摘要:传统集中式的风电场有功控制策略在风电场规模较大时面临中央控制器计算负担重、鲁棒性差等问题，完全分布式控制的收敛性受通信延迟和迭代次数的影响显著。为此，提出了一种双层分布式的控制结构。上层控制基于分布式一致性算法进行设计，降低通信系统的建设投资和缓解集中控制器的求解负担。下层控制采用基于模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)和交替方向乘子法(Alternating Direction Method of Multipliers, ADMM)的垂直分布式控制策略，提高收敛速度。实验证明，所提方法将大规模带约束的优化问题分解成多个可并行求解的小规模问题，最终实现了最优的控制效果。

摘要:电网评价方法一直是电力行业研究的热点问题，科学、合理的电网评价方法对电网未来的规划和改造起着重要的指导作用。构建了一种基于激励惩罚机制和变权法的配电网每日运行效能评价模型。首先，提出了一套配电网运行效能评价指标体系。其次，运用激励惩罚评价模型和变权理论对配电网进行单一时间断面上的评价。然后对一天内配电网的运行效能进行综合评价。最后，通过算例和对比分析，验证该评价模型的合理性。算例分析结果表明，所提出的方法能够提高运行效能评价系统的区分度和灵敏度，提升评价方法的反应能力。

摘要:为实现微能源网经济高效、可持续发展，提出了多种清洁能源利用的微能源网架构模型与运行策略。分析了影响微能源网规划的多种不确定因素，将典型日风速、光照和负荷数据状态矩阵与Copula函数相结合，综合考虑随机变量的时序性和互相关性，构建微能源网多种运行场景。以全生命周期成本最小和碳排放量最小建立微能源网的多目标随机规划模型。在Matlab仿真平台通过NSGA-II算法求取Pareto前沿，结合多目标优选决策方法确定规划方案。通过具体算例分析了影响微能源网多目标随机规划的因素，验证了规划模型的可行性与有效性。

摘要:工程上大量采用数值仿真方法分析系统运行稳定性，通过交替迭代求解微分-代数方程组来评估系统是否稳定，但解析程度低是其固有的缺点。为了弥补这一不足，利用Dommel-Sato迭代，针对不同的负荷模型，提出了一种求解网络电压封闭解的解析方法。该方法可以将暂态稳定分析数学模型中的微分方程与代数方程解耦，使得稳定问题转化为求解全微分方程组，避免了求解过程的交替迭代。在此基础上，利用网络电压的封闭解，提出了一种快速计算系统故障后短期电压的方法。通过与PSD-BPA仿真结果进行比较，表明了所提方法能快速、准确地计算系统故障后的短期电压。

摘要:高压断路器执行机构所产生的振动信号蕴含着丰富的机械状态信息。针对传统基于浅层的振动信号分析法存在特征提取和泛化能力等方面的不足，提出一种基于卷积神经网络和长短期记忆网络的混合深度网络。该网络利用卷积层对原始振动数据进行特征转换，结合门控循环单元的局部时域特征表示能力，对故障敏感特征进行提取。通过对10 kV真空断路器振动信号的分析实验表明，所提出的混合网络模型在ROC曲线和PR曲线上的诊断性能要优于广泛应用的支持向量机诊断法。这种端到端的故障诊断策略通过振动信号特征的深度映射能够有效提高机械状态故障识别精度。

摘要:为改善配电网末端电能质量，提高并网点电压稳定性，提出了一种基于分布式光伏/飞轮储能联合发电系统的并网点电压主动支撑控制策略。相比于传统电压调节控制方式，该控制策略能够充分发挥飞轮储能高频次充放电特性，根据电压偏差大小自适应调整联合发电系统有功/无功输出，稳定并网点电压。同时该控制策略将并网点功率因数作为考虑因素，引入控制算法当中，能够在进行功率控制的同时优化并网点功率因数。为验证所提控制策略的可行性，搭建了一套含50 kW光伏、100 kW飞轮储能在内的实验测试平台。实验结果表明分布式光伏/飞轮储能系统能够根据电压波动大小自动调整有功/无功输出，改善并网点电能质量。

摘要:为了解决直流配电网规划中场景针对性不强的问题，给出了不同场景下直流配电网的网络拓扑结构规划方案。将直流配电网应用场景分为居民住宅区、工业园区和新能源集结区，考虑不同应用场景的特点，利用层次分析法提出一种新的可靠性指标计算方法。结合变权的思想，综合考虑电网的经济性和可靠性，给出了直流配电网的规划模型。利用由最大最小积改进的人工蜂群算法，以IEEE标准14节点电路为对象，对三种场景下的规划模型进行寻优，并利用griewank函数对比了改进前后算法的性能。仿真结果表明，所得线路规划方案满足各场景要求，改进后的蜂群算法收敛速度和精度均有提升。所提方法可为直流配电网规划提供参考。

摘要:风电机组大规模接入导致电网的稳定形态更加复杂，迫切需要通过在线安全分析提高电网的新能源消纳能力和运行效率。针对在线安全分析难以准确模拟风电场动态特性的问题，提出了一种含大规模风电集群电网的在线计算数据生成技术。首先，融合状态估计、SCADA和安控系统等多源实时数据辨识低电压网络的运行状态，形成包含风电集群的电网运行方式数据。其中，根据量测数据的时空关联校正模型，识别和校正未经过状态估计量测中的不良数据。然后，依次依据风电机组的静态特征信息和运行状态进行分群，采用基于层次分析的聚类方法确定风电场的动态等值模型。最后，通过实际电网的算例分析验证了所提出方法的有效性。

摘要:受逆变器耐流能力及控制响应特性影响，光伏电源短路电流幅值受限、相角受控，导致比率式差动保护性能下降，光伏场站送出线路缺乏有效的主保护原理。为解决该问题，在分析光伏场站故障特征的基础上，引入Tanimoto相似度刻画光伏场站与同步系统短路电流之间的波形差异。分析了区内、区外故障时相似度系数的变化，最终构造了基于Tanimoto相似度的纵联保护新原理。仿真结果表明该方法能够正确反映区内、区外故障，适用于光伏场站弱出力场景，对高阻故障具有良好的识别能力。

摘要:为了就地消纳大规模风力发电功率和提升电网调峰能力，将蓄热式电采暖与具有反调峰特性的风电进行结合，提出了风电与蓄热电采暖联合运行模式。模式中考虑风电机组、火电机组以及电采暖的相关约束，以系统总的发电成本最小为目标，构建了蓄热式电采暖负荷参与风电消纳优化运行模型。通过运用适应模型求解的遗传算法求解该模型，得到蓄热式电采暖负荷参与电网互动优化运行方案。仿真结果表明，基于蓄热式电采暖负荷参与风电消纳的运行策略是有效和实用的。该策略从电源侧的角度提高了系统的风能消纳水平，从电网侧的角度提升了系统的调峰能力，缓解了风电并网对系统造成的调峰压力。

摘要:风储系统作为黑启动电源，对解决风多水少地区水电黑启动难题具有重要作用，但风电波动及储能高成本制约了风储黑启动的发展。为解决风电参与黑启动的功率波动问题，在考虑风电出力波动性和电池储能系统自身运行约束的基础上，提出了风储系统作为黑启动电源的储能容量优化配置策略。首先基于黑启动最小风速，定义最小风速概率密度以及最佳风速概率倾度制定双目标特征函数，从数值、时间及资源有效利用三个方面确定了参与黑启动的风电场。其次，基于自组织特征映射神经网络(SOFM)和最小二乘法支持向量机(LSSVM)结合的风电功率预测方法，确定了辅助风电参与黑启动的储能容量及最大充放电功率。最后，在一个并网点并入5个风电场的内蒙古某局域电网中验证了所提模型和方法的有效性。

摘要:配电网单相接地故障传统判相方法需要考虑相序和电压大小来判别故障相，但高阻接地故障时相角测量较为困难，因此故障相判断难度很大。通过分析小电流接地系统发生单相接地故障时各相电压以及中性点电压随故障电阻变化的关系，提出单相接地故障时仅根据中性点电压大小以及相电压大小直接判断故障相的简化方法。最后通过PSCAD/EMTDC搭建仿真模型，仿真表明所提判相方法能在不同故障电阻的情况下准确判别出故障相。

摘要:电网发生大功率扰动时，系统频率在大幅度偏移情况下，还可能存在明显的时空分布现象。通过对单机系统频率响应特性和两机系统的频率差异的分析，提出了大频差下考虑非线性因素的系统频率解析模型，以此来估算故障扰动下系统频率的最大偏移量。提出通过在不同时间选择在不同地点采取紧急控制的协调配合方法，在减小频率最大偏移量的同时，改善频率时空分布现象，从而提高电网的频率安全稳定性。

摘要:可再生能源的波动性和随机性加剧了传统电力系统静态电压稳定评估的难度。为了有效计及风电出力不确定性对静态电压稳定评估的影响，提出了一种计及风电出力不确定性的静态电压稳定概率评估方法。首先，借助电力系统负荷裕度，推导各节点负荷裕度对风电注入功率的灵敏度，进而求解负荷裕度的各阶半不变量和负荷裕度的各阶矩。然后，结合风电所连节点注入功率的各阶矩和半不变量，对负荷裕度各阶矩进行Gram-Charlier展开，以求取计及风电不确定性的负荷裕度概率分布，进而实现电力系统静态电压稳定概率评估。最后，通过IEEE30节点系统验证所提方法的准确性和有效性。

摘要:针对风力发电系统的状态估计和执行器故障重构问题，提出一种自适应广义滑模观测器。通过构建一个增广系统，使得执行器故障成为系统状态的一部分。设计广义滑模观测器对增广系统进行状态估计从而获得所需的故障信息。针对实际风力发电系统中故障上界未知的问题，设计一种自适应算法来估计故障信息的上界。以5 MW的风电机组为研究对象，在Matlab/Simulink平台下进行仿真，结果证明了所提方法能够准确地实现系统状态以及故障的估计。

摘要:为了解决大规模电动汽车和大容量新能源接入电网导致的电网负担加重及频率、电压等关键指标波动问题，提出将虚拟同步(Virtual Synchronous,VS)控制策略应用于电动汽车双向充放电(Vehicle-to-Grid,V2G)系统中。首先设计基于虚拟同步原理的充放电系统结构，其次在VS控制器中设计虚拟惯量、阻尼及励磁等参数，使V2G系统具备传统电网的运行外特性，并对工作模式分类。在Matlab R2019a/Simulink环境中，充放电的同时模拟频率和电压扰动，对典型的工作模式进行仿真分析。结果表明：所使用的虚拟同步控制策略在V2G系统中具有良好的有功、无功跟踪性能；能够快速响应电网异常并及时调节充放电功率或向电网反馈无功功率，提高了电网的稳定性和抗干扰能力。最后，基于虚拟同步策略研制出一台60 kW充放电样机，并成功应用于示范项目中。

摘要:针对传统依靠人工编制事故预案无法覆盖全部事故情况，且编制过程智能化和自动化不足等问题，设计和开发了大电网事故预案自动生成推演系统。依据大电网事故处置预案的特点，采用电网运行方式分析、灵敏度分析、拓扑分析和电网风险分析等方法，结合DTS的仿真模拟功能，自动生成涵盖事故前运行方式、事故情况、事故后运行方式、紧急控制方案、风险预控方案、设备恢复方案的事故预案。应用表明，该系统可以针对灵活设定的运行方式和假想故障，生成包含具体控制措施的事故预案，具有较好的实用性。

摘要:为提高低照度环境下输电线路图像视频在线监测设备分析的准确性，提出一种基于Retinex理论的低照度图像增强方法。首先采用改进型同态滤波算法增强低照度图像的RGB分量，然后将图像转换至HSV色彩空间中。对多尺度Retinex算法增强图像进行改进，采用双边滤波函数替代Gaussian函数作为Retinex算法的环绕函数，引入色彩恢复函数进行图像色彩恢复，入射分量采用幂律变换校正，反射分量采用Sigmoid函数处理。最后将图像再转换至RGB空间得到增强后的输电线路图像。对实拍低照度输电线路图片进行仿真处理，结果表明该方法可以有效提高低照度图像的对比度、清晰度和信息熵，并在覆冰预警和异物识别中实现较好的应用。

摘要:抽水蓄能机组具备调峰、调频、调相以及事故备用等功能，对电网的安全稳定运行有重要的作用。抽蓄机组容量大、结构复杂、造价昂贵，在现场和物理模型上均无法进行大量的故障及异常运行试验。基于RTDS搭建了抽水蓄能机组的仿真模型，模拟机组在多种工况、多种负荷水平下的机组区内外故障及失磁等异常运行状态。证明在抽水调相工况下发生失磁时，现有的以定子阻抗判据为主的失磁保护有缺陷，机组励磁不能及时切换，不利于系统的稳定运行。对仿真数据进行分析，提出了新的改进失磁保护的KP阻抗圆判据，实现了机组全工况无死区的失磁保护。该判据算法对相关继电保护从业人员具有一定的参考价值。

摘要:随着负荷快速发展以及分布式能源和新型柔性负荷接入的增加，一流配电网的建设任务越发紧迫，但在实践中存在不计代价盲目追求高技术指标的倾向。结合我国配电网发展现状和智能化的发展方向，指出了“三协调快复电”的一流配电网精益化规划任务，展望了基于主动配电网的管理提升策略。其中，“三协调”分别为供电分区协调、配电网高中压协调和基于“一环三分三自”的中压配电网一、二次协调；“快复电”是合理选择故障处理模式。同时指出物联网、高速通信、储能三者为配电网源-网-荷-储协调调度的关键技术，最终通过智能互动提升电网对间歇性新能源与负荷(含新型负荷)的接纳能力。

摘要:在直流微电网中，混合储能系统被用于改善可再生能源发电系统的性能，维持网内的整体功率平衡。合理的控制策略是充分发挥不同储能器件特性、保证系统安全稳定运行的关键。综述了直流微网混合储能系统控制策略的最新进展，从基本控制思想、动态响应能力提升方法和考虑荷电状态的控制策略三个方面进行了总结研究，并以表格形式直观地展示其优点和不足。针对现有控制策略的局限性，并结合相关领域技术进展，对其未来发展方向进行了展望。