采用该模型进行了水平和垂直定点巡检轨迹仿真。经南方电网某66 kV变电站示范应用表明，所设计的柔索驱动巡检机器人水平与垂直运动误差可控制在0.03 mm内，有效提高了运动系统精度，在变电站室内巡检中应用前景广阔。

摘要:电子式电流互感器采集单元的暂态误差及拖尾现象影响继电保护设备在故障发生时正确动作。通过仿真验证了过零点暂态误差是拖尾现象产生的根本原因，且这种误差是由罗氏线圈的电路积分环节造成的，从原理上无法完全消除。因此，提出提高硬件积分回路的衰减时间常数以及动态启用软件积分的积分衰减算法分别改进对应类型采集单元的暂态传变特性。为了对改进后的采集单元的暂态特性进行测试，提出采用连续时域微分技术来模拟罗氏线圈信号的输出，通过故障相位补偿同步技术实现暂态误差的测试。所提方法为基于罗氏线圈原理的电子式电流互感器的工程应用及采集单元更换提供了一套完整的检测手段。

摘要:针对架空线-电缆混合输电线路波阻抗不连续而引起的频谱混叠现象严重的问题，提出了一种基于经验小波变换(EWT)的混合输电线路单相接地故障测距方法。首先利用EWT对故障产生的暂态零序电流行波分解得到低频分量。然后根据低频分量选线判据对混合输电线路进行故障选线，通过分析奇异性检测结果准确标定故障线路行波波头。最后配电网混合输电线路的故障测距通过单端行波测距原理得以实现。PSCAD/Matlab仿真结果表明，该方法具有较高的准确性，满足工程实践定位精度在200 m以内的要求。

摘要:当电网发生输电阻塞、直流闭锁、短路故障等异常状况时，迅速降低风电机组有功输出可有效减小系统发生安全稳定事故的风险。风电机组的变流器能够快速准确地控制有功输出，然而，由于桨距角动作缓慢，风力机捕获的机械功率难以及时调整以匹配速降后的有功输出，所累积的盈余能量易造成转子过转速，损害风力机机械系统。为此，提出一种通过协调控制直流卸荷电路与风力机桨距角实现转子转速保护的双馈异步发电机(Doubly-Fed Induction Generator, DFIG)有功输出速降方案。在通过转子侧变流器将有功输出迅速降至指令值后，即投入卸荷电阻消耗不平衡能量来及时抑制过转速，同时尽快调整桨距角从根本上消除盈余能量，切出卸荷电阻，在更长时间尺度下维持初始转速。分别在执行上级有功速降指令与低电压穿越两种场景下，通过与现有仅依赖桨距角或能量装置的两种典型DFIG功率控制方案和常用撬棒保护方案的仿真对比，验证了该方案的多方面优越性。

摘要:四川西部电网建设有多回水电送出500 kV交流输电通道，大容量水电送出通道严重故障方式下电网交流系统可能出现一定的低频运行风险。为改善川西交流电网严重故障方式下系统全网暂稳水平及帮助恢复交流系统频率，提出了提升电网运行性能的交直流系统协调控制策略。该策略具体包括：4回±800 kV特高压直流输电系统利用直流功率调制功能与交流系统间实现协调控制；协调控制目标效果；不同故障点交直流协调控制模式的选择(分散/集中两种协调控制模式)；直流调制功率释放转移至交流电网后，其对交流电网热稳安全与电网经济性运行的影响分析。所提特高压直流输电系统与交流电网间的协调控制策略，可作为帮助分析研究交直流混联系统电网运行状况与提升电网安全经济运行水平举措的技术参考。

摘要:目前国内现有的故障信息管理主站或二次设备在线监视与分析应用系统，都只是具备交流二次设备(保护和录波装置)的运行情况监视和分析，还不具备对高压直流的二次设备监视和故障诊断分析的能力。为此，设计和研发了一套高压直流二次设备监视与故障诊断主站系统，详细介绍了该系统的软硬件结构、直流二次设备建模以及各主要功能模块的实现方案。经现场运行情况表明，该主站系统可以在直流输电系统运行过程中发生故障和不正常运行情况下，快速准确获知直流保护动作情况和直流故障情况，并及时把相关故障信息推送给上级调度中心。

摘要:随着我国电动汽车的规模化发展，电动汽车充电过程中的故障监测与预警得到业内人士的重视。针对这些问题，提出了一种基于电池模型的电动汽车充电故障监测与预警方法。通过动力电池模型荷电状态和电池电动势在线估计，实时调节电池荷电状态和电压以及温度等参数以模拟动力电池充电响应，可以模拟不同类型、规格以及参数的动力电池。在充电过程中，利用CAN总线监听技术，接收并解析充电机与电池的充电信息，将电池模型模拟的充电响应信息与电池的充电状态信息进行对比，同时将充电机的充电状态信息与电池充电需求信息进行对比，来判断充电过程是否正常。当判断出现充电异常或故障时，及时发出故障预警信号。该方法可以识别包括BMS功能失效在内的10余种故障类型。实际充电数据验证了充电正常和异常情况下故障监测方法的可行性。

摘要:安全稳定控制系统、广域保护等区域电网保护控制系统是保障电网稳定运行的重要手段。由于传统测试方法难以于装设现场实现广域型保护控制设备动态性能测试，因此，提出了基于实时仿真的分布式协同测试方法。通过融合全数字实时仿真装置(ADPSS)、电力调度数据网、基于GPS/BDS的卫星对时系统以及规约转换等多种技术，研究分布式协同测试主站、数据接口装置以及测试终端等关键部件，深入分析了协同测试的工程应用流程。以新疆某地区电网外送功率断面安全稳定控制系统为例，完成现场远程联调测试，验证异地多台保护控制装置运行的动态性能。

摘要:以Vienna整流器为研究对象，针对传统有限集模型预测控制(Finite Control Set Model Predictive Control, FCS-MPC)系统中存在的稳态功率脉动较大的问题，提出一种基于占空比控制的模型预测控制(duty-cycle-control-based model predictive control, DC-MPC)策略。首先，根据功率误差最小化原则构建价值函数，通过在线评估备选矢量对价值函数的影响选择最优矢量。然后，将控制周期划分为两个区间，引入第二矢量来提高系统的稳态性能，减小功率脉动。此外，利用冗余开关状态解决了Vienna整流器中点电位波动问题。与传统模型预测控制相比，消除了权重系数整定过程，控制结构更为简单。最后，通过Vienna整流模型的仿真分析与实验测试验证所提策略的有效性。

摘要:为进一步提高保护系统的可靠性，节约供电企业检修成本，需要对变电站继电保护设备状态检修的可靠性进行评估。首先，根据失效模式与影响分析法，分析设备的失效风险因素及影响，选取设备失效的可检度、发生度、严重度三项指标，以变电站线路保护装置本体为例进行风险评估，并提出风险应对策略，以提高继电保护设备的可靠性。其次，引入了状态空间法，分别建立变电站继电保护设备定期检修、状态检修马尔科夫模型，应用220 kV线路保护实例数据验证模型合理性，得出状态检修可提高保护设备可用度的结论。最后，通过仿真对设备可靠性进行综合分析，验证定期检修效率、状态评价系数及定期检修周期对保护设备可靠性的影响。

摘要:为进一步科学地制定配电网不确定规划策略，考虑到分布式电源及多元负荷的不确定性及相关性，提出了一种计及相关性的主动配电网动态鲁棒规划方法。利用Cholesky分解将具有相关性的随机变量转换为相互独立的变量。同时利用多面体不确定性集合表征的方法，将随机变量的不确定性通过无分布的有界区间来表示。提出了主动配电网二阶段鲁棒规划方法，以修改后的IEEE33节点系统作为算例，与传统鲁棒规划方法和不考虑相关性情况下进行了对比分析。仿真结果表明，所提方法提高了配电网不确定性规划策略的合理性和经济性。