摘要:建立了单相LCL滤波器双闭环控制系统的数学模型。应用频域法和齐格勒-尼科尔斯法对系统进行了稳定性分析，并初步整定了内外环参数。针对传统PI参数整定的不足，采用遗传算法对外环PI调节器参数进行全局寻优。利用遗传算子的选择、交叉、变异操作，逐代产生PI调节器参数优良个体。在适应度函数中加入上升时间和超调惩罚作为适应性评判的一部分。Matlab/Simulink仿真实验表明，所优化的控制器参数能有效地抑制并网电流谐波，具有较好的稳定性和动态特性。

摘要:用户负荷数据监测是实现需求侧管理的基础，非侵入式负荷监测技术是负荷监测的重要发展方向，而事件检测是非侵入式负荷监测中的一个关键环节。对适用于模型选取问题的贝叶斯信息准则进行建模，将贝叶斯信息准则首次运用到事件检测当中，利用快速事件检测算法降低贝叶斯信息准则检测算法的误检率，并能解决CUSUM算法中产生的漏检问题。最后采用真实数据集进行测试。实验结果表明，相比于CUSUM算法，基于贝叶斯信息准则的事件检测算法能达到更好的检测准确性，并且能明显提高计算运行的速度。

摘要:配电网中应用小电阻接地方式可以确保系统能更快排除接地故障，有效降低过电压。但现阶段小电阻接地系统接地故障零序过电流保护定值过高，系统发生高阻接地故障时易拒动。提出一种基于各出线零序电流比较的接地保护方法，利用集中式保护装置收集各出线零序电流信息，选择零序电流幅值远大于其他出线或者相位超前其他线路零序电流以确定相位的线路为故障线路。该方法原理简单，可作为现有接地故障的后备保护，并可有效提高小电阻接地系统接地故障保护灵敏度。

摘要:虚拟同步机技术的应用，使得分布式电源具有同步发电机特性，可实现离网运行，其可控惯量对离网条件下分布式并联系统的频率稳定和有功振荡有很大的影响。基于离网条件下的虚拟同步机分布式并联系统，以两端输出有功功率振荡为标准，利用李雅普诺夫方法推导暂态能量函数，分析两端惯性时间常数对系统有功振荡的影响。根据分析结果，对暂态期间惯性时间常数进行控制，抑制有功振荡幅度，减小振荡时间，从而提高系统暂态稳定性。最后，利用PSCAD/EMTDC?软件建立模型进行仿真，验证所提方法的可行性。

摘要:特高压直流输电线路长、发生故障概率大，其常规纵联电流差动保护的快速性较差且耐受过渡电阻能力有限。相关系数可定量描述两个变量的变化趋势，且不受变化幅度影响。为此，首先立足直流线路故障暂态特性，利用两端电流和、差计算相关系数，构造了判据特征量。其次，基于判据特征量在区内、外故障的不同特性，计及直流输电系统控制特性，提出了纵联保护新原理。该原理无需电容电流补偿，耐受过渡电阻能力和快速性优于常规纵联电流差动保护；且对信道要求低，利于工程应用。最后，利用PSCAD/EMTDC仿真验证了新原理的有效性。

摘要:光储联合发电系统接入配电网给其优化调度带来了新的资源和挑战。分析了光储联合发电系统接入配电网后对配电网电压和网损的影响机理，揭示了光储系统的有功无功调控对配电网调压和降损的重要地位。构建了以系统有功网损最小和电压越限风险最小为优化目标的拓展无功优化模型。该模型在传统无功优化模型的基础上增加储能有功出力和光伏发电功率因数作为控制变量，丰富了有源配电网无功优化的内涵。采用带精英策略的非支配排序多目标优化遗传算法(NSGA-II)求取帕累托前沿，并根据模糊集理论选取最优折衷解。与多种无功优化方案进行仿真比较，结果表明所提出的双目标拓展无功优化模型能够实现含源配电网中有功潮流和无功潮流的协调优化，在充分挖掘系统节能降耗潜力的同时提高配电网电压运行安全裕度。

摘要:由锂电池和超级电容器组成的混合储能系统(HESS)具有响应快速、短时吞吐功率能力强的优点，可以很好地作为电网的分布式储能设备补偿电网频率波动。提出在储能单元体系优化匹配下，基于荷电状态(SOC)反馈的自学习平滑储能控制策略，自主归纳更新混合储能的控制规则，利用虚拟同步电机(VSG)技术来解决可再生能源功率波动引起的电网频率偏移问题。最后，在Matlab/Simulink中建立了光储微网模型。通过仿真验证了配置混合储能单元的VSG能有效模拟出同步电机的转动惯量与一次调频特性，提高了并网系统的稳定性。

摘要:作为灵活交流输电系统(FACTS)的典型应用之一，统一潮流控制器(UPFC)可对线路的有功和无功潮流进行快速调节。考虑UPFC保护系统在交流线路故障后可快速将UPFC从系统中隔离，在UPFC安装处形成功率变化量源，从而对工频变化量方向保护造成影响。以国内某实际500 kV UPFC工程为依托，介绍了UPFC的工作原理及其保护系统设计，依据工频变化量方向保护的动作原理，以UPFC本侧保护为例，定量分析了正反向故障时的工频变化量阻抗特征。正方向故障时，工频变化量阻抗仍近似反映为系统阻抗与线路阻抗之和的相反数，工频变化量保护可靠动作。反方向故障时，故障后测量电压跌落至0.917 p.u.以下是工频变化量方向保护可靠不误动的充分不必要条件，而电压变化量补偿系数λ的实部小于-1是工频变化量方向保护误动的充分必要条件。进一步地，也提出了相邻线路保护的电压变化量补偿系数λ以及定量分析结果。RTDS仿真结果验证了理论分析的有效性和准确性。

摘要:当系统发生严重级联故障导致失稳时，快速搜索同调机群是进行解列控制平息振荡的前提。针对发电机严重受扰后功角信号的非平稳、非线性的特点，以及需要根据经验人为决断同调分群类数的问题，提出一种基于t-分布邻域嵌入的同调机群无监督识别新方法。采用广域量测环境下发电机功角信号作为源数据，引入t-分布邻域嵌入算法将发电机功角信号进行建模并映射到二维子空间中。通过二维坐标下映射点之间的聚集程度衡量受扰动后发电机运行特性的相似性。随后利用仿射传播算法对发电机组进行无监督聚类分群。研究表明所提方法原理简单，易于解决实际问题。基于实测数据进行计算分析，可避免模型参数对分群的影响。通过2014年湖南省网73台发电机系统仿真，并与传统分群方法对比结果，验证了所提方法的有效性和快速性。

摘要:OPLC(光纤复合低压电缆)技术的应用为国家电网构建低成本、广覆盖的城市配电信息通信网络提供了新的解决方案。针对OPLC的应用现状，传统的光纤、电缆项目效益评价体系已经不能适用于光纤电力到户项目，迫切需要重新建立一套指标评价体系。基于不同的利益主体——供给侧、用户端、社会层，将可靠性、灵活性、信息化、节约化、服务一体化、绿色生活化、经济效益、文化效益、环境效益九大指标进行量化，并基于OPLC工程以及传统光纤、电缆项目的复杂性，选用层次分析法以及灰色系统评价确定权重、优劣排序。结果表明，OPLC项目效益优于传统项目。

摘要:为了提高风力发电系统最大功率跟踪(MPPT)运行的工作性能，针对系统未知建模误差和外部扰动等不确定问题，提出了一种MPPT自适应鲁棒控制方法。该方法建立在基于广义扰动的风力发电系统角速度跟踪动态模型基础上，不依赖于系统模型参数和外部扰动辨识。利用MPPT跟踪偏差的非线性状态反馈和扰动边界值的在线实时估计，自适应地调整切换控制项增益，以加快系统收敛的速度。实际控制律经过一阶积分输出，进一步削弱控制输出信号幅值的抖振，平滑发电转矩，提高跟踪精度。通过构造Lyapunov函数，验证了闭环系统的全局稳定性。通过与常规线性PID控制和非线性动态状态反馈控制(SFC)进行仿真比较，验证了该控制器实现最大功率跟踪控制的良好效果，具有较强的鲁棒性和自适应性。

摘要:撬棒保护的接入及其电阻值会改变低电压穿越期间双馈感应发电机(DFIG)的无功功率动态特性，由此将影响风电场周边区域电网电压稳定性。针对这一问题，详细分析不同电网电压跌落水平和低电压过渡不同时期撬棒保护接入对DFIG无功特性的影响机理及其变化规律。提出了一种改善机组无功特性的变阻值撬棒保护方案，制定了该方案的撬棒阻值整定方法及其投切控制策略，并进行仿真对比研究。仿真结果表明，相比以限流为目标的传统撬棒保护和以尽快恢复机组可控性的主动式撬棒保护，所提撬棒保护方案不仅能在故障持续期间缩短撬棒投入时间，减少撬棒投入期间DFIG吸收的无功功率，提升出口电压。同时也能最大限度降低故障切除时的DFIG无功振荡峰值，加速电网电压恢复，有助于系统区域电压稳定性的提升。

摘要:为解决基于MMC-HVDC的海上风电场在不对称电网故障下普遍存在的低电压穿越问题，提出了一种基于PI电压外环和内模电流内环的新型控制策略及辅助保护方案。首先分析了不对称电网故障下MMC换流器运行特性，在αβ两相静止坐标系下建立了三相不对称电网下MMC换流器的数学模型。然后以抑制负序电流为控制目标在αβ两相静止坐标系下基于内模控制器设计了系统控制策略，同时针对两相故障时由于MMC限流所导致的母线电压抬升问题，提出了基于直流泄放回路的系统辅助保护方案。最后在Matlab/Simulink仿真平台上对单相接地和两相接地短路两种不平衡故障工况下的控制系统性能进行仿真分析。仿真结果表明，所提的控制策略和辅助保护方案可以保证基于MMC-HVDC的海上风电场在电网不对称故障下实现低电压穿越运行，有效地提高了海上风电场的低电压穿越能力。

摘要:含有基于正序控制的光伏电站并网系统在发生单相短路故障时，对光伏电站外部和内部故障两种情形分别进行研究，提出了各自适应的故障测距算法。针对光伏电站外部故障，仅利用光伏电站对端系统的电气量信息，推导出了故障距离的解析表达式，该方法不受对端系统阻抗变化的影响。对于光伏电站内部汇集线路故障，利用双端系统的电气量信息，推导出故障距离的解析表达式，不存在伪根问题，计算量小，无需搜索和迭代，鲁棒性强。MATLAB仿真结果表明，在光伏电站外部和内部故障两种情况下，所提方法均能够有效定位故障点，且不受过渡电阻的影响，测距精度高。

摘要:智能电网建设的快速推进，导致状态估计算法所处理的数据量急剧增加。串行状态估计算法求解速度慢，无法满足电力系统实时分析的要求；而并行状态估计方法需要大规模计算集群的支持，会占据大量的硬件资源并产生高能耗。为解决上述问题，提出一种基于神经网络的状态估计方法。该方法以离线方式搭建并训练神经网络。在状态估计的实际计算中，以神经网络的前向计算代替传统算法中的迭代最小二乘拟合，从而大幅减少状态估计算法的执行时间。由于神经网络的前向计算所需时间很短，即使处理大规模电网，提出的方法仍可在单机平台上运行，从而避免使用大规模计算集群所需的能耗。同时，神经网络自身的高容错性还能有效地修正量测数据中的误差。实验结果表明，与串行方法相比，所提方法计算速度提升了约205倍。

摘要:为指导潮流计算人员解决病态潮流的识别和修正，综述了大电网病态潮流的识别和修正方法。从数据的合理性、NR迭代初值给定、直流迭代、节点类型转换、迭代步长和不平衡量分摊策略，详细分析了影响潮流收敛性的六类因素，归纳了四类病态潮流的识别要素和指标，以及两类病态潮流修正方法。提出必须针对病态潮流收敛性的制约因素，依据不同病态特征确定调整措施、调整区间和调整方向，采用相应的修正方法。分析研究和算例验证表明，基于NR迭代信息的电压衰减比指标法，能够自动识别病态潮流及其制约因素和合适的调整区间和措施，通过优化调整实现病态潮流修正。

摘要:用户细分可以掌握不同电动汽车用户充电行为的特征及其之间的差异性，对充电服务运营企业具有重要意义。基于运营管理系统迅速积累的大量充电服务数据，对全量数据进行探索性分析，筛选出细分模型关键变量，给出了基于数据挖掘技术和K均值(K_MEANS)聚类算法的电动汽车用户细分方法，提出了电动汽车用户价值评价方法。针对北京地区电动汽车用户开展分析并得到用户行为特征及价值评价结果。相关结论可为运维管理机制优化和精准营销策略制定提供数据支撑。

摘要:针对经过渡电阻发生单相接地故障时电流差动保护灵敏性降低的问题，提出了一种基于电压相量平面的单相高阻接地保护方案。首先，利用保护安装处的序电流与故障点电流相位近似相等的特点，计算线路两端电流的夹角。然后，通过对线路两端电流的夹角实测值与计算值求取差值，得到单相接地保护相角差。最后，根据单相接地保护相角差在区内故障与区外故障的差异，构造了单相高阻接地故障的动作判据。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明，该方案不受故障相别、过渡电阻、故障位置、运行工况等因素影响，能够准确地反映保护区内与区外故障，且具有很高的灵敏性和可靠性，可作为电流差动保护的有效补充。

摘要:为了测试和评价一体化监控系统高级应用，特别针对智能告警，在一体化监控系统智能告警注入测试系统中，设计了一套完整的测试用例。通过分析某一故障判别逻辑，形成故障信号的排序原则及故障信号序列模板，按照电压等级和故障类型等信息，构建完整的正向和反向的故障信号序列模板库。采用故障信号序列模板与实际工程SCD中故障信号自动映射技术，形成了具体故障的测试用例。开发了可视化的故障信号序列模板配置模块及故障信号映射配置模块。故障信号序列模板库丰富和积累了智能告警方向的测试知识库，信号自动映射技术减少了不同工程的测试用例配置工作量，提升了测试配置的效率。

摘要:跳合闸相位控制是抑制高压断路器操作对自身和系统冲击的重要手段。为了适应变电站采样方式变化和高电压等级跳合闸相位控制准确度、可靠性要求提升，改进了独立选相控制器方案。研究了基于微控制器、FPGA协同的IGBT、继电器独立操作与混合出口，据此设计新回路与板件。提出了基于复向量提取的频率相位测量算法，用于目标点准确计算。改进方案提升了选相控制器控制准确度，提高了耐受电磁干扰能力。经过仿真分析与试验验证，所研究的选相控制器可以在目标点准确操作断路器，验证了改进方法的有效性。

摘要:为解决广域范围内变电站自动化系统类型多、分布广及难以统一运维的问题，设计并实现了一种应用于变电站广域运维的服务管理中心。基于现有变电站、主站和检修三地的网络结构，设计广域运维服务管理中心的架构。提出服务注册、申请、监视等服务全过程管控流程，以简单服务描述语言和通用服务协议作为服务管理标准化交互方式。应用安全证书、权限、责任区等安全防护机制，实现对广域范围内变电站自动化系统运维服务的统一展现、监视和管理。变电站广域运维服务管理中心已在江苏省调、南京和苏州地调试点应用。

摘要:为了评估智能变电站二次系统的可靠性，针对现有研究未充分考虑保护失效带来的后果的问题，提出了计及保护失效的智能变电站二次系统的综合风险评估方法。首先利用Markov过程，计算各二次设备的稳态概率。按照IEC61850的功能分解，采用可靠性框图法，计算各保护系统的稳态可用度、稳态误动率、稳态拒动率。针对各保护系统的各失效情景，分析各保护失效事件的发生概率、受到影响的一次设备。采用“删去留下”法，获得保护失效情景下主接线的最小路集，获得主接线的可靠性指标。综合考虑保护系统失效带来的主接线可靠性指标变化与失负荷量，采用保护系统失效情景的发生概率、失负荷量、主接线故障频率相对值三个指标，构造保护系统的异常失效风险指标。以异常失效风险、停运失效风险及其在全站综合风险的占比，定量分析某保护系统失效对全站保护系统综合风险的影响程度。典型变电站的多个算例验证了所提方法的有效性。

摘要:对高压内置型变压器励磁涌流及其零序分量特性进行深入分析。结合该类型变压器结构特点，指出与常规变压器相比，高压内置型变压器涌流零序分量更大且衰减更为缓慢，造成相关零序电流保护更容易发生误动。在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型，分析了合闸角、剩磁和运行方式对高压内置型变压器空投时的励磁涌流零序分量的影响，并给出了零序电流保护误动概率。建议通过优化零序电流保护定值、增加空载合闸运行及间隔时间、采用涌流抑制措施来保证变压器正常投运。

摘要:为有效评估电力系统应急通信预案，发现并解决预案中可能出现的各类问题，以最大限度地减少电力系统突发事件造成的损失和对社会的不良影响，建立一种电力系统应急通信预案评估指标体系。针对评估过程中可能出现的主观因素影响，基于模糊层次分析法建立一种综合评估模型。同时以国网辽宁省电力有限公司某应急通信预案作为评估目标案例，展开具体评估分析。结果表明，该评估方法能够对应急通信预案进行较为准确、全面的评估，从而为预案的修订完善提供有效建议。

摘要:由于智能变电站二次系统的信号关联采用网络通信模式，使得二次系统安措具有安措对象复杂，隐含不直观的缺点。为有效降低智能变电站的二次检修工作风险，提出了基于形式化描述机制的检修安措生成策略。首先对SCD文件进行正确性检查，然后构成检修安措模型。最后结合模型和推演规则，在给定检修任务时自动生成形式化描述的检修安措。在此基础上，提出了在操作之前进行可视化校验的安措检查机制。通过某220 kV智能变电站的应用实例，证明了所提出的技术方案的可行性。