摘要:分布式电源在配电网中渗透率越来越高，导致配电网电压越限问题凸显，对此构建协同考虑主动配电网设备规划和运行的双层优化模型。上层模型考虑配电网中分布式电源、静止无功补偿器及电容器组的容量配置优化以减少配电网投资运行成本。下层模型考虑需求侧响应，有载调压变压器、储能及分布式电源等设备的协调控制，着重提高电压稳定性。针对模型特征，采用基于改进麻雀算法和二阶锥规划的混合优化算法进行求解。外部采用改进麻雀算法求解多维变量以提高求解速度，内部基于二阶锥规划求得配电网主动管理控制策略。最后采用改进的IEEE33节点系统进行仿真验证。结果表明，所提出双层优化方法可以有效提高配电网运行经济性，改善配电网电压分布，平抑负荷峰谷差。

摘要:无缝切换控制策略是保证直流微电网稳定可靠运行的关键。针对传统并网转离网切换控制方法存在母线电压恢复慢、电能质量较差的问题，提出一种基于功率补偿量及下垂系数衰减的直流微电网并网转离网无缝切换控制策略。孤岛检测期间，并网变流器工作在电压控制模式，储能变流器(Energy Storage Converter, ESC)工作在下垂控制模式。通过建模分析，证明采用下垂控制时孤岛检测期间直流母线电压是可控的，由此得到下垂系数选择方法。孤岛检测完成后，以固定函数衰减ESC功率补偿量和下垂系数，实现ESC下垂控制和定电压控制的无缝切换，防止因ESC控制模式的突变而引起直流母线电压波动和ESC电流冲击。讨论了衰减函数的选择方法。仿真结果表明，所提无缝切换控制策略能够有效解决孤岛检测期间直流母线电压不可控的问题，抑制孤岛检测完成后因ESC模式切换时所产生的电流冲击。

摘要:随着配电网精品台区的建设，越来越多的监测装置向台区低压侧延伸，为配电网的故障定位提供了新的思路。提出了一种基于台区变压器二次侧电压变化的配电网故障区段定位方法。分析了配电网发生故障后的台区变压器侧的电压变化规律，利用故障路径与非故障路径下监测点三相电压幅值变化差异辨识故障区段。通过采用改进的最近邻聚类法，在电压监测集合中辨识出距离故障不同位置的监测点集，能够对监测信息进行快速的分区。该方法不需要10 kV线路的监测数据，仅需要配电台区10 kV/0.4 kV变压器低压侧电压幅值变化信息，监测采集装置安装维护方便。通过大量仿真表明，该方法能够适应不同中性点的接地方式、故障类型和过渡电阻，具有较强的适用性。

摘要:电动汽车保有量不断增加，故障发生时，V2G模式下电动汽车的放电电流会干扰配电网原有的故障电流，使配电网故障电流复杂多变且不易分析，传统的故障分析方法已难以适用。提出了一种计及大规模电动汽车接入的配电网故障分析方法。首先分析了电动汽车对配电网故障电流的影响程度。其次采用基于马尔科夫链的车辆转移矩阵对电动汽车出行行为进行模拟。然后结合电动汽车充放电规则，以电源出力的形式描述电动汽车的放电行为，建立了电动汽车放电等值电源模型。最后，以三相短路故障为例，基于有源配电网的故障分析方法对含大量电动汽车的配电网进行故障分析，得到了配电网各支路故障电流的时域变化特征。该分析方法建立的电动汽车放电等值电源模型能够体现电动汽车的放电特征，故障电流的分析结果能直观反映电动汽车放电行为对配电网各支路故障电流的影响程度和特征，可为含大量电动汽车的配电网保护整定方法提供理论依据。

摘要:燃煤发电机组运行过程中面临各种风险，一旦发生故障将造成不小的经济损失和社会影响。为了保障机组的安全生产和稳定运行，建立了燃煤发电运行风险实时评估模型，从而及时制定故障检修计划。基于大数据关联规则分析了燃煤发电运行风险与影响因子的关联关系。在此基础上，基于熵权法对影响因子赋权，并结合灰色关联理论、证据理论和Dempster合成规则实现基本信度分配函数的确定和融合，从而得到燃煤发电机组运行风险值和风险等级。最后，以发电厂A的燃煤发电机组进行算例分析，其风险评估结果与实际运行情况具有相关一致性，证明了模型的现实意义。

摘要:针对现有谐波电流检测方法未考虑公共连接点处谐波电流的耦合现象而导致谐波治理效果不理想的问题，提出了一种有效解决该问题的负载谐波电流检测方法。在分析现有检测方法不足的基础上，借鉴德国DIN40110-2标准分解电流的思想，以谐波电压为基准，依据等效前后负载消耗有功功率不变的原则，定义了谐波等效电导、集总谐波电压和集总谐波有功功率。利用希尔伯特变换对谐波电压进行移相。进而定义了集总谐波无功功率和谐波等效电纳，分解出由背景谐波电压产生的谐波电流。据此，可检测出负载谐波电流，实现背景谐波电压环境下对负载谐波电流的补偿。仿真分析及实测数据验证结果表明：采用所提方法对检测到的谐波电流进行补偿，可有效提高公共连接点的谐波治理效果。

摘要:针对直流配电网电能分布不均匀造成定位偏差的问题，着眼电流突变量的频段分布特性，利用直接时间反转法将距离问题转化为点源位置响应。同时利用离散二进小波的平移不变性，将行波信号高频分量模极大值以脉冲激励形式重构时间反转故障暂态行波信号，对应刻画其尖锐变化点，突出能量分布特征，不受故障信息量少的限制，从理论角度证明了该方法在主馈线和T接线路的适用性。通过在PSCAD/EMTDC中搭建±15 kV两端中压柔性直流配电网模型，对于不同过渡电阻和不同故障类型进行故障仿真和数据采集验证。结果表明，所提方法在5 ms短时窗内实现测距，抗过渡电阻能力强，能够反应不同工况下故障线路电磁能量的变化。

摘要:虚拟同步机(Virtual Synchronous Generator, VSG)是提高以新能源为主体的新型电力系统稳定性的有效途径。应用于逆变型新能源(Inverter-Interfaced Renewable Generation, IIRG)并网的虚拟同步机在不对称电压跌落情况下可能丧失VSG特性，并因低压穿越能力不足或电压电流越限而导致切机，危害电力系统安全稳定运行。对此，提出了一种新型VSG控制策略。该方法在不对称电压跌落情况下，既能持续提供系统惯性和阻尼，又能提供主动电压支撑，有效提高VSG低压穿越能力，并保证扰动下的系统稳定性。首先，分析了传统VSG在不平衡电压跌落情况下的响应特性。然后，提出了一种基于平衡电流的改进VSG控制结构，将传统VSG单电流环控制改为双电流环控制，维持VSG在电压跌落条件下的惯性阻尼特性，并实现对正负序分量的精准控制。接着，基于改进的双电流环控制拓扑，在逆变器安全运行条件下，对正负序参考电流整定方法进行优化，以实现VSG主动电压支撑和电流限幅。最后，基于Matlab/Simulink仿真平台，验证了所提控制策略在多种系统运行条件下的响应特性及有效性。

摘要:为使超高压输电线路上的限流器在短路早期快速投入，短路故障快速检测方法的研究至关重要。首先分析了短路电流暂态特征随故障初相角等因素的变化规律，发现部分故障初相角短路工况下电流呈现小半波特征的现象，此时传统检测方法难以满足速动性的要求。然后提出了一种基于短路电流小半波特征的检测判据，利用电流瞬时值或变化率的零点间隔作为检测量，与传统检测判据配合，实现了任意故障初相角下的短路快速检测，并保证了在负荷投切等干扰工况下的可靠性。最后通过离线仿真、现场短路试验验证了该方法的有效性。结果表明所提方法能在2.9 ms内辨识出短路故障。

摘要:拓扑结构的多样性和电源特性的复杂性使得基于稳态电流量的后备保护整定工作量大且失配现象时有发生，无需整定且具有自动配合功能的后备保护技术是继电保护工作人员追求的目标。在分析了传统反时限过流保护存在的问题和辐射状配电网正、负序电压故障分量分布特征的基础上，提出了基于系统电压分布曲线拟合的后备保护方案。所提方案利用综合电压序分量的系统分布与各级保护实现逐级配合的最小动作时间拟合具有反时限特性的动作曲线，得出拟合后的分段函数表达式。由其计算的保护动作时间可自动反映各保护与故障位置的拓扑关联关系，在满足选择性和快速性要求的前提下实现各级保护的自适应配合。DG接入不会改变综合电压序分量的分布特征，因而所提方法对含DG的网络具有自适应性。理论分析和仿真结果表明，所提方法可自动实现任一点故障时上下级保护的快速、逐级配合。

摘要:针对传统移相控制方法下双有源桥变换器会产生较大电流应力和在宽电压范围下低效率运行的问题，提出一种面向双有源桥钳位变换器的简单PWM移相控制策略。首先，利用钳位开关的运行周期和占空比取代变换器内移相比，以简化原边H桥工作过程并提高控制自由度。然后，计算了副边H桥开关管的占空比。通过分析所提出的移相控制策略的工作原理和软开关特性，推导出以传输功率标幺值为控制量的线性大信号模型。最后，采用基于TMS320F2808为控制器的实验平台进行验证。实验结果展示了简单PWM移相控制降低了变换器的电压应力和电流应力，显著提升了变换器的传输效率。

摘要:针对电力谐波的准同步加窗分析法存在所用信号周期多、计算复杂和谐波泄漏分布不均匀等问题，基于准均匀采样提出了一种仅需1个信号周期特别适于单片机快速、准确实现的电力谐波分析方法。准均匀采样的时间离散误差不随连续采样而积累，在1个信号周期内取2的整数次幂个同步采样点，直接采用FFT算法即可实现谐波分析。基于信号的基波近似，并假设信号采样时的时间离散误差和幅值量化误差均服从均匀分布，对采用准均匀采样的电力谐波估计误差进行了分析。给出了基于准均匀采样电力谐波分析的算法和具体实现流程，流程中通过长整型变量对采样时间进行精确控制，算法简单高效。最后对准均匀采样谐波分析算法进行了仿真，结果表明基于通用单片机即可实现电力谐波的快速、准确分析。

摘要:虚拟电厂(Virtual Power Plant, VPP)通过需求响应(Demand Response, DR)引导用户参与电力市场，充分发挥了分布式电源的调度灵活性。而传统的VPP调度策略局限于单一响应用户类型，为此，提出了一种计及分级用户边际停电成本的VPP经济优化调度模型，并综合考虑风、光、DR不确定性影响。首先基于各用户响应的共性及特性，建立了DR激励模型。其次以激励相容为约束，建立了兼顾系统运行成本和DR效用的VPP经济优化调度模型。最后通过算例分析验证了所提模型的可行性。结果表明，相较传统需求响应激励策略，计及用户主动性和多元性可进一步提升VPP内供需双方经济效益，实现供需侧效益均衡。

摘要:风电在区域电网的占比越来越大。为了解决风电场在黑启动过程中的风电出力波动问题，提出了一种考虑储能运行策略的储能配置方法。首先，基于风电功率预测算法得出预测功率，并利用非参数核密度估计定义黑启动最小风功率概率密度以及黑启动可执行概率倾度，进而确定了黑启动时段。其次，根据储能在黑启动过程中补偿功率缺额和平抑波动作用制定储能运行策略。考虑储能运行策略对容量配置的影响，将储能额定功率和额定容量作为模型自变量，建立以补偿功率缺额最大化为目标函数的储能优化配置模型，并采用改进粒子群算法对模型进行求解。最后，以内蒙古某45 MW风电场数据对储能运行策略和优化配置模型的可行性进行了验证。

摘要:为了解决电力巡检回传系统中视频传输占用带宽大、连接数量多、传输资源利用不充分等问题，针对多载波多用户上行传输网络，提出了一种基于移动边缘计算(Mobile Edge Computing, MEC)网络架构下分簇技术与非正交共享传输联合设计方案。考虑5G基站与客户终端设备(Customer Premise Equipment, CPE)通信链路的远近效应并将其CPE终端分簇来进行信息传输，从而提高CPE连接数量和频谱效率。为了消除簇间干扰，采用信号对齐技术，分别提出簇间最大信干噪比算法和簇间最小干扰泄露算法。为了消除簇内用户间干扰，采用了串行干扰消除技术。该方案使系统每个CPE都能达到最大的自由度，从而实现较高的系统和速率性能。仿真结果表明，所提方案相比于传统正交接入方案具有更高的系统和速率性能。

摘要:超级电容/锂动力双电船舶中存在着众多级联的电力电子装置和闭环控制的负载变换器，它们都可被视为恒功率负载，其负阻抗特性会放大系统的不稳定，甚至导致整个系统无法正常工作。针对这一问题，提出一种新型有限时间控制器。首先，构建双电船舶直流电力推进系统的数学模型，介绍用于混合发电单元的比例/积分下垂控制。然后，基于有限时间控制理论设计了含双曲正切函数的新型有限时间控制器，通过所设计的有限时间观测器对各类扰动进行观测，并由控制器进行补偿。最后，搭建仿真模型及实验平台，其结果表明，所提控制器可以在保证混合发电单元对母线电压波动分频响应的同时，提高系统带恒功率负载时的大信号稳定性。

摘要:随着基于无线通道的配网差动保护被引入配电网，需要解决的关键技术之一即是两端故障数据的同步问题。基于保护启动时刻电压突变量的同步方法可以在不增加额外设备的情况下实现数据同步，但对该方法的同步精度和适用范围尚缺乏必要的理论分析和验证。通过叠加原理研究了多相故障情况下基于电压突变量的差动保护同步原理，并进一步分析了故障启动门槛、采样频率、故障初始角、谐波和各侧装置采样时刻不同对同步误差的影响，并进行了相关模拟仿真测试。结果表明，取5%的电压额定值作为启动门槛，采用每周波240点采样，能确保各侧装置在线路多相故障时启动时刻的同步误差小于30°，从而满足配网差动保护的同步要求。

摘要:针对传统差动保护逻辑在5G环境中使用时动作速度较慢的问题，提出了一种适用于5G通信的差动保护方法。首先，分析以光纤为传输媒介时，传统差动保护的逻辑原理和动作时序。其次，分析5G差动保护的通信现状以及将传统的差动保护逻辑应用在5G环境下存在的问题。并通过测算网络通信延时，分析了减少信息传递次数的必要性。最后，优化差动保护逻辑以降低通信延时对动作速度的影响。通过实验验证，改进后的差动保护动作时间加快了10~15 ms，约为信息在5G环境下的传输时延。

摘要:电力系统“三道防线”长期以来为保障电网安全发挥了重要作用，确保了电力系统遇到各种事故时的安全稳定运行。而继电保护担负着快速可靠切除故障的重任，是保障电网安全的第一道防线。首先，介绍了电网发展给“第一道防线”带来的挑战，分析了传统工频量继电保护内部故障灵敏度不足以及误动和拒动风险并存的原因。其次，梳理了继电保护应对挑战的措施，提出了基于故障模型参数特征的保护原理、基于多元信息的广域保护技术和基于暂态量的继电保护方法。最后，给出了构建更加完善和坚强“第一道防线”的建议。通过加强预防性控制在故障前、后阶段的功能，阻断继发性连锁故障的发生，同时加强第一道防线与后续防线的协同，共同抵御系统性事故的发生。

摘要:对电动汽车的充电过程进行优化调度有利于电网安全稳定运行，提升道路通行效率，提高可再生能源利用率，减少用户充电时间和充电费用。深度强化学习可以有效解决电动汽车充电优化调度面临的随机性和不确定性因素的影响。首先，概述了深度强化学习的工作原理，对比分析了不同种类强化学习的特点和应用场合。然后，从静态充电调度和动态充电调度两方面综述了基于深度强化学习的电动汽车充电调度算法研究成果，分析了现有研究的不足。最后，展望了该领域未来的研究方向。