摘要:随着分布式电源的高度渗透和环网结构的逐步增多，配电网迫切需要电流差动保护应对过流保护面临的挑战。基于5G的商用化契机，研究开发一种基于5G通信的配电网分布式差动保护。该保护采用基于移动边缘计算的切片网络作为数据通道，具有超低延时和超高可靠的特点；采用基于故障时刻的自同步方法解决差动保护两端的数据同步问题，无需增加额外对时装置。在5G智能电网应用示范区，对所开发装置进行了单基站和跨基站环境下的综合测试，并投入10 kV线路试点运行。现场测试结果与试运行数据表明，差动保护性能满足配电网工程应用要求。

摘要:5G承载差动保护业务是通信与控制保护技术融合发展的需求。通过对比分析不同对时原理差动保护的通道需求，比较高低压网络差动保护通道延时的需求差异，分析了5G无线通信中确定性传输时延技术和精准授时技术的可行性，提出了基于5G精准时标的配网差动技术。外场5G基站实测验证了授时精度及传输延时均能满足差动保护业务需求。

摘要:现代配电网大量分布式电源的接入，使得传统三段式过流保护整定困难。基于光纤通信的差动保护建设成本高，难以大范围应用。5G通信的大带宽、低延时、高可靠特点为配电网差动保护业务提供了一种新的通信方式。通过分析5G通信承载配电网差动保护的技术手段，结合配电网差动保护对通信的技术要求，提出一种基于5G无线通信通道、UDP协议SV采样值报文格式、北斗卫星导航系统授时采样同步法的配电网差动保护方案。该方案在多个5G通信环境进行了验证，差动保护性能满足配电网系统要求。

摘要:近年来，配电自动化技术应用取得了长足进步，覆盖范围不断扩大。但智能分布式馈线自动化等先进自动化技术，仍然受到光纤通信的制约。5G通信技术拥有更加安全可靠、高速率、低延时、广覆盖、海量连接等特点，为配电自动化发展提供了新思路。针对5G通信技术应用于智能分布式配电自动化进行了详细论证，并搭建了实验台，对5G通信条件下的自动化终端通信延迟、动作反应时间及稳定性进行了验证，并与集中型馈线自动化进行比较分析，实现了配网故障快速处理过程由分钟级提升至毫秒级，具有十分广阔的应用前景。

摘要:为应对电力系统现有通信信道故障定位困难和长距离通信可靠性不足等难题，基于继电保护通信性能要求，从报文格式、带宽需求、传输延时、通信架构、安全性和数据同步技术等方面探讨了5G通信在继电保护中应用的可行性。进一步地，明确基于5G通信的纵联保护在配电系统中应用的优越性和在中高压电力系统中应用时基于网络结构和转发协议的优化方向。最后，针对误码、丢帧、通信中断、延时异常、授时异常等异常情况，提出了基于5G通信的纵联保护的保护策略，为5G通信技术在电力系统继电保护领域的工程应用提供参考。

摘要:随着在线监测技术在配网一次设备中的大规模应用，由监测终端本身性能问题引发的误报警事件时有发生，造成了极大的人力物资损耗。因此，亟需寻找一种针对电气设备监测终端性能的在线评估方法，能及时对处于异常状态的二次监测设备进行预警和消缺。为此，提出了一种基于5G通信的电气设备监测终端性能在线评估方案。首先，利用5G通信技术实现区域内全部监测终端的数据收集。然后，引入平均偏离程度等三种指标，通过比对收集数据与历史数据的差异实现监测终端的在线评估，最终完成误报警事件的辨识。实例分析证明，该方法能准确判别监测终端的运行状态，避免误漏报事件带来的不良影响，具有可行性。

摘要:高压柔性直流输电采用架空线路，运行环境复杂，难以避免故障。快速准确的故障定位可以缩短故障清除时间，对于快速恢复供电十分重要。现有测距算法依赖暂态波头辨识，受到干扰后测距精度会下降。针对上述问题，在线路分布参数模型基础上，在时域中通过电报方程计算线路沿线分布的电压和电流，进而根据故障点处电阻值相对稳定这一特性构成测距判据。由于输电线路两侧的直流断路器重合时间并不一致，此时先重合一侧的系统才会继续向故障点馈入短路电流，因此通过单端量便可实现测距。所提测距方法无需通信，适用于各种故障类型并且所需窗长较短，具有耐受过渡电阻和噪声的能力。最后利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件搭建±500 kV多端柔性直流输电系统模型，仿真结果验证了所提测距算法的准确性和适用性。

摘要:消弧线圈接地系统并联中值电阻为故障选线与定位增大了信息的可利用度，基于此提出利用中值电阻投入前后工频增量系数的选线与定位方法。分析了中值电阻在系统故障时的投切时间，并梳理了投入前后零序电流工频信息的故障特征及其差异性。研究发现在投切电阻时故障线路零序电流分量突增而健全线路零序电流分量降低；故障区段的上游段零序电流分量突增而下游段零序电流分量降低。针对此差异性，计算投入电阻前后零序电流分量半周积分值的比值为工频增量系数K，基于故障线路与健全线路的K值比较及故障区段的上游与下游K值比较，实现故障选线和区段定位。利用Matlab/Simulink建立混合电缆-架空线系统仿真模型，仿真结果验证了所提出选线定位方法的有效性。

摘要:电-气互联型主动配电网作为能源利用的重要形式，其故障恢复对于提升系统供电可靠性至关重要。针对电-气互联型主动配电网故障恢复问题，计及系统不确定性采用鲁棒优化理论建立故障恢复方法。模型以风光出力和故障恢复方案分别为自然决策者和系统决策者，令两者进行博弈。其中以最大化失电负荷量为目标函数，计及区间形式不确定性约束建立自然决策者模型。以最小化失电负荷量，计及电气互联约束、电能网络辐射状约束，功率平衡约束、电能网络运行约束建立系统决策者模型。基于两阶段松弛法设计故障恢复鲁棒优化模型的求解步骤。最后通过一个算例验证了所建立模型的有效性。

摘要:实施输电断面的识别与控制，对于电力系统防御连锁跳闸事故的发生以及整个系统安全可靠运行具有重要意义。提出了一种基于AP聚类算法的输电断面识别方法，选取各节点的负欧式距离，即考虑地理位置实现电力网络的分区，识别出初始的输电断面。在此基础上，结合网络中各线路的支路开断分布因子，将脆弱线路包含入输电断面的线路构成，从而识别出最终的输电断面。针对输电断面的控制，提出了一种有功安全校正方法。通过原-对偶内点法求解非线性规划模型，进行电力网络的潮流重构，实现消除断面内部线路的有功过载。对IEEE14节点和39节点网络进行了输电断面的识别，并对IEEE 39节点和118节点网络进行了有功安全校正的算例分析和验证。结果表明了所提方法的可行性和有效性。

摘要:针对当前低密度负荷地区分布式电源(DG)渗透率不断提高、规划期内变电站电压等级过渡缺乏技术支撑的问题，提出了一种乡村地区有源配电网变电站升压改造规划模型。首先，针对35 kV变电站提前退役升压等情况，提出了35 kV变电站在原有站址升压改造或者在新址新建等场景的全寿命周期成本折算等年值的度量方法。其次，以规划期整体全寿命周期成本最优为目标，建立了一种计及DG渗透率的乡村地区变电站升压改造规划模型。再次，为考虑变电站新建或升压后其供电范围变化，提出了基于加权Voronoi图算法和遗传算法相结合的有源配电网低密度地区变电站动态升压规划求解方法，得到中间年各变电站新建与升压时序。最后，通过算例验证了所提方法的有效性和实用性。

摘要:针对电动汽车和光伏系统接入配电网与储能装置结合过程中的配置优化问题，提出了一种考虑电动汽车有序充电的光储充电站储能容量优化策略。首先，基于典型日光照强度曲线和光电能量转换关系计算光伏系统输出功率。其次，根据电动汽车用户出行习惯、充电行为特性、充电模式等充电负荷影响因素，建立影响电动汽车充电负荷的概率模型，利用蒙特卡洛方法预测无序充电下电动汽车充电负荷。然后，以电网出力曲线峰谷差最小为目标函数、采用粒子群算法计算电动汽车有序充电时电网出力总负荷，进而确定光储充电站储能容量最优解。最后，利用所提策略计算以电动私家车和电动出租车为主要服务对象的某居民区光储充电站内最优储能容量。结果表明，未考虑储能时电动汽车无序充电造成电网负荷峰上加峰，有序充电下电网负荷峰谷差值下降15.35%，考虑电动汽车有序充电同时配置最优储能容量时电网负荷峰谷差值下降了20.65%，实现了削峰填谷，增强了电力系统运行的稳定性。得到的结果为光储充电站的储能容量配置提供了参考。

摘要:针对综合管廊电力舱运维数据的利用和分析不足、未实现基于大数据的智能运维的问题，提出了一种新的综合管廊电力舱状态分析判断方法，旨在保护综合管廊电力舱系统，提高安全性，提升运维水平。首先，将来自管廊电力舱的多个分布式数据源采用中间件技术进行数据层融合。其次，将具有相似特性的数据分配到同一子空间，并提出一种新的既能保持数据集全局结构又能保持数据集局部结构的局部全局投影方法提取特征。进而，对各个子空间提取的特征进行融合，利用支持向量数据描述方法构建分类模型。最后，在综合管廊电力舱的运维数据上进行测试以证明所提出方法的有效性以及优越性。

摘要:在DG构成的配电网系统中，通常采用电流保护作为配网的主保护。其中电流保护的整定值为定值，随着DG的接入，配电网结构发生变化，DG并入位置不同会带来故障点无法准确判定的问题。针对此问题，提出了一种基于通信的故障定位方案，具体是引入方向元件并建立信息传递通道检测电流流向来准确判定故障点位置。由于DG接入容量的不同和故障前后DG所发出电流数值变化，造成配网原有电流保护失配。针对此问题，提出一种改进型自适应过流保护算法，具体是通过检测故障电流正、负序含量，确定故障类型，采用不同的整定值，使得电流保护的整定值时刻变化，增强保护动作可靠性。将上述策略通过PCSAD/EMTDC仿真和动模实验室搭建实验模型来验证所提方案可以有效提高DG并网带来的保护动作准确性能。

摘要:在一定条件下，电力系统会产生混沌振荡现象，影响电网的安全稳定运行。对电力系统四阶模型进行混沌振荡的动力学行为分析，并且设计了一种基于自适应非奇异终端滑模控制的控制器。在保证系统实现有限时间内收敛以及不产生奇异性问题的基础上，快速消除了四阶电力系统中的混沌振荡现象。针对四阶电力系统模型中阻尼系数和机械功率通常具有不确定性这一问题，采用自适应控制对其估计，增强了控制器的实用性。仿真结果证明了控制器的有效性。

摘要:随着新能源汽车的普及，V2G(Vehicle-to-Grid)技术受到越来越多的重视。针对电动汽车并入配电网低惯性的特点，选取虚拟同步发电机控制技术(Virtual Synchronous Generator, VSG)作为控制方案，结合同步发电机的功角曲线和转动惯量的特性，提出了一种转动惯量的自适应控制算法。利用有功转子环节功率变化量与频率变化量之间存在一阶惯性的特点，通过分析转动惯量与此一阶惯性环节时间常数之间存在的关系，设计了转动惯量的自适应控制算法。并分析了同步发电机的调差系数、阻尼系数与下垂系数之间的关系。最后在Simulink仿真平台搭建模型，验证了所提算法的有效性。

摘要:为降低新能源发电随机不确定性导致配电网对主电网的强烈功率扰动，提高电力系统新能源多层次有序消纳能力，提出了新能源配电网利用储能站及可控资源实施区内自律管控的输配协调消纳策略。阐述了配电网自律运行实施策略，分别从短、中及长时间尺度建立描述配电网区域自律运行指标及相关计算方法。提出短时间尺度储能站功率扰动的平抑策略及基于储能、需求侧响应和网络重构手段的中、长时间尺度配电网自律运行策略。为合理调节储能站荷电状态，提出改善荷电状态的区域储能电站修正策略。以河北省某区域配电网为算例进行仿真分析，结果证明了所提方法的有效性及合理性。

摘要:微机继电保护装置中大量使用各种芯片及存储器件，器件失效将影响电力系统的稳定运行。结合一起由于单粒子翻转引起的保护装置动作行为，分析了保护装置的动作原因，提出了在微机继电保护装置中存在的单粒子翻转的问题。对单粒子翻转的机制、特点及影响进行分析，并从芯片选型、硬件架构、软件架构等方面提出一整套完善的方案。在继电保护装置设计中应用所提出的方案可有效减少单粒子翻转对继电保护装置的影响，对于继电保护装置和电力系统的稳定安全运行具有重要的意义。

摘要:为了保障充电桩的安全、可靠运行，依据国家相关技术标准，研发并建立了一个多通道的自动化充电设施测试平台。该测试平台改善原来测试平台单线程、人工测试效率低，质量不能保障的问题，以保障快速发展的充电设施能够安全、可靠地投放市场。从需求分析、系统架构、硬件选型、软件设计等方面对充电桩自动化测试平台做了介绍。通过实验验证，测试平台实现了对充电设施基本功能、电气性能、通信规约、互操作性等指标的四通道并行自动化测试。

摘要:电力系统的进步离不开ICT技术的支撑。近年来各类ICT技术迅猛发展，给电力系统的发展提供了多种可能的技术路线和发展愿景。通过梳理电力系统信息化、自动化的发展历程和对ICT技术的核心需求，系统化分析了部分新兴ICT技术对电力系统的支撑作用，以及在应用过程中的关键挑战，并基于不同的理想偏好，分析了未来可能的电力自动化发展愿景。指出：当前电力系统对ICT技术有着信息化、自动化、智能化和通信支撑等多方面的复杂需求，而各类ICT技术通过相互协同从基础设施层、设备层、数据层、应用层等多个层次提供了系统支撑。面对成本、可靠性等各方面约束，通过不同的理想偏好，有不同的发展愿景，其中大数据、人工智能、北斗等技术具有普遍的重要性。

摘要:为了准确计算继电保护系统状态检修的具体检修周期，方便运维人员安排检修计划，提出了一种基于故障率分析的继电保护系统状态检修策略。根据历史数据拟合其基础故障率模型，分别考虑中长期和短期等因素的影响，形成修正后的继电保护系统实际故障率模型。在此基础上，结合工程应用经验和相关导则，通过设立累积故障率门槛值，计算具体的检修周期。算例结果表明，所提出的状态检修策略可以为运维人员提供具体的检修周期，提高了检修的工程应用性。

摘要:超高压输电系统中，存在单间隔或多间隔线路差动主保护丢失后后备保护在线路区内故障时可能存在动作延时长、失配导致的误动或拒动风险。针对单间隔或多间隔线路保护装置闭锁、通信设备异常、通信通道故障导致的线路差动主保护丢失工况，分析了后备保护的适应性，提出了基于站域开关量信息采集来判断不同工况导致主保护丢失的识别逻辑。并制定了基于站域共享信息的后备保护主动和被动加速自调整应急优化方案，缩短后备保护的动作时间和自适应调整后备保护的动作范围，并通过仿真验证。仿真表明，优化后的应急后备保护实现线路差动主保护丢失后由距离保护和零序保护快速有序切除故障。

摘要:为了准确研究光伏系统故障暂态特性，根据光伏发电系统具有随机性和间歇性的特点，研究了光伏系统送出线上发生不同故障类型的暂态过程。针对电网电压对称跌落和不对称跌落情况，提出了不同情况下的控制策略，得到了相应的控制目标。基于提出的控制策略和搭建的光伏模型，针对不同故障类型，模拟了光伏电站馈出的功率、电压和电流的暂态过程。仿真结果表明，光伏系统的故障暂态特性主要受控制策略影响，与传统发电机模型有较大区别，对光伏并网以及送出线保护具有重要的现实意义和理论意义。