摘要:微网群位于多节点配电网系统中，目前的研究大多只针对微网群的控制策略或能量调度问题，没有同时针对这两种问题进行的研究。因此，提出一种上层调度与下层控制联合优化的管控一体化策略。上层调度系统采用基于二阶锥优化的最优潮流算法对多节点系统进行能量调度，并与节点内微网群实时信息交互。下层微网群控制系统中提出一种改进的混合优化控制策略，在消除无功功率分配不均问题的同时提高系统的有功功率动态性能，并保证电压与频率的一致性稳定收敛。当负荷突变后超过微网群最大发电功率时，以微网群的功率需求作为上下层联动的标准，调用上层根据新的功率需求进行潮流的重新分配，通过通信网络向下层传递更新的参考信号，进行一种调度与控制的有机联动，保证系统的稳定性。仿真采用微网群系统接入30节点配电网运行作为算例，验证了管控一体化策略对系统的稳定性、可靠性和抗干扰性有很大的提高。

摘要:电动汽车充电负荷受气象因素影响显著，且在不同区域显示出相应的特征。提出一种计及气象因素的区域电动汽车充电负荷建模方法，以便更准确掌握电动汽车充电需求。首先，建立车载空调耗电量和车载电池容量随气温变化的关联模型，分析不同气象条件下电动汽车的充电需求。其次，建立适宜气象条件下区域电动汽车充电负荷时空分布模型框架。进而，引入气象因素对电动汽车充电需求的影响，提出计及气象因素的区域电动汽车充电负荷建模方法，刻画电动汽车充电负荷随气象变化的关系。最后，基于上海市典型日气象数据进行仿真，结果表明，电动汽车充电负荷受气象因素影响明显，所提建模方法能有效反映不同气象条件下区域电动汽车充电负荷的变化情况。

摘要:针对远距离大容量输电系统中出现的多机系统次同步振荡(SSO)，分析了利用STATCOM附加电流的抑制策略，采用了模态解耦控制方法，详细介绍了控制器参数整定过程。在此基础上，建立了网络中各元件的端口等效导纳矩阵。采用分散消元的复转矩系数法，可以简化全系统复频域网络方程的生成，便于分析发电机组的等效电气阻尼特性。最后以此方法分析了某实际串补输电系统的SSO特性以及STATCOM对SSO问题的抑制效果。结果表明，该装置能够增加所有不稳定模态的电气阻尼，有效抑制次同步振荡，为系统中存在的多机多模态次同步振荡问题的解决提供了参考。

摘要:智能电网中大功率电器飙升及智能终端的普及，导致需求侧用电负荷增加所造成用电困难的问题。从分布式发电、市电以及居民用电三个角度考虑需求侧调度场景，并对其构建分时电价模型。随后，通过引入居民舒适度、用电经济度和负载方差三个衡量调度性能函数，构建出一种基于调度性能函数的加权优化目标模型。考虑到复杂多方的分时电价模型参与调度，提出了一种改进的遗传算法对需求侧进行用电调度来最小化目标函数。该算法通过加入精英选择策略和进化逆转操作，可有效地减少算法迭代次数，以取得目标函数最优值。然后，从理论上对所改进的遗传算法进行收敛性证明。最后，通过算例仿真验证了算法的有效性，并在满足居民用电舒适度的同时降低了31.29%的用电成本。

摘要:基于电压源型换流器的高压直流输电系统的故障电流幅值大、上升速度快，现有直流断路器的故障电流开断容量和开断速度受到很大挑战。提出一种基于饱和铁心型超导限流器的混合直流限流电路，利用饱和铁心型超导限流器及限流电阻共同作用实现阻感复合限流，并借助吸能电阻达到加速故障电流清除、缓解直流断路器开断压力的目的。根据直流故障暂态特性，结合该混合直流限流电路与混合式直流断路器的配合策略，分阶段对该混合直流限流电路的工作原理进行理论解析。通过数学推导给出所提混合直流限流电路的参数设计原则。最后，在PSCAD/EMTDC仿真平台中对所提混合直流限流电路的原理正确性和功能有效性进行验证。结果表明，所提混合直流限流电路能有效抑制故障电流、缩短故障线路隔离时间、减少避雷器吸能并能实现饱和铁心型超导限流器快速恢复。

摘要:配电网故障测距主要依靠双端行波法和双端阻抗法，线路换相会造成故障点两侧终端采集的电压电流相序不对应，导致测距结果不可信，因此迫切需要自适应相序识别方法来解决双端电气量不对应的问题。在配电终端同步采样的前提下，利用沿线分布负荷对系统电压电流影响较小的特性，分析了两种换相方式的不同换相次数对于相邻配电终端采集电气量与故障信息产生的变化，提出了一种自适应相序识别方法。该方法通过计算相邻配电终端采集电气量的相似系数与相角差，统计同一次故障的动作或告警信息对应关系，判断其保护区内线路以何种方式换相以及换相次数，实现相序识别。通过判断配电终端采集电气量的相位超前关系，实现互感器反接的自动识别，无需外加装置或人工配置。仿真结果表明，该方法可有效识别任意相邻终端之间电压电流相序关系，具有较高的准确性，为双端测距法的工程应用提供了保障。

摘要:在高新能源渗透率下的直流微网系统中，电力电子器件比例不断提高，导致系统存在低惯性问题，降低系统运行稳定性。为此提出了一种改进的虚拟惯量和阻尼系数自适应控制策略。该方法通过类比交流系统逆变器的虚拟直流发电机控制，分析直流微网系统在虚拟惯量和阻尼系数控制下负荷扰动量与输出电压扰动量的关系特性，将自适应控制策略引入虚拟惯量和阻尼系数。通过建立小信号模型，利用系统输出阻抗结合阻抗比判据给出虚拟惯量和阻尼系数的变化范围和边界，分析虚拟惯量和阻尼系数自适应选取下系统惯性变化及母线电压响应效果，该方法提高了直流微网系统惯性，同时改善了直流母线的动态响应。最后通过Matlab/Simulink仿真和RT-LAB半实物实验，验证了所提控制策略的有效性。

摘要:针对电动汽车锂离子动力电池承受高频功率需求造成其循环寿命衰减的问题进行了重点研究。首先，分析了由锂离子动力电池、超级电容和多端口双向DC/DC变换器构成的混合储能系统工作特性，揭示了工况周期tmax、负载电流调节频率 与小波分解阶数 的关系。进而提出了车载混合储能系统Symlets小波变换能量管理方法，实现了功率需求高频暂态分量和稳态分量在功率型储能装置和能量型储能装置之间的功率分流。最后，通过实验验证了高速公路经济性测试(Highway Fuel Economy Test, HWFET)工况下的分流效果。实验结果表明，所提出的Symlets小波变换能量管理方法可降低锂离子动力电池所承受的高频功率需求，且系统输出电压的峰值波动比Haar小波低51.8%。

摘要:随着我国风电能源的不断发展，大规模风电集中接入电网对送端系统暂态功角稳定的影响问题仍然不容忽视。以双馈型风电集中接入受端大系统为分析对象建立等效模型，并基于双馈风机的功角特性和暂态特性展开分析。首先，采用单端送电系统同步机的电磁功率解析表达式，通过分析风电等出力置换火电出力接入系统对电磁功率方程的影响推断出风电接入对同步机初始功角的影响。其次，通过负负荷接入与风电接入两种接入方式的对比分析了双馈风机在故障发生后有功功率和无功功率特性对同步机电磁功率方程的影响，并基于等面积定则(EAC)分析了双馈风机接入对系统暂态功角稳定性的影响。研究结果表明，风电等出力置换火电出力时同步机初始功角减小，暂态稳定性升高；双馈风机的有功功率和无功功率特性对系统暂态功角稳定性具有正向作用。最后，通过仿真验证了理论的正确性，并在实际电网中得到了验证。

摘要:随着电能质量在线监测系统建设的深入，IEC规定的数据标记已不能应对暂态电能质量扰动在传播过程中引发的电压变动对闪变检测的不利影响，给闪变源定位方面的技术监督工作带来巨大挑战。针对该现状定义了暂态电压变动并给出刻画其电压均方根值形状的特征量，而后基于IEC闪变仪分析各特征量变化对闪变检测结果的影响特性及程度，实现考虑背景的暂态电压变动引起闪变水平的量化，给出幅值差的限值建议，并通过实例验证。最后面向不同场景在线监测数据，总结长时闪变月趋势数据分布特征，提出应用统计学准则的四分位数判别方法，分析结果表明了该方法的有效性，为暂态电压变动造成闪变超标的监测点快速筛查提供可选方法。

摘要:目前智能变电站的数据流异常检测对准确性和实时性要求较高，采用简单阈值的检测方法已无法满足要求。针对这一问题，基于智能变电站体系架构，提出了一种将改进的密度聚类算法和改进的单类支持向量机算法相结合用于智能变电站异常数据流检测的方法。使用k-dist图优化密度聚类算法对正常数据流样本进行聚类，形成样本簇。使用改进的粒子群算法优化单类支持向量机算法建立相应的检测模型，对异常数据流进行检测。通过仿真与传统检测方法进行对比分析，验证了所提方法的有效性。结果表明，与传统OCSVM方法相比，所提异常检测方法将常规数据流样本拆分为多个OCSVM模型，可以更紧密地包裹正常样本，检测效果较为理想，检测准确率高于99%，可以满足异常数据检测对准确性和实时性的要求。

摘要:为挖掘变压器运行状态参量间的关联关系，量化外部环境对变压器运行状态的影响，提出了一种基于卷积神经网络和门控循环单元组合神经网络的变压器短期故障预测方法。首先，通过关联规则挖掘变压器状态参量间的相关性，结合变权思想进行综合状态评估，引入指数函数建立表征变压器运行状态的故障率模型，并将其作为预测状态参量。其次，考虑外部环境对变压器运行状态的影响，分别从日期因素、气象因素和生产工艺因素构建变压器故障预测特征集。然后，利用卷积神经网络在高维空间提取特征集与故障率间的特征向量，将结果输入门控循环单元进行优化训练，从而预测变压器故障率的发展趋势。最后，通过某海上平台变压器的故障预测趋势分析，验证了所提方法的可行性与有效性。该方法与长短期记忆模型、GRU模型、CNN-LSTM模型和支持向量机模型相比，具有更高的预测精度与更高的预测效率。

摘要:随着风电渗透率的不断提高，风电不确定性和间歇性对电网保护方案的影响愈加显著，基于固定阈值的保护整定方案不再适用于复杂多变的电力系统。基于此，提出了基于正序电流的风电接入电网自适应阈值差动保护方案。首先，以含风电场的标准电力系统为例，剖析了风电“T”型接入对传统电流差动保护的影响机理。在此基础上，以正序电流为故障信号，以故障位置和故障发生时间为自变量，建立了自适应阈值差动保护模型。为了提高求解效率以适应保护控制的要求，提出了基于PSO算法的二阶段求解方法。其中：阶段1以故障位置为优化变量，得到对阈值影响最高的故障类型；阶段2在阶段1的基础上引入故障开始时间，仅针对阶段1得到的故障类型进行二维优化，可以明显缩短计算时间，以实现阈值计算的快速性和准确性。最后，基于Matlab仿真分析，验证了该方法的正确性和有效性。

摘要:高增益DC-DC变换器正越来越多地应用于太阳能光伏或其他可再生能源发电系统。良好的稳态和动态性能以及更高的效率，是为上述应用选取变换器的先决条件。为此，提出一种高增益DC-DC升压变换器。首先，详细阐述了该新型变换器的拓扑结构与工作原理，在此基础上，对其电路参数进行了设计。然后，将所提变换器与最近提出的其他类似变换器在各种性能参数上进行了比较。最后，采用Matlab软件建立了系统仿真模型，并研制了实验样机。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。所提变换器只使用一个功率开关，具有连续的输入电流，同时能够降低开关器件间的电压应力。占空比的工作范围更宽，并且在较低的占空比下可以获得较高的电压增益。输入电流连续是DC-DC变换器的一个理想特性，所提变换器非常适合太阳能、光伏应用。

摘要:为满足智能变电站不断提升的海量高速数据处理要求，采用多核SoC+FPGA硬件方案，基于SylixOS嵌入式实时操作系统，研究分布式、多板卡结构的保护装置平台技术。提出FPGA高速前置数据处理设计，讨论多板卡互联的LVDS高速总线和CAN实时通信技术，并给出多板卡精确时钟同步和采样同步方案。基于异构多处理软件模型，研究了多核多任务并行处理架构，提出利用多板卡数据相互校核进一步提高装置可靠性的技术方案。最后基于软硬件平台技术，采用全国产化器件，完成了一系列继电保护装置的研制和测试。通过现场试运行检验，验证了该自主可控技术方案的可靠性和先进性。

摘要:随着可再生能源和新型用电负荷的快速发展，源-荷双侧不确定性逐步增加，给电网调峰调频带来了更大挑战。因此，亟需将可调负荷纳入实时调度范畴，提升电网运行平衡和调节能力。首先，分析了将可调负荷作为自动发电控制对象的可行性。然后，以电动汽车参与电网调频为应用场景，提出了可调负荷参与多级电网实时调控的系统架构。通过构建安全接入区、应用多元负荷调控终端等关键技术，实现了多级调度对可调负荷实时感知和秒级控制，将负荷参与电网调节的响应速度由分钟级提升至秒级。通过西南电网源网荷储多级协同调控示范工程实践，验证了所提技术路线的有效性和优越性。最后，针对大规模可调负荷常态化参与电网实时调控，提出了研究方向和发展建议。

摘要:为了实现配电终端设备点表自动生成功能，降低配电终端设备配置和维护的成本，提出一种基于智能电子装置的配电终端建模方法。利用面向对象建模方法分析并归纳了分布式配电终端的功能，然后根据智能电子装置的分层结构分别建立分布式配电终端的逻辑设备、逻辑节点以及数据对象的模型。提出一种基于XML语言实例化配电终端模型的方法，搭建了配电主站-终端设备信息管理平台，验证了配电终端模型的准确性和适用性。验证结果表明，基于智能电子装置建模方法建立配电终端的模型是可行的，建模后的配电终端设备能够自动生成点表，完成与主站之间的配置工作，从而提高配电终端接入主站的效率。

摘要:针对传统配电网两级动态无功调度策略存在的均衡度低、耗时长的问题，提出了考虑分布式电源无功调节的配电网两级动态无功调度策略。根据分布式电源的无功调节原理，设计了配电网安全态势功能模型，在引入数据处理技术的基础上，评估了配电网的网络安全态势。利用配电网两级的输出信道带宽，构建了影响配电网两级电力负载的期望方程。基于配电网节点耗能因子矩阵，得到了配电网两级动态无功调度的负载输出项，完成配电网两级动态无功调度的统计分析。通过制定配电网两级动态无功调度策略，实现了配电网两级的动态无功调度。实验结果表明，考虑分布式电源无功调节的配电网两级动态无功调度策略的均衡系数大于0.7，调度耗时在5 s以下，不仅具有更高的均衡度，还可以确保配电网两级动态无功调度具有更高的效率。

摘要:拓扑识别是配电台区的技术热点之一，拓扑关系是电网普遍需求。在不额外增加拓扑识别硬件的条件下，利用台区同期电能数据进行拓扑识别，是有别于专用拓扑装置的另一种方法。研究了基于基尔霍夫定律的智能装置父子关系的特征条件和数学组合算法，并研究了基于聚类分析的拓扑识别算法，实现了从台区总出线开关到用户电能表的拓扑识别过程。提出了智能装置拓扑关系的主要数据结构和拓扑数据表单。基于聚类分析的机器学习方法和组合优化算法的拓扑识别技术，对于配电台区的运行和维护具有实用价值，对于配电数据孪生应用具有参考作用。

摘要:为解决现有双馈风电机组频率控制策略不能充分利用转子动能支撑电网频率及风机转速恢复造成的二次频率冲击问题，提出了一种计及转速平滑恢复的双馈风电机组自适应频率控制策略。首先在电网频率支撑阶段，借助指数函数将风电机组频率控制系数和电网频率偏差建立耦合关系，使频率控制系数随频率偏差增加而变大，从而使风电机组在频率支撑阶段释放更多能量，提高频率最低点；其次在风机转速恢复阶段，借助一次递减函数在预设时间内将控制系数平滑减少至零，实现可控的转速恢复，同时消除转速恢复对频率的二次冲击。最后，通过EMTP-RV软件搭建了IEEE 4机2区域的电力系统模型，验证了所提策略的有效性。

摘要:同步发电机组的低励限制需先于失磁保护动作，而低励限制和失磁保护的判据完全不同，因此二者的整定与配合一直是网源协调的一个难点。从隐极同步发电机静稳边界的功率方程出发，推导出静稳边界在功率平面上消除了机端电压的抛物线型表达式。将失磁保护与低励限制的判据统一为功率平面的抛物线型静稳边界，提出了一种低励限制与失磁保护配合的新方案。该方案物理含义明确，易于整定，可以保证失磁保护与低励限制之间的严格配合关系。对某600 MW火力发电机组开展分析计算，验证了新方案的有效性，在提升同步发电机组进相运行能力的同时保障机组和电网安全稳定运行。