摘要:根据常规斩波串级调速系统的拓扑结构，分析了调速设备故障时接触器保护在动作保护过程中主回路的暂态过程。由于接触器动作时间较长，在其动作期间调速设备易受到高电压、大电流的冲击，导致电力电子器件损坏。针对接触器保护的弊端，设计了带电子保护电路的主回路拓扑结构。并分析了高压失电工况下常规的和带电子保护电路的斩波串级调速系统的暂态过程，同时进行详细的理论推导，得出高压失电工况下理论分析的依据。最后在模拟带载试验平台上分别对常规斩波串级调速系统和增加电子保护电路的调速系统在高压失电的工况下进行测试。测试结果表明理论计算与实际测量值基本一致，同时验证了电子保护电路有效解决了有源逆变结构下的高压失电或者逆变颠覆的问题。

摘要:为了解决现有电力系统谐波检测方法普遍存在的对频率相近的谐波、间谐波分辨力不足和抗噪声干扰能力弱的问题，首次引入适应步长型间歇混沌振子解决以上两个问题，并介绍了应用间歇混沌振子进行频率估计的方法。此外，还提出了一种基于相态跃变型混沌振子的正弦信号幅值和相位简化估计方法，用以估计电力谐波和间谐波的幅值、相位参数。最后用一组仿真信号的检测结果，验证了适应步长型间歇混沌振子检测电力系统谐波和间谐波的有效性以及本文提出的信号参数估计方法的准确性。

摘要:针对输电网规划求解中存在变量多、维数高、约束条件复杂等导致难以求得全局最优解的问题，将蝙蝠算法应用于输电网规划求解当中。为避免原算法精度低、易陷入局部最优的缺点，提出在原算法基础上，通过逻辑自映射函数产生混沌序列对蝙蝠前n%适应度最优个体进行混沌优化，并建立计及线路建设费用、网损费用、输电线路走廊建设费用、N及N-1约束条件下的过负荷惩罚费用为目标函数的输电网规划模型。最终通过Matlab软件对IEEE-18和巴西南部46节点标准算例编程计算，结果验证了新算法在求解大维度输电网规划模型的可行性及高效性。

摘要:同步相量测量单元(PMU)的动态性能，是广域测量系统(WAMS)的各项高级应用可靠性的重要基础。提出一种基于大扰动的特征动态时段的瞬时值比较的PMU动态性能评测方法。将PMU相量数据还原为相量暂态录波数据，获取对应的实际暂态录波数据，分析两者在相关性、相量算法快速响应、纯幅值缩放和总体相似性上的差异，对PMU动态性能进行全面定量的评价。采用实际现场PMU数据验证了上述理论分析的正确性和可行性。此外，设计了在线评测系统，可应用于实际电网运行过程中实时监控和评价PMU动态性能。

摘要:传统的电网可靠性评估采用固定不变的元件年均故障率模型，难以适应电力系统短期风险评估需求。电网故障与灾害性天气具有较强的时间相关性，气象灾害具有明显的季节性特征，因此电网风险也具有时间波动性。在描述电网元件故障参数时，需要从原来的一维横向连续时间下的年均值模型，拓展到考虑历史同期(纵向)时间和导致故障的因素，特别是外部气象环境因素，以便更准确地描述时间及环境相依的电网故障率。在传统年均值模型的基础上建立了不同时间尺度、不同气象灾害类型下的元件故障模型，并依据此模型进行电网可靠性评估。按照该方法对西南某省级电网近3年内500 kV输电线路的故障数据进行了分析，对该电网的可靠性进行了评估。计算结果表明，不同时间段电网的可靠性指标与年均值相比具有较大差异，验证了时空环境相依的可靠性评估的必要性。

摘要:考虑到风的随机性和波动性，提出一种基于粒子群(PSO)优化B样条神经网络(BSNN)的短期风速预测方法。利用相空间重构方法确定BSNN的输入空间向量，BSNN可以灵活地改变对输入空间的划分和对隐层基函数的定义，对任意的网络输入，隐层基函数的输出只有少数非零，使网络输出简单，收敛速度快。但在传统的BSNN中，对输入空间节点位置的均匀划分是粗糙的，预测结果容易陷入局部极小而影响预测精度。粒子群优化算法是一种智能搜索方法，它具有较强的搜索能力并且容易实现，利用PSO优化BSNN输入空间的节点位置划分，可避免BSNN陷入局部极小并提高预测精度。仿真结果表明，基于PSO-BSNN的预测模型比传统的BSNN和BPNN预测模型具有更高的预测精度。

摘要:电力系统有功功率与无功功率耦合日益紧密，自动发电控制(AGC)与自动电压控制(AVC)相互解耦的模式会影响电网的运行控制效果。基于AGC与AVC不同的控制周期，在时间尺度上建立了分钟层和秒层两级衔接的AGC与AVC协调控制模式，提出了控制方法。在分钟层级上，建立有功功率与无功功率联合的最优潮流模型，提出AGC与AVC的联合优化控制方法；在秒层级上，完善AGC与AVC各自的控制策略，提出AGC与AVC的协调校正控制方法。通过算例验证表明，所提方法在满足AGC与AVC各自控制目标的同时，实现了电网的经济运行，抑制了AGC与AVC的相互影响，促进了AGC与AVC的相互支撑。

摘要:从电力系统谐波信号中快速有效地提取电能质量暂态脉冲信号，对提高现代电力系统的工作效率有重要意义。传统的快速傅里叶变换(FFT)方法速度较快，但精度不高，且无法准确检测出谐波信号中的暂态脉冲成分。为准确提取出暂态脉冲成分，同时检测出谐波信号成分，提出了一种基于联合字典的信号检测方法。该方法利用形态学成分分析(MCA)将原始信号分离与检测问题转换为约束优化问题。通过构造联合字典并利用交替方向乘子法(ADMM)求解约束优化问题，将信号中各成分单独表示出来。仿真算例表明，该方法能快速有效地分离暂态脉冲信号和谐波信号，准确检测出暂态脉冲信号的扰动信息以及谐波信号的特征信息。

摘要:电网薄弱点分析通常采用灵敏度分析方法。提出了一种基于回路的大电网可靠性充裕度评估的薄弱点辨识新方法。该方法采用回路可靠性参数作为电网可靠性评估的输入参数，结合Birnbaum恒定方法确定回路中元件的重要度。为更好地区分系统中的薄弱点，在传统电网可靠性评估系统指标的基础上，推导出了回路贡献指标，从系统-回路-节点三个层面反映了电网的可靠性情况及薄弱环节。对某省实际电网的评估结果表明，该方法不用进行复杂的灵敏度计算且有效减少系统状态数量，克服了传统可靠性指标无法准确找到系统薄弱点的问题。

摘要:小电流接地系统单相故障选线中，目前频带的选择方法中被广泛采用的是首容性频带方法，但是这种方法易受配网运行方式、线路参数不精确等因素的影响。为了克服以上缺点，提出一种基于矩阵束算法的配电网单相接地选线频带自适应获取方法。频带下限在不接地系统中为0，经消弧线圈接地为150 Hz；频带上限的确定方法为首先通过矩阵束算法提取各出线零序电流的共有频率以及对应的相位，然后找到满足相位关系的最大频率，此最大频率就是频带的上限。PSCAD仿真和故障录波验证了该方法在各种故障情况下的有效性。此方法有望提高小电流接地系统单相接地故障时的选线正确率。

摘要:主动配电网(ADN)模式是一种可以优化利用分布式能源资源的技术解决方案。在评估主动配电网的分布式电源接入方案时，计及分布式电源的发电效益成本以及其对电网运行影响的基础上，考虑分布式电源的减排指标，构建主动配电网低碳优化目标函数模型。在各指标权重赋值时，为避免造成人为主观性过强，根据1-9标度法，通过一致性校验形成判断矩阵，得到合理的权重系数。其次，为体现各指标变化趋势并具有一定区分度，采用隶属度函数对各指标值进行隶属化，将各自的效益值隶属化后与对应的权重加权。最后，基于遗传算法对IEEE14节点算例开展方案分析，得出分布式电源的优化规划方案，结果表明所提出的低碳优化模型合理有效。

摘要:分析了电子式互感器数据同步采样方面的问题，指出了二次插值理论和三次样条插值理论同步算法的不足。只有当数据采样频率较高时，才能使二次插值误差精度得到明显提高。三次样条插值的边界问题使计算过程变得复杂、计算量显著增大。提出了一种基于改进的三阶埃特金插值理论的同步算法，并对该算法的误差进行了理论分析和仿真。仿真验证结果与理论分析基本吻合。不同运行状态下，基波和各次谐波幅值及相角误差精度均满足IEC60044-8标准规定。改进后的三阶埃特金插值计算量小、精度高，在微机测量装置中易于实现，适于实际应用。

摘要:针对双馈(DFIG)风电系统在非理想电网条件下的运行特性，研究了电网谐波对DFIG输出特性的影响。定量分析了典型谐波作用时，DFIG输出功率和电磁转矩的脉动量的大小及与基波相比所占的比例。基于此，以消除电网谐波对DFIG风电系统输出特性的影响为目标，对理想电网条件下的比例谐振(PR)控制策略进行了改进与完善，提出了一种非理想电网条件下的PR控制策略。为验证该控制策略的正确性，对一台1.5 MW风电系统进行了仿真研究，结果表明所提出的控制策略能够显著消除由电网谐波引起的DFIG风电系统输出功率及转矩的脉动。

摘要:传统IEC闪变仪在检测由间谐波引起的闪变的准确性上存在不足。针对IEC闪变仪的适用范围及间谐波引起的闪变算法进行了研究。通过搭建IEC闪变仪检测模型及光通量数学模型，测得调幅波和间谐波下的闪变测量值、光通量波动频率及波动值，对调幅波引起的闪变值和光通量数据进行多变量数据拟合，得到光通量与闪变之间的关系，并将其作为光通量与闪变之间的标准关系式。依据标准关系式探讨了IEC闪变仪在检测间谐波引起的闪变时的适用性，采用基于升-降采样及峰值检测相结合的方法，弥补了IEC闪变仪在检测由间谐波引起的闪变的不足。

摘要:为研究同步发电机的稳定性和有功功率，利用凸极同步发电机的时空矢量图推导出其电枢反应的电动势平衡方程。在此基础上，通过DDSZ-1型凸极同步发电机接入三相对称负载的运行特性的实验结果，分析研究其转子磁路的结构对运行稳定性的影响，得出如果转子气隙较小则并联运行时发电机的稳定度较差，反之则稳定性较好的结论。最后利用同步发电机功角时空矢量图，推导出其电磁功率计算公式，并得出转子气隙对有功功率的影响，即在空间范围内各方向等比例增大转子气隙可以增加电机输出的有功功率。

摘要:风电机组并网运行前，需要进行低电压穿越能力的测试，专门的电压跌落模拟装置必不可少。基于此，研究了一种风力发电用变压器型电压跌落装置，可以模拟不同类型的故障，实现不同深度的电压跌落，电压跌落持续时间可调。为保证电压跌落测试系统能安全可靠工作，设计了完备的故障保护系统。通过建模仿真与现场测试实验，该装置可以满足实际工程需求，为风电机组低电压穿越测试中电压跌落装置实现方案提供选择与参考。

摘要:提出一种不依赖于特定通信介质的冗余通信检测及控制方法，其主要内容是对通信系统数据流进行分析，在接收方和发送方设计统一网络故障机制判断标准。在应用层的报文结构中设计了一种冗余控制数据块，应用程序通过对控制系统中接收和发送模块的冗余控制数据块的分析和处理，实现了系统中用户数据与测试数据生成、冗余发送通道选择、网络状态实时检测、网络切换及系统切换等功能。使用该监测及控制方法的HCM30000系统在溪洛渡-浙西直流输电工程的实验数据表明，该软件控制策略具有成本低、可靠性高、移植方便的特点，对于大型工业控制系统双系统双网络通道的冗余通信管理具有重要的应用价值。

摘要:在基于南方电网一体化运行智能系统的变电站一体化监控系统平台上，设计和实现了一套完整的变电站二次模拟仿真系统。对系统方案进行了详细设计，阐述了仿真系统主要技术特点，同时介绍了系统实现和应用的情况。仿真系统能模拟仿真多个变电站，不需要继电保护等二次设备即可灵活高效地执行各种静态试验、动态试验和雪崩试验等多种仿真试验。仿真系统与变电站数据完全耦合，可应用于培训、调试及事故重演和主站测评，实现成本低。

摘要:为了提高软件的可维护性和可扩展性，降低规约开发的复杂度，基于统一建模语言(UML)的状态图理论对IEC 60870-5-104规约主站端进行了分析。抽象定义了动作、事件和状态，利用UML状态图分层和并发特性设计了规约逻辑状态图，并使用Qt的自动机框架进行了软件实现。结果表明，设计出的状态图层次结构分明，逻辑关系清晰，各功能模块间相互独立，而且降低了耦合度，编程实现简单明了，体现了这种方法的优越性，对其他复杂通信规约的开发也具有一定的参考价值。

摘要:电网规划设计和运行管理中，需要使用电源规划、负荷预测、网络拓扑、电气参数等各类信息。目前这些数据存在统计口径不一致，信息不完备等问题。为此，提出了一种电网规划运行数据库与集成管理平台设计方案。该方案基于C/S软件架构，采用Oracle数据库进行数据存储，并以数据完备、减少冗余为原则进行了数据库的详细设计，涵盖了电网规划和运行管理所需的各类信息。在完成数据库设计的基础上，开发了集成管理平台，该平台主要提供了数据管理与维护功能以及电力系统元件模型自定义和电网运行方式管理功能。该设计方案已在南方电网得以实现，并作为后续各类高级应用的数据支撑和集成管理平台。

摘要:断路器闭锁分合闸是调度运行中会遇到的一类重大缺陷。该缺陷若不及时处理，在电网发生故障时可能扩大停电范围，甚至造成系统运行失稳风险。首先对断路器闭锁分合闸前后的系统运行极限进行了对比分析，表明断路器闭锁分合闸后电网已进入紧急状态, 需对相关断面进行潮流控制。然后对一些典型接线方式下断路器闭锁分合闸的如何处理进行讨论，提出在不能带电处理情况下，典型接线方式下隔离处理闭锁断路器的方法。最后对断路器隔离处理期间的风险进行了分析，提出相关防控要求，避免处理过程中再发生N-1故障导致局部电网解列或系统失稳。

摘要:针对微电网中由于存在多种分布式电源导致其系统频率稳定控制方式比传统的配电网复杂的问题，研究快速求出微电网离网频率异常时系统内存在的有功功率缺额值的计算方法。提出了一种快捷的微电网有功功率缺额计算方法，并分析了该有功功率缺额算法对于微电网离网频率稳定控制的意义。算例分析结果表明，该方法可以指导频率稳定控制系统对孤立运行微电网内电力设备进行精确的有功功率调度，使系统频率快速恢复正常。且可以指导微电网能量管理系统进行频率稳定控制策略的仿真测试与验证。

摘要:柔性直流输电系统的拓扑结构是其关键技术之一，对整个工程的性能和成本影响巨大。首先介绍了国内外柔性直流输电工程的发展情况，并分析了各种电压源换流器、模块化多电平换流器的技术原理。然后着重阐述了柔性直流输电系统主接线拓扑结构的最新研究情况，并对其应用范围、优缺点等做了归纳和分析。在此基础上提出将柔性直流输电仿真技术等作为下一步研究工作的重点，为今后的柔性直流输电工程拓扑方案的研究提供了一定的理论借鉴。