摘要:模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)中大量的开关器件给电磁暂态仿真程序(如PSCAD/EMTDC)带来巨大的计算量，使得仿真速度极其缓慢，给仿真研究以及工程设计带来极大的不便。通过进一步推导电容、电感Dommel电磁暂态数值计算方法，得到了电容、电感等值计算中的历史电流源递推公式，使得历史电流源的计算过程中不必再进行支路电流的中间计算，加快了计算速度。基于此历史电流源递推公式建立了MMC电磁暂态快速仿真模型，并在PSCAD/EMTDC中搭建不同端数、不同电平数MMC-HVDC系统，验证了该快速模型的仿真精度和提速效果。

摘要:经VSC-HVDC并网风电系统在风电场侧故障时，风电机组出口母线电压过低，极易引起风力机脱网。而双馈风力发电机(DFIG)传统的Crowbar技术在故障时将转子侧变流器(RSC)短接，使发电机定子侧失去了为电网提供无功的能力，风力机的低电压穿越能力较低。提出一种改进的DFIG模型，加入了主动式DC-Chopper，与传统的Crowbar相配合，降低Crowbar动作的概率，使得DFIG转子侧变流器可以控制定子侧在故障时期继续提供无功功率。并利用此改进的DFIG与VSC-HVDC协调控制，改善风电场侧母线电压水平。通过算例仿真表明，在严重故障时采用改进式DFIG的Crowbar仍未动作。从而大大降低Crowbar动作的概率，双馈风电机组RSC故障期间可以继续投入运行并为电网提供无功支持。完成故障期间DFIG两侧变流器与VSC-HVDC风电场侧变流器(WFVSC)之间的无功协调，使风电场具有更好的低电压穿越能力(Low Voltage Ride Though, LVRT)。

摘要:随着电动汽车渗透率的增加，电动汽车的无序充电会给区域配电网的运行带来很大压力。为了减小电动汽车负荷对电网的影响，提出了一种电动汽车智能充电的调度策略。在分时电价的基础上，将充电成本最小化和负荷方差最小化作为目标函数，考虑了充电机最大充电功率限制等约束条件，建立了电动汽车集中充电的多目标优化调度模型。采用了非支配排序遗传算法(NSGA-II)对优化模型进行求解，通过Matlab算例的计算结果验证了该策略的可行性和有效性。分析了不同数量电动汽车和不同时间窗口的取值对优化结果的影响，并据此给出了相关建议。

摘要:高速铁路车网耦合系统出现电压低频振荡现象，导致多个动车所的多台动车组牵引封锁，目前对其机理研究处于初期阶段。首先根据赫尔维茨稳定判据以及瞬态能量平衡方程判定车网开环系统的稳定性，并采用小增益定理分析电压振荡的影响因素。接着，基于十导体链式电路搭建精确的高速铁路全并联AT(autotransformer)供电系统模型，并基于瞬态电流控制建立CRH3型动车组电气模型。在此基础上，实现车网系统的互联，并仿真再现电压振荡现象。随后，采用FFT、小波分析及Prony分析的方法实现了振荡电压低频成份的辨识。

摘要:为了准确评估孤岛检测的实际性能，在传统的反孤岛测试电路的基础上，给出一种带整流性负载的反孤岛测试电路。利用公共连接点(Point of Common Coupling，PCC)处功率流的规律，得出了功率不匹配度的表达式。在不同的功率不匹配度下，利用该测试电路与传统的测试电路，分别对过/欠压、过/欠频以及电压谐波检测方法进行仿真分析与比较。仿真结果表明，整流性负载的存在会导致过/欠压、过/欠频检测方法的检测盲区(Non-Detection Zone，NDZ)发生偏移，且偏移程度与整流性负载电阻、滤波电容的大小有关；同时，带整流性负载的测试电路是有效和实用的。该测试电路能准确反映孤岛情况下电压谐波的实际响应特性，且电压谐波的大小与整流性负载电阻的大小有关。

摘要:电网中发生潮流转移现象后，受影响的输电线路会承受大量的转移负荷，进入过负荷运行状态。距离保护后备段的整定要求躲开线路正常运行时的最小负荷阻抗，因此潮流转移带来的线路过负荷将会对距离保护后备段带来显著影响。针对这一情况，提出了一种能够应对潮流转移情况的距离后备保护整定方案。该方案基于广域保护系统，利用WAMS可测幅值与相角的特点快速计算线路的视在阻抗值。然后根据线路视在阻抗的变化幅度确定线路所承受的转移负荷比例，针对线路不同的过负荷状态进行与之对应的后备保护整定值调整，既防止过负荷线路上的后备保护发生误动，又使后备保护保有正确识别短路故障的能力。最后将整定信息与负荷波动情况上传至调度中心，为调度中心进行负荷控制提供辅助决策，并依据调度中心的决策进一步调整后备保护的整定值，直至线路恢复正常的负荷输送状态。以新英格兰10机39节点系统为样例，采用BPA仿真验证了该方案的有效性。

摘要:提出了基于通用功率变换器的交直流混合配电网系统架构概念，在解决传统交流配电网电能质量问题同时，满足直流配电网发展需求。首先提出了一种结合电压平衡控制器(VBC)和四桥臂型三相四线制电压源变换器(VBC)的新型UPC整体系统结构，并给出一种基于交流电流跟踪补偿的并网VSC和基于恒定直流电流脉冲触发模式的VBC整体协调控制策略。最后通过搭建75 kW仿真实验系统验证了UPC在直流配电、分布式电源直流并网和交流配电网电能质量治理等方面性能的有效性。

摘要:提出了一种新的电力系统输电线路的故障选相方案。该方案首先构造了电流、电压信号的一种虚拟的瞬时能量；然后利用电流与电压的瞬时能量的比值构成瞬时能量比，作为故障选相的指标；最后将这些指标值与相应的阈值作比较完成故障选相。在PSCAD/EMTDC搭建了一个典型的双端供电的电力系统模型对所提出的方案进行仿真验证。仿真结果表明，所提出的故障选相方案能够在不同的故障电阻、故障位置和故障初始角等故障情况下正确地完成故障选相，并且具有响应速度快、抗高斯白噪声、抗高过渡电阻等优点。

摘要:在大型直驱风电机组中通常采用变桨距的方法来提高风能利用率，调节发电机组的有功功率。但由于风速变化的随机性和风力发电机组的非线性特点，传统的PID控制算法并不能取得令人满意的效果，为此提出了模糊Smith预估控制方法。在模糊理论和Smith预估控制理论的基础上，分别对模糊控制器和Smith预估控制器进行设计，最后将两者相结合，并在Simulink平台上搭建了模型，进行了仿真。仿真结果表明，所提方法在风速变化超过额定风速的情况下，能够通过控制桨距角使风力机转速稳定在额定值，实现直驱风电机组的恒功率控制。

摘要:基于深度信念网络，构建了深度信念网络分类器模型，分析并用典型数据集对其分类性能进行测试。在此基础上结合电力变压器油中溶解气体分析数据，提出了基于深度信念网络分类器的变压器故障分类新方法，它使用油中溶解气体分析结果作为故障分类属性。对所提出的方法进行了测试，测试结果表明该方法适用于变压器故障分类，具有较强的从样本中提取特征的能力和容错特性，性能优于BP神经网络和支持向量机的方法。

摘要:六相电励磁同步风力发电机(SP-EESWG)是一种特殊的变速恒频风电机组。以风电机组各部分的数学模型为基础，详细考虑风力机的风能利用特性、整流-逆变电路的稳态特性，以及机组所采用的最大风能跟踪控制、直流电容电压控制和并网逆变器控制对稳态特性的影响，建立了SP-EESWG的稳态模型，并将其应用于含SP-EESWG电网的潮流计算。最后，以单机无穷大系统和IEEE 14节点系统两个算例验证了所提模型的正确性和有效性。仿真结果表明，不同风速情况下，现有文献广泛采用的风电机组简化潮流模型与该模型的计算结果均有不同程度的误差。其中，一阶和二阶简化模型的误差较大，不宜用于SP-EESWG的稳态特性分析；当风速处于额定风速附近时，三阶简化模型与该模型的误差可以忽略。

摘要:分布式电源接入配电网，会对DG投资商、配电网公司及用户等相关主体的经济效益产生影响。从分析DG接入配电网对系统网损、电压分布和用户可靠性影响出发，在潮流计算的基础上，首先通过计算能反映各节点负荷对系统网损影响程度的指标，即视在二次精确矩和能反映配电网中母线电压稳定性的指标，并结合用户的可靠性要求，先得到DG并入电网的候选位置。然后，分别以DG独立投资商单位年投资效益最大和DG接入改善电网所得效益最大为目标建立多目标优化函数。模型求解中，利用改进的非劣排序遗传算法，通过分段式染色体操作，实现DG类型、位置及接入容量的同时优化。利用能反映用户效益的评价协调函数对算法所得结果做进一步的选择，使最终所得的结果更科学合理。最后，利用IEEE69节点系统进行仿真算例分析，验证了所提DG优化配置模型和协调规划方法的正确性。

摘要:非线性的光伏电池要求在不同光照和温度等工况条件下实时变更电压、电流等负载特性实现MPPT追踪光伏电池最大功率点。针对一般遗传算法用于MPPT最大功率点追踪过程中出现的早熟、收敛慢等不足，提出一种改进的量子遗传算法与扰动法相结合的算法。在电路拓扑结构上采用Buck-Boost电路替代传统的Buck电路或Boost电路，并在Matlab/Simulink下进行了建模仿真。实验结果表明，该算法具有良好的最优点搜索能力和跟踪能力，且控制精度高，同时有效抑制了最大功率点附近的波动，证明了该控制方法的准确性和有效性。

摘要:针对独立型微网优化配置问题，采用风速、光照强度及负荷的概率模型和序贯蒙特卡罗模拟法处理风光出力和负荷的不确定性。建立了以总净现费用为经济性优化目标和以年二氧化碳排放量为环保性优化目标的多目标优化配置模型。通过设置概率约束的方法处理相关不确定性下供电可靠性约束问题，最后采用改进的非劣排序遗传算法对某算例进行仿真计算。讨论了供电可靠性置信水平和柴油价格增长对优化配置结果的影响，结果表明所提优化配置模型和方法的有效性。

摘要:近年来，风、光电等新能源发展迅速，而相配套的水、火电等常规能源发展速度放缓，且在电网并网电源结构中，所占比例呈逐年下降趋势。以某电网为例，从风电反调峰出现概率、风电对电网负荷波动的实时贡献率指标以及光电的出力特性等几方面分析大规模新能源系统接入电网后对系统调峰产生的影响。并对该电网水、火电等常规电源的现有开机方式与系统调峰之间的关系进行了研究。在此基础上核算出该电网的调峰能力以及能够接纳风、光电等新能源的规模。

摘要:为了合理地计量谐波电能，提出了一种基于谐波功率分解的奖惩性电能计量方法。根据谐波电压、电流采样数据采用复线性最小二乘法估算谐波等值电路参数，然后通过谐波功率分解求解系统谐波功率和用户谐波功率，基于奖惩性计量模型即可得到奖惩性谐波功率。该方法考虑了公共连接点处谐波功率的分解，能够更合理地计量典型工况下的谐波功率。最后以IEEE14节点系统为例进行仿真分析，结果验证了所提方法的合理性和实用性。

摘要:为杜绝电压互感器(PT)并列反充电导致并列装置损坏、空开跳闸等故障发生，研制出一种基于ARM的具备故障定位功能防反充电PT并列装置。详细介绍了该装置工作原理及总体构成、软硬件设计。该装置通过采集、计算同相电压差值作为并列必要条件，具有传统PT并列装置没有的防异常并列、防反充电功能。且并列电路中设计有由新型电子元件自恢复保险丝(PPTC)构成的过流阻断电路，可瞬时隔离故障并能自动恢复。通过电压比较、判别，能自动定位、识别高压保险熔断、二次空开跳闸、母线接地等故障，并实时显示各相电压值及故障信息，大大缩短检修人员故障查找处理时间，提高了供电可靠性。

摘要:随着智能变电站和智能调度的快速发展，现有安全稳定控制(简称稳控)管理系统存在多方面的不足。基于统一应用支撑平台，研制了新一代稳控管理系统。分析了稳控管理系统的硬件结构，设计了分层模块化的软件架构，提出了支持EMS/稳控管理一体化运行的数据库模式，实现了一体化建模和一体化数据展示。重点阐述了稳控装置的统一接入、远方控制、可视化展示、策略预警和智能告警等功能。研制的系统已经在多个电网得到成功应用，为稳控系统的运行管理和事故处理提供了技术支撑。

摘要:为了有效提高牵引网的供电可靠性和持续性，针对现有高速铁路牵引变电所继电保护系统所存在的不足，提出了一种全并联AT牵引网状态测控系统方案。通过阐述其基本原理和系统构成，利用故障潮流符号值法，给出了各种类型牵引网短路时的故障判断方法。结合牵引网分段供电，对一实际工程算例进行了Matlab/Simulink建模和仿真分析。结果表明，该模型能够实现故障切除与恢复供电，达到了缩小停电范围和提高牵引网供电可靠性的目的，验证了该方案的正确性和有效性。

摘要:近年来频发火烧山导致输电线路跳闸，对输电线路安全运行造成了很大的影响。针对输电线路长链状结构、山区公网信号覆盖不到位的情况，提出利用无线Mesh网络特性、采用嵌入式技术和长链状低功耗路由算法。根据山火特性，开发了以山火探测终端、中继器以及协调器组成的探测通信网络和基于B/S架构与GIS的专家监测软件构成的山火预警监视系统。经挂网运行数月后表明，该系统能准确探测和传输火灾信息，为输电线路山火预警提供了一种有效手段。

摘要:提出了一种结构灵活、功能可配的智能变电站二次系统通用测试平台方案。通过双向接口整合动态模拟、数字仿真等系统资源，建立不同电压等级变电站一次系统模型、设备运行环境。通过配置文件、物理设备构建智能变电站系统级通用平台，可以实现在智能变电站系统环境下对继电保护、时钟同步系统、网络架构、高级应用等对象的闭环测试。建设的通用测试平台在事故反演与分析、工程调试，尤其是在国家电网公司二次设备入网检测工作中发挥了重要作用，具有较好的创新性与较强的实用性。

摘要:分析小水电地区，联络系统的主供线路故障跳闸后，小水电侧形成孤网运行，将出现高频、高压的工况，引起用户电器设备损坏，同时影响电网的检无压重合闸动作。针对此现象，在研究小水电现有过电压解列装置的不足与小水电接入系统的状况，提出了一种适用于小水电机组的解列装置。在过电压保护的基础上增加频率判据，在异常情况下快速准确地将小水电解列，以避免对用户电器设备的损坏，提高供电质量与系统运行可靠性。实际运行证明，这种小水电解列装置的使用能有效地解决孤网运行高频高压的危害，同时提高电网安全稳定性和供电可靠性。

摘要:在分析分布式电源特性的基础上，建立了含分布式电源的购电成本最小、网损费用最小、投资成本最小以及电压稳定裕度最大的多目标优化模型，能够比较实际、科学地反映DG规划布局。在此基础上，应用超效率数据包分析评价方法，明确各目标函数的权重组合方案，将DG多目标规划问题转换成单目标规划问题。鉴于传统萤火虫算法具有容易早熟、过度依赖控制参数的缺陷，将混沌搜索策略和全局思想融入到萤火虫算法，提出了一种改进型萤火虫算法；并将其应用于解决分布式电源的规划问题。通过算例验证所提算法具有良好的实用性和适应性，并且也验证了所提模型的实际意义。