摘要:树立智能电网实施的紧迫性和长期性的观念对智能电网持续健康地发展至关重要。首先在已有著述的基础上，简述了智能电网的本质特征、主要功能及其智能分布式体系结构等基本理念。在此基础上，指出了目前我国智能电网实施中存在的一些问题，表明了认识智能电网实施紧迫性的意义。进而论述了具有智能分布式体系结构的智能电网在提升电网韧性与和抵御赛博攻击方面的能力，从而强化了其实施的现实意义。最后，从能源转型需要接纳高比例分布式可再生能源发电的角度和智能电网的复杂性的角度，阐述了智能电网实施的长期性。

摘要:现有基于机理的覆冰预测模型考虑因素众多，结构复杂，但仍存在预测误差。基于统计回归的覆冰预测模型则较少考虑时间累积效应，与实际情况亦有出入。因此提出了计及气象因素时间累积效应的输电线路覆冰预测模型。建立了气象因素下的覆冰厚度增长简易模型，分析了覆冰厚度随时间增长的关系。并进一步考虑不同气象因素对覆冰增长的影响，构建不同气象因素覆冰厚度增长程度指标。利用历史气象数据计算该指标并与覆冰厚度监测值组成训练集，采取SVM回归方法实现对覆冰情况的预测。通过算例对现有各方法与所提方法进行了对比，验证了该预测模型在精度等方面的优势。

摘要:为了避免电动汽车充放电行为的无控性对配电系统负荷曲线造成的不良影响，首先从能量平衡的角度出发，以电动汽车行驶里程所耗电量为依据估算电动汽车的充放电量。然后考虑电价对车主充放电的影响，以电动汽车充放电代数费用最小为目标进行充放电时间段优化。最后研究以平抑负荷曲线为目的的电动汽车充放电优化方案，采用动态规划法进行电动汽车充放电优化。提出的方法和模型在PG&E 69节点配电系统中进行仿真，对于不同电价体系下配电系统中的电动汽车削峰填谷水平进行了评价。仿真结果证明了在电价的影响下，所提出的电动汽车充放电控制策略能够有效进行负荷削峰填谷。

摘要:工业园区内部负荷需求复杂，且普遍存在能源结构不合理、能源利用率低等问题。因此，采用风、光、燃、储等多种形式的能源对工业园区进行综合供能，并实现其容量的优化配置成为急需研究的问题。提出一种考虑储能并网运营模式的工业园区风光燃储优化配置方法。首先，介绍了并网情况下储能的不同运营模式，并分析了不同运营模式下储能的充放电策略以及容量确定原则。然后，以综合供能系统年均成本最小为优化目标，构建风光燃储优化配置的数学模型，并采用粒子群算法对该模型进行求解。最后，通过算例进行仿真验证。仿真结果表明相较于单一的燃机三联供系统，所提出的方法得到的配置方案经济性更优。

摘要:针对两电平特定谐波消除(Selective Harmonic Elimination Pulse Width Modulation, SHEPWM)非线性方程组的求解，提出采用差分进化算法(Differential Evolution Algorithm，DE)对两电平逆变器消谐模型的非线性超越方程组求解的方法。DE求解SHEPWM方程组克服了数值方法需要初值的不足。给出调制度0~1.15下的开关角轨迹，和遗传算法求解进行对比，得出DE求解具有更高的精度。为验证差分进化算法求解的正确性和可行性，用Matlab/ Simulink 进行仿真研究，并以 DSP(TMS320F28335)为核心搭建了两电平逆变器进行实验。仿真和实验结果证明了差分进化算法求解的正确性和可行性。

摘要:大规模高压直流跨区输电、交直流混联使电力系统的动态特性更加复杂，仿真分析成为研究交直流混联大电网的重要工具。传统电力系统暂态仿真主要分为机电暂态仿真和电磁暂态仿真。前者适用于开关切换不频繁、仿真步长较大的工频元件，可实现大规模系统仿真。后者适用于开关频繁切换、小步长仿真的电力电子元件，可实现对小系统的详细建模仿真。通常，仿真的规模与仿真元件的精细程度之间存在矛盾。为研究直流系统控制模型对混联系统动态特性的影响，兼顾两种仿真方法的优点，采用中国电力科学研究院开发的ADPSS仿真软件，分析了计及脉冲发生机制和定电压控制器的仿真差异。并用IEEE39节点为基础的扩展系统进行验证，可为含有大量电力电子器件接入的交直流混合系统提供更高效、更准确的建模方式。

摘要:以单项级联准Z源逆变器为研究对象，以提高动态响应速度和减小并网电流总谐波畸变率为研究目标，提出一种总分式无差拍并网控制策略。首先，针对级联型准Z源逆变器各模块输入功率有差异的特点，定义模块功率比例因子并将其应用于模块功率控制，实现各模块差异化功率分配和最大功率输出，并实现各模块直流链电压平衡。其次，建立并网电流与系统反馈状态量模型，采用无差拍控制策略实现并网电流快速控制。最后，通过建立仿真模型验证了所提算法的有效性和正确性。

摘要:在孤岛运行的微电网中，由于各分布式电源到公共母线的距离和网络结构差异，导致采用传统下垂控制的分布式电源难以按其额定容量分担负荷。为此，提出一种基于多智能体一致性的分布式无功功率控制策略，各分布式电源通过通信网络，接收邻近微电源无功功率。应用动态一致性算法对无功功率差值进行迭代求和，再利用比例-积分器对下垂特性曲线的参考额定电压幅值进行自适应补偿。该策略在实现无功功率合理分配的同时，降低了系统对通信线路的要求，提高了系统的可靠性。

摘要:矩阵变换器由于其电力直接变换特性使得输出侧性能极易受扰动影响。针对间接空间矢量调制的矩阵变换器加入了一种与对象模型无关的自抗扰控制器对其进行闭环控制。由于自抗扰控制器在实际应用中参数多、调参困难等问题，影响自抗扰控制器在矩阵变换器系统中的使用。为此，在矩阵变换器闭环系统中对自抗扰控制器参数运用人工蜂群算法进行寻优调整。该算法在每次寻找适应度函数最优值时都进行全局和局部搜索，避免局部最优，且收敛速度快，相对人工整定参数大大提高了效率和准确度。实验结果表明:采用人工蜂群算法进行参数寻优，不仅可以保证矩阵变换器输出侧电压质量，而且提高了自抗扰控制器的参数整定效率，保证自抗扰控制器运用到矩阵变换器闭环控制中。

摘要:提出了一种电磁环网解环方法。首先利用电气距离矩阵对电网进行预分裂，再利用所提出的基于复杂网络加权模块度的改进凝聚算法对预分裂得到的分区进行凝聚，最后得到解环方案。该方法考虑了500 kV变电站分母运行方式，得到的解环方案中各分区内形成了以2~3座500 kV变电站为核心的供电方式，限制了各分区主变容量，从而能够限制分区内短路电流，提高了电网安全性。将所提出的电磁环网解环方法应用于某地区电网，结果表明该方法是有效的。

摘要:为研究分布式光伏对线路自动重合闸的影响，从重合闸动作过程中分布式光伏锁相环的动态特性出发，分析了逆变器在重合闸动作过程中的暂态过程以及分布式光伏输出特性。然后根据光伏容量与本地负荷的不同匹配程度以及不同故障位置，分别讨论了光伏接入对于重合闸的影响。最后给出了考虑分布式光伏接入的重合闸配置方式。建议在重合闸时间整定上考虑孤岛保护动作及断路器完全断开的时间。

摘要:聚合商参与配网投资模型已成为一种新兴商业模型，提出一种考虑聚合商参与的配电网分布式储能系统双层优化配置模型。首先，构建分布式储能系统综合收益和网损灵敏度指标。然后，储能聚合商将分布式储能系统投资运营综合收益最大作为上层目标函数，下层配网运营商将分布式储能系统并网后的网损灵敏度最小作为目标函数，并采用自适应粒子群算法分别对上下层模型进行求解。最后，算例分析结果验证了所提模型与方法的正确性和有效性。通过储能聚合商与配网运营商耦合决策作用实现不同主体的利益双赢。

摘要:为了改善特高压交直流混联电网的无功功率调节能力，国网公司近年来在送、受端加装了很多了大型调相机。目前，大型调相机的暂态及动态特性复杂，主要受电机本体及励磁系统的影响，也与特高压交直流电网结构及故障等因素有关。为充分发挥和提升大型调相机对特高压电网电压的支撑作用，满足特高压交直流混联电网对大型调相机无功快速出力的需求, 根据特高压直流的云-广±800 kV电网结构搭建PSCAD/EMTDC仿真模型。结合目前实际的湖北电网运行特点，研究大型调相机对受端电网交、直流侧电网电压的影响。分析大型调相机对系统电压的无功支撑作用以及快速响应机制，为今后国家电网公司在特高压直流电网中安装大容量的调相机提供参考和建议。

摘要:随着能源互联网的发展，大规模间歇性新能源并网为电网运行带来挑战，增加了火电的调峰压力，对燃煤机组运行要求也越来越高。设计了对燃煤机组运行状态进行衡量的机组健康度指标，并在此基础上提出了基于发电机侧的结合预防和阻断的连锁故障防控策略。首先，提出用于评估燃煤机组运行状态的机组健康度指标。基于该指标构建协调系统风险和调度成本的多目标规划模型，采用NSGA-II算法计算多目标模型下机组健康度阈值的Pareto前沿，再通过熵权决策法对解集进行评估确定最优阈值。其次，通过比较机组健康度与最优健康度阈值，判断预防阶段或阻断阶段的燃煤机组是否符合负荷转移条件。最后，提出基于燃煤机组健康度的预防控制和阻断控制两种控制策略下的机组负荷调整方案，并以IEEE39系统作为算例进行仿真验证。结果表明，该控制策略能有效地实现电网安全可靠地调度，规避连锁故障的发生。

摘要:逐步扩展法和逐步倒推法是两种常用的启发式输电网络规划算法，前者的优点是能够给出从现有网架到目标网架的过渡方案。针对同一规划问题，在相同的目标函数和约束条件下，两种方法的规划结果并不一致，逐步扩展法的计算量较大且没有得到最优解。采用18节点电网规划算例对两种方法的计算步骤及有效性指标等对比分析，发现逐步扩展法在有效性指标、虚拟线路等方面存在缺陷。所提出的改进的逐步扩展法，经算例验证能够得到最优规划结果。分析并总结了两种方法各自的优缺点，为输电网络规划方法的选择提供依据。

摘要:在配电网中，自动化馈线终端设备安装分散、数量较多，对其位置与数量进行优化配置有利于缩短配电网故障时的故障定位、隔离与修复时间，从而提高配电网的供电可靠性。提出一种基于配电网故障可观测性的FTU混合配置方法。该方法在未经自动化改造的配电网结构基础上，对在开关处配置“二遥”FTU、“三遥”FTU或不进行FTU配置进行了优化分析。首先给出了配电网故障可观测率的定义，在此基础上提出一种以供电可靠性与经济性为约束条件，以故障可观测率最大为目标的配电网FTU优化配置模型。针对模型的特点，采用遗传算法进行求解，得到了配电网FTU混合配置的最优方案。通过在RBTS-BUS4配电网算例上进行测试，验证了所提方法的合理性与有效性。

摘要:对于大规模新能源特高压直流外送系统，受端电网故障可能导致送端电网电压剧烈变化，严重威胁送端电网的安全稳定运行，因此送端电网暂态电压是直流输电系统适应性的重要考虑因素。混合直流输电结合了常规直流和柔性直流的优势。针对大规模新能源混合直流外送应用场景，首先介绍了两端混合直流输电系统典型拓扑，建立了相应数学模型，阐述了基本控制结构。然后分析了当受端交流电网发生短路故障，采用不同直流输电拓扑方案时送端电网的交流暂态电压特性。最后在PSCAD/EMTDC搭建了不同混合直流输电系统仿真模型，验证了上述分析的有效性。

摘要:针对年度发电计划与年度检修计划在系统发电能力、电网潮流约束等方面具有强耦合性的特点，构建了考虑安全约束及月度电量执行的年度发电与检修联合优化模型。年度发电计划模型以天为计算时段，提出以历史负荷率统计与正备用约束选择相结合的电量估算方法，降低了计划规模，提升了优化效率。为充分考虑检修对电网运行的影响，通过引入支路开断潮流分布因子，在优化模型中可同时考虑发电计划与检修计划对潮流的综合影响，提升发电计划和检修计划的联合优化能力。将所提模型运用于中国某省的实际电网，验证了其有效性。

摘要:能源互联网中自动需求响应(Automated Demand Response, ADR)的实现离不开对终端用电设备的准确测控。为解决目前智能用电终端控制方式缺乏灵活性及数据采集处理能力偏弱的问题，研制了具备数字信号处理与红外精准控制功能的分体式智能用电监测控制终端。装置由装置本体和红外控制器两个分立的部分组成，其中装置本体包含DSP芯片、电气采样电路、ADC芯片、WiFi模块、ZigBee模块和温湿度传感器，红外控制器包含单片机、ZigBee模块、红外编码与收发模块以及锂离子电池。装置本体根据采集的用电和环境信息、综合需求响应要求向红外控制器下达指令，进而准确调整负荷电器运行状态。得益于分体式与可充电设计，此终端可适应复杂家居环境，为实现有效的家庭能量管理、推动家庭负荷参与需求响应(尤其是ADR)打下硬件基础。

摘要:针对国内GIS设备智能化水平较低的现状，提出了一种基于就地控制器的变电站GIS技术。首先分析了变电站GIS设备的现状，并梳理了前期的智能化探索。其次，从电机驱动断路器双闭环操作控制、电子式互感器采样与FIR滤波器噪声抑制、基于复向量频率相位算法的跳合闸相位精准控制、在线监测传感器接入、间隔测控计算和源数据快速扰动分析、智能化视频辅控等方面阐述了该技术的功能原理。最后，面向工程应用，研究了本技术的安装与运行方案，包括物理融合安装方案、设备配置方案等。该技术可提升GIS的智能化水平，降低设备配置和运维复杂度。

摘要:为了快速切除柜式布置的中低压母线故障，针对开关柜密封结构故障的特点，结合运行方式，给出一种新型中低压快速母线精准保护。利用燃弧试验要求和实际运行故障的录波数据，研究发现柜式布置的设备两相故障最终都会发展为三相短路故障的特征。新保护只在三相故障时才启动，同时结合三相故障电流自动判断系统运行方式，做到保护和方式智能融合，综合判断决定跳母联开关策略，缩短隔离故障时间，同时利用母线三相电压闭锁，杜绝线路环网和远区故障的误动风险。新保护突破传统保护多重配合的弊端，能够高效快速切除母线故障，解决了当今电网的燃眉之急。安装简单，接线少，适合现场和产业化的需要，是继电保护的发展方向之一。

摘要:为了弥补现有变压器故障诊断方法在油中气体分析(DGA)特征量选取和诊断模型方面的不足，采用IEC三比值法中的3种气体比值作为变压器故障诊断的特征量。同时从含有8种油中溶解气体中任意3种及以上的共254种气体组合中筛选出准确率最高的3组最优DGA特征气体组合，将其作为对照组特征量。然后采用帝国竞争算法(ICA)优化支持向量机的变压器故障诊断模型(ICA-SVM)，与标准支持向量机(SVM)法、粒子群优化向量机(PSO-SVM)以及IEC三比值法进行对比。实例结果表明:三气体比值特征量相比3组最优DGA气体组合，故障识别准确率提高了10%左右；ICA-SVM故障诊断模型相比标准SVM法、PSO-SVM和IEC三比值法故障识别准确率提高了7%~35%；综合三比值特征量与ICA-SVM故障诊断模型的准确率为89.3%，相较其他几种方法准确率提升了7%~35%。结果验证了该方法的有效性和准确性。

摘要:研究了全钒液流电池(VFB)储能系统外部运行特性，基于VFB电化学性质开展了储能系统(ESS)建模仿真工作。系统地分析储能系统实际运行数据并评估其过载运行对调度控制的影响，对荷电状态(SOC)、电动势以及等效电阻等关键参数进行拟合并得到函数关系。在此基础上，以戴维南等效电路作为仿真模型主电路，控制模块计算状态参量的变化值，并以受控源和受控电阻的方式将状态参量变化实时反馈到主电路，同时将储能系统过载运行的运行特点嵌入到所建模型中。最后，通过Matlab/Simulink搭建所提模型并仿真运行。仿真运行结果与实测数据对比表明该模型可有效描述储能系统运行外特性，具有较高的工程应用价值。

摘要:介绍了基于HCM3000直流控制保护平台的新型仿真系统的整体构建，阐述了实时数字仿真器RTLAB的应用和HCM3000直流控制保护平台多种设备的配置。详细论述了仿真系统中直流控制保护系统的优化方法、与实时数字仿真器RTLAB互联的接口设计、仿真系统设备间互联的实现方式。利用工程师工作站采集实时数据对仿真系统进行监控，从而建成了较常规仿真系统结构简单且经济实用的直流输电仿真系统。最后通过在基于实际工程构建的仿真系统上进行试验验证，表明基于HCM3000直流控制保护平台的新型仿真系统能够准确地反映实际的电力系统暂态物理过程，可有效用于常规和柔性直流控制保护策略研究和优化、现场事故分析和决策。