摘要:远洋海岛所在海域风、光、波浪能等可再生能源资源丰富，周边暗礁、沙洲等无人岛礁密布，浅水礁盘宽阔。若能协调开发岛群资源，实现优势互补，将为远洋海岛发展提供强大助力。着眼远洋海岛未来发展需要，引入区分岛屿功能定位、能量联动、多岛联合发展的创新发展模式，可为远洋海岛发展提供多重物资能量支撑。在资源岛支撑负荷中心岛物资能量需求的模式下，对资源岛利用制淡装置和蓄电池储能装置经济消纳可再生能源进行了容量配置研究，并利用寻优算法得出最优容量配置方案。在总成本最小的情况下可实现充分利用资源岛可再生能源且能较好地满足负荷中心岛物资能量需求。

摘要:针对永磁同步电机控制系统中的传统滑模观测器在估计转子位置与转速时出现的抖振问题，设计一种基于模糊规则的超螺旋滑模观测器。该观测器利用串联高阶滑模结构特点来保证输出的连续性，以此削弱滑模控制中高频切换带来的抖振。而模糊规则的引入以解决超螺旋控制算法中边界函数的上界在实际中很难获得的问题，然后利用反证法验证所提出的模糊超螺旋滑模控制率的收敛性。最后在Matlab中搭建模型，实验结果表明所设计控制方案在满足控制精度的同时，减弱了系统抖振。

摘要:由于内外部扰动引起的有功不平衡，系统频率和线路电流会出现明显的波动、过渡及恢复过程，需关注系统状态恢复过程中的导线热力安全，采取合理的保护策略。分析了电网有功不平衡下电流和频率的动态特性，研究了不同低频减载方案对频率恢复速率和导线温升过程的影响，提出了电网有功不平衡下计及低频减载影响的输电线路过载热保护策略。通过IEEE39节点系统仿真测试，验证了所提策略的有效性。仿真结果表明:不同类型的大扰动下，不同的低频减载布点位置和数量以及低频减载整定方案对导线温升响应的影响及延迟过载热保护动作时间的效果不同。所提出的输电线路过载热保护能够最大限度地挖掘线路耐受事故过负荷的能力，在兼顾系统频率恢复的同时，避免线路温升越限出现新的连锁故障。

摘要:针对柔性直流输电线路在故障跳闸后线路健全极与故障极不存在耦合关系和基于感应电气量变化特征的重合闸判据难以适用的问题，提出一种基于附加电容放电电压变化特征的柔性直流输电线路自适应重合闸策略。在直流线路跳闸后投入附加电容器，构建附加电容放电的数学模型，分析故障消失前后附加电容放电电压特征的差异。结合该差异设计出能有效识别永久性故障和瞬时性故障的柔性直流线路故障性质识别新判据，基于此故障性质识别判据实现对线路的重合闸。最后利用PSCAD/EMTDC平台搭建了线路模型，仿真验证了所提柔性直流输电线路自适应重合闸策略的有效性与可靠性。

摘要:为提升大规模电网应用场景下的计算效率和适应性，提出了一种利用Rayleigh熵和并行计算技术的异常负荷识别方法。首先分别构造大规模电网中各分区在负荷随机波动及噪声干扰情况下的数据源矩阵，继而构建其窗口矩阵和标准矩阵，进而形成各分区的样本协方差矩阵。其次，利用并行计算技术，采用Rayleigh熵同步快速估计各分区的MESCM指标。最后，通过对该指标进行越限判别，实现对大规模电网异常负荷的快速识别。借助Matlab R2014a和PST软件，案例分析在一个IEEE54机118母线标准系统和一个420机2736母线波兰系统中展开。与传统随机矩阵理论计算方法的计算结果比较表明了所提方法的有效性和高效性。

摘要:随着新能源和电力电子技术的广泛发展与应用，当前电网电压波动与闪变问题日趋严重。针对电压闪变参数的准确检测和评估，提出基于改进能量算子和六项余弦窗三谱线改进FFT的电压闪变包络参数检测方法。该方法与传统能量算子相比，无需平方根运算，计算速度更快、实时性更好。基于推导出的闪变校正系数使其在基波频率波动及各类谐波等电网干扰情况下的准确度和稳定性均显著提高，并搭建基于PXI+LabVIEW架构的检测平台进行测试。仿真实验和实测结果证明:在分别含有单一调幅波调制、多频率调幅波调制、电网基波频率变动、含有各类谐波和白噪声干扰时，所提检测算法相比传统能量算子稳定性好、准确度更高，可有效实现电压闪变参数的在线检测与准确分析。

摘要:在多分布式电源(DG)并列运行的低压微电网系统中，反下垂控制是实现负荷合理分配的有效方式。但各DG的等效输出阻抗和线路阻抗差异较大时，传统反下垂控制的功率分配精度将受到明显的影响，降低了系统的稳定性。针对这一问题，提出一种适用于低压微电网系统的自适应下垂系数功率分配控制策略。其下垂系数的值随额定负载功率与实际负载功率的差值的变换而自适应调整，提高了对公共负荷合理分配的精确性。最后，在仿真平台上验证了所提策略的正确性和有效性。

摘要:配电网内间歇性分布式电源和负荷的波动性使系统的运行稳定性、调控灵活性受到制约。对于大面积零散分布的工厂负荷和居民负荷，单端电压波动治理设备已无法满足要求。针对上述问题，研究了用于多条馈线互联的柔性多状态开关(Flexible Multi-state Switch, FMSS)电压波动治理技术。基于三端口FMSS的拓扑分析，分析了FMSS与三端馈线进行功率交换的原理。利用解耦控制策略，实现装置同时独立进行有功潮流和无功补偿两种功能。搭建了仿真模型，进行配电网三条馈线潮流控制和无功补偿功能验证。然后提出了无功协调控制优化模型，实现了多重化控制。仿真和优化结果显示，所提的开关模型电压波动治理快速有效。

摘要:风速预测精度的提高，对降低风力发电成本、合理安排风场选址等方面有着积极作用。使用DBSCAN聚类对所有数据进行去噪处理，选择最合适的风速数据序列进行实证研究。首先，针对风速数据序列具有混沌性而对预测结果产生影响的问题，采用C-C法确定相空间重构中所需参数。与此同时，结合混沌理论建立混沌支持向量机模型，用以预测未来24 h的风速值。之后，将该模型与EGARCH模型以及具有外生输入的非线性自回归网络(NARX)模型的预测结果进行对比。最后，根据各预测模型的RMSE和MAPE精度对模型预测效果进行评估。结果表明:基于混沌时间序列的支持向量机模型对NWTC m2气象站所在地风速具有最佳预测效果。

摘要:为了解决风电并网系统在频率波动时缺乏足够的频率支撑能力这一问题，在风电机组主控引入虚拟同步发电机(VSG)算法，采用储能型静止同步补偿器(STATCOM/BESS)为风电机组的旋转动能提供能量来源以强化系统的虚拟惯性。根据频率偏差与频率变化率，在考虑蓄电池(BESS)荷电状态的情况下，调整STATCOM/BESS工作模式，以实现虚拟转动惯量的自适应变化。通过对风机VSG构造的小信号模型进行分析，确定了虚拟转动惯量的整定原则，进一步给出了BESS容量配置的合理范围，并结合经济性说明BESS容量配置的优化方法。利用PSCAD/ EMTDC得到的仿真结果表明，所提的方法能有效改善频率的动态响应，提高风电并网系统的频率支撑能力。

摘要:提出了一种应用于孤岛微网的容错逆变器及其控制方法，并对带容错逆变器的孤岛微网系统的稳定性进行小信号建模分析。当容错逆变器某一相桥臂中的功率开关器件故障时，用直流侧电源来替代故障桥臂，使系统在故障发生后依然能够稳定运行。在逆变器的电压-电流控制环中加入虚拟阻抗，以抵消两个微源之间的环流。建立了带容错逆变器孤岛微网系统的小信号状态空间模型，利用特征值分析法对系统状态矩阵的特征根进行分析，研究了逆变器的容错拓扑结构、滤波电容以及虚拟阻抗对系统稳定性的影响。在仿真平台上搭建了带容错逆变器的孤岛微网的仿真模型，仿真结果验证了所提容错逆变器拓扑结构及其控制策略的正确性与有效性，系统在故障状态下仍能保持稳定。

摘要:为抑制因单相接地故障而引起的船舶中压电力系统非特征谐波，以六相整流发电机为例，研究了其中性点接地方式对谐波的影响。首先，运用开关函数和对称分量法，分别得出正常运行时直流电压特征谐波以及故障下非特征谐波计算方法，再利用直流电压推导出了交流故障电流的谐波表达式。其次，分析了非故障绕组零序回路，运用功率平衡原则，得到接地电阻与非故障绕组零序电压的关系，分析出接地方式对谐波的影响。最后，通过PSCAD/EMTDC仿真平台和实验验证了所得到的结论，为船舶中压直流电力系统接地方式的选取提供了参考和依据。

摘要:为了解决馈线阻抗不一致导致的微网逆变器无功出力不能均分的问题，提出了一种基于电流下垂控制的改进控制策略。通过测量和计算公共耦合点(Point of Common Coupling, PCC)处的无功电流按额定容量权重所得值，作为所有逆变器的基准值，并由母线信息控制改进的微积分控制器的使能，精确调节无功电流下垂曲线的电压偏置。该方法能够避免馈线阻抗造成的电压跌落，使逆变器按容量分配负荷，对通信依赖程度低，且消除周期功率延迟，具有良好的自适应能力和稳定性。仿真和实验也充分证明了所提控制策略的正确性和可行性。

摘要:行波选线装置是配电网接地故障选线装置的重要类型之一，对其开展动模试验研究有助于行波选线功能的不断完善和发展。分析了行波选线的基本原理及配电网行波传输的特性。研究了RTDS小步长仿真的原理及GTAO板卡的模拟量输出特性，采用小步长的方式建立了配电网仿真模型。通过分析动模试验中影响行波选线性能测试的多种因素，制定了行波选线装置动模测试方案，搭建了闭环试验环境。试验结果证明，利用RTDS小步长仿真能够完成行波选线装置的动模试验。

摘要:高密度分布式电源并网使配电网故障状况复杂，故障定位困难。针对含高密度分布式电源馈线自动化故障定位与隔离技术，构建了基于分布式智能馈线自动化系统的故障定位方案。分析了含DG配电网区域性故障判别方式，引入区域电流代数和变化作为故障区域定位的基本判据，提出了依据电流相角突变的保护判据。以19节点网络仿真模型对上述方案进行验证，此方案可快速实现故障定位与故障隔离，对高密度分布式电源的接入具有良好的适应性。

摘要:直流分压器是特高压直流输电控制保护系统的数据源头，其传变特性对直流线路保护适应性提出了新的课题。针对这一问题，从直流分压器的传变特性分析着手，建立了直流分压器分压回路等值电路模型，推导了直流分压器的传递函数，分析了其阶跃响应动态性能。特别地，研究了二次分压板拓扑结构以及低通滤波器截止频率对传变特性的影响。利用PSCAD/EMTDC，构建了西南某特高压直流电磁暂态仿真模型，仿真研究了直流分压器传变特性对电压突变量保护的影响规律。研究表明，当二次分压板取消低压臂电容时，故障后分压器二次侧感受到的电压突变量较实际电压突变量更大，有利于提升电压突变量保护的灵敏性，提升保护抗过渡电阻的能力。研究结论可为特高压直流输电系统直流分压器选型提供指导。

摘要:提升大规模安全约束经济调度优化模型的求解性能是开展大电网跨省区电力电量全局优化平衡的前提与基础。首先分析问题的物理特性，通过并行计算求解不考虑机组爬坡约束的分时段约束松弛模型。基于对松弛解的分析获得可用于指导安全约束经济调度模型改进的有用信息，以约束剔除和约束增加的方式提出了基于启发式线性规划的大规模安全约束经济调度快速求解方法。将所提算法运用于新英格兰10机扩展系统和中国实际电网，验证了所提算法的正确性和有效性。

摘要:为实现直驱式永磁同步风电机组在全风速范围内的高效、稳定运行，提出了一种基于最优转速给定的最大功率点跟踪控制策略与一种变桨距控制策略。当风速波动时，发电机转子转速的参考值将根据风电机组运行状态的不同选择不同的计算方式，使得风力机功率系数最大或稳定在额定转速不超速。而桨距角的大小将根据发电机的输出功率变化，当输出功率小于额定值时保持为0，大于额定值时增大使得输出功率稳定在额定值附近。最大功率点跟踪控制系统及桨距角控制系统都以发电机的输出功率大小作为控制方式的切换条件，无需复杂的切换规则。在Matlab/Simulink仿真平台上全风速范围内的风电机组的运行结果验证了所提出的控制策略的正确性与有效性。

摘要:局部放电(Partial Discharge, PD)用于高压电缆在线监测时，采集到的信号包含多种噪声，白噪声是最常见、影响最广泛的一种。为了抑制白噪声的影响，提出了一种基于变分模态分解(Variational Mode Decomposition, VMD)的局部放电信号降噪方法。采用变分模态分解对含噪局部放电信号进行分解，得到频率从低到高的模态分量后，计算各个变分模态分量的峭度值，选取脉冲特征分量进行重构，利用小波自适应阈值对重构信号再次降噪。与小波变换阈值法对比在不同噪声环境下的降噪结果，结果从均方误差、波形相似系数定量优于小波标准软阈值降噪法和小波全局硬阈值降噪法。仿真和现场实验结果表明，该方法可以有效去除噪声信号，能够较为完整地保留原始信号波形。

摘要:为了能够及时发现接地网潜在故障危害，针对变电站接地安全提出基于多维度检测的故障风险评价。利用模糊推理Petri 网推理算法和事故树思想，在接地网参数多维度检测数据基础上，考虑空间域、时间域和频率域参数的影响因素及其不确定性，提出了变电站接地故障风险评估模型。首先，分析变电站地网多维度检测参数与接地故障之间的关联性，利用Petri 网图形特性描述基本事件故障概率及其不确定逻辑关系，得出故障风险概率。接着，结合Petri算法和事故树计算各影响因素的贡献度，以确定导致接地装置故障风险基本事件中的贡献情况。最后，以实际变电站接地网为例，对其接地故障风险进行评估，以验证方法的可行性。研究结果能够为变电站设计提供依据，也可为电力设备安全预警提供参考，具有工程应用价值。

摘要:随着智能电网数据量的不断增加，现有的电力平台无法满足系统高性能计算的需求。针对这一问题，引入云计算进行分布式电力系统内存计算框架的设计，在分布式文件系统中存储智能电表、电子设备等采集数据。结合内存计算框架Spark和牛顿-拉夫逊法，提出弹性分布数据集(RDD)和有向无环图(DAG)优化的牛顿-拉夫逊法。通过实验分析潮流计算时间、加速比和实验集群规模，验证所提算法具有良好的性能。所做研究工作为国内智能电网发展提供参考和借鉴。

摘要:面向电力生产培训的实际需求，研发了一套虚拟现实电力巡视互动体验系统，可以为体验者提供沉浸式变电虚拟仿真实操培训等多种业务培训。提出在该互动体验系统中内嵌一套穿戴式震动触觉提示装置。当体验者进行变压器更换虚拟操作培训时，该互动体验系统能够准确判断体验者的操作是否正确。依据预设的触觉编码方案，通过该装置向体验者发出特定震动触觉刺激，从而向体验者传递实时反馈信息。设计并展开了错误操作的震动触觉告警实验，分析得到了一种最佳触觉编码方案，初步验证了装置震动触觉提示功能的有效性。

摘要:就地化保护试点应用已全面开展。结合湖南就地化保护试点，介绍和分析了目前就地化保护组网方案、信息上传方案及就地化端子箱等的现场应用情况及存在问题。以此为基础，提出了一种变电站二次系统就地化整体设计方案。重点探讨了就地化跨间隔保护配置、安稳装置及站域保护实现方案、电压并列及切换解决方案、就地汇控柜标准化、就地化测控方案等关键问题。该研究对就地化保护后续大规模推广应用有一定的借鉴和参考意义。

摘要:未来配电系统可再生能源渗透率日益提高。针对配网中风电消纳问题，考虑在系统中引入具有负荷转移特性的冰蓄冷空调进行需求响应控制，将夜间产生的风能转化为冷能并以冰形式存储，在日间用电峰段融冰释冷削减空调的用电峰值。具体来说，考虑系统内供电公司和风电生产商的综合运行成本以及空调用户的用电成本，建立基于能源效率和经济效益的多目标优化模型。以供电公司、风电生产商和空调用户的利益最大化为目标，采用非支配排序遗传算法-II(NSGA-II)对Pareto非支配解集进行求解，生成的Pareto解集，通过模糊隶属度法过滤选取最优解。最终根据最优解内参数变量的数值，对空调制冷机功率和蓄冰设备的融冰量进行调控。提出的算例验证了所提方法的有效性和可行性。