摘要:以可控移相器在电力系统中得到广泛应用为研究背景，以研究可控移相器接入系统后对不对称短路电流的影响为目标，提出了基于可控移相器的不对称短路电流实用计算方法。首先根据可控移相器的结构与原理建立其正序、负序以及零序模型。然后基于对称分量法建立含可控移相器系统的各序分量网络方程，进而提出含可控移相器系统的各类型不对称短路电流实用计算方法，并分析影响短路电流的因素。最后基于三机九节点系统，运用上述实用计算方法进行不对称短路电流计算，算例仿真结果表明该方法具备有效性。通过对比分析可知移相器的移相角和短路点位置是影响短路电流的因素，而影响情况需通过具体计算得出。

摘要:在机电暂态仿真计算中，常用的稀疏三角分解存在分解效率不高、并行度低等问题。基于隐式梯形积分法，首先根据雅克比矩阵的特点，将雅可比矩阵分裂，然后利用扩展的Sherrman-Morrison求逆公式递推求解，从而避免了稀疏三角分解，得到了一类新的机电暂态仿真算法。利用高性能的图形处理器(Graphics Processing Unit, GPU)对大规模合成系统进行仿真测试。结果分析表明，所提出的并行算法可以获得较好的加速比和良好的扩展性。

摘要:针对电力负荷曲线聚类中传统的K-means算法对初始值敏感以及需给定类数目的缺陷，将一种基于分位数半径的动态K-means算法应用到日负荷曲线的聚类分析中，并进行了分布式的改进以优化计算效率。此算法结合了两种思想:分布式聚类中的局部聚类与全局聚类，以及层次K-means中以多次k取定值时K-means运算所得到的中心点来表示该类。将多次的K-means运算分配到不同子站点，并使每次K-means运算中k不断改变。再从类的几何特征出发，引入了分位数半径的概念，规定样本点与各类中心点间距的分位数表示该类的半径，于主站点中对各类的中心点间距与类的半径进行大小比较，并进行筛选融合来获得新的类，从而实现较为快速地识别类数目，并且得到新的聚类初始中心与结果。最终以某地区606个用户某月的日负荷数据为研究对象，验证了该算法在电力负荷曲线聚类分析中的有效性。

摘要:由于双馈风机(DFIG)的短路电流特性与传统电机不同，使其保护整定变得困难。针对电网对称故障下双馈风机短路电流，提出一种同时考虑机侧变流器(RSC)和网侧变流器(GSC)故障期间特性的双馈风机短路电流实用计算方法。在电网电压轻度跌落时，考虑RSC和GSC对风机暂态特性的影响。在电网电压深度跌落时综合考虑RSC、GSC和撬棒保护(Crowbar)的影响，把风机短路电流视为定子短路电流和变流器GSC输出电流两部分之和。建立双馈风机短路电流计算数学模型，并在数学模型中体现Crowbar动作的延时性。计算过程以Crowbar动作时刻为时间分界点，获得短路电流时域表达式，计算短路电流的最大值和有效值。在PSCAD中进行仿真验证，验证所用方法的准确性和有效性。

摘要:载波信号在中压地埋电缆中的耦合特性及信道模型是分析其传输特性的基础。在电磁感应原理基础上，结合卡接式电感耦合器耦合方式及中压地埋电缆的结构形式，推导卡接式电感耦合器的耦合模型。然后依据实际中压配网拓扑结构及电缆接地方式，利用多导体传输线理论及支路追加法搭建载波信号在中压地埋电缆中的信道模型。最后在信道模型基础上，分析载波信号在中压地埋电缆各导电层中的传输特性及不同位置的总传输特性，并对其进行了仿真及实验室测试。结果显示:载波信号在三相缆芯中传输特性完全一致；载波信号强度在铠装层最大，屏蔽层次之，三相缆芯最小；每流经一次环网柜，载波信号强度均会出现-15 dB左右的衰减。

摘要:可阻断直流故障电流的模块化多电平变换器(Modular Multilevel Converter, MMC)在高压直流输电工程中具有广泛的应用前景。提出一种可阻断故障电流的基于新型双逆阻型子模块(Dual Reverse Blocking Sub-Module, DRBSM)的MMC拓扑结构。在输出相同电平数的前提下，与现有拓扑相比，DRBSM型MMC具有较强的直流故障电流阻断能力和更低的功率损耗，且DRBSM型MMC可直接移植半桥子模块(HBSM)型MMC拓扑的控制和调制策略。亦对该子模块结构的拓扑构成、运行原理及故障电流阻断机理进行分析。最后，采用PSCAD/EMTDC仿真验证了该拓扑结构的可行性和有效性。

摘要:针对大规模电动汽车(Electric Vehicle, EV)和可再生能源接入背景下主动配电网的实时随机调度问题，提出了一种结合短期预测信息和长期值函数近似的双层实时调度模型。为应对大量EV接入后的维数灾问题，首先提出双层调度框架，上层建立EV集群模型，下层根据EV特性提出功率分配算法对每辆EV制定充电计划，实现上层集群指令的完全消纳并满足各EV充电的需求。同时，为应对EV行为、实时电价及可再生能源出力不确定性的问题，实时优化时采用预测算法预测短期内未来接入的EV行为、可再生能源最大出力与实时电价，并通过值函数近似评估短期决策后系统的值函数，从而实现EV集群充电计划、可再生能源调度计划与购电计划的实时分阶段决策。仿真算例表明，所提模型可以实现大规模EV接入下主动配电网的实时随机调度，同时具备良好的鲁棒性。

摘要:为综合考虑碳排放权交易对风火联供模式的影响，基于节能减排、发电效益、机组运行3个方面约束条件，引入碳排放权交易成本函数，构建了考虑发电成本、碳交易成本、环境成本的风火联供系统多目标动态环境经济调度(DEED)模型。提出一种多目标自适应粒子群优化(MO-APSO)算法求解该DEED问题。根据寻优过程中粒子当前的适应度函数值，对惯性权重及学习因子进行自适应修正，进一步改善早熟的缺陷，增强全局搜索能力。含风电场的10机电力系统仿真结果表明:所提方法能同时优化成本和排放这2个冲突的目标，且获得了比其他算法更为宽广和均匀的Pareto前沿，有效降低了联供系统的碳排放量及综合运行成本。

摘要:针对双重化智能变电站站域保护在检修、故障退出、灾变恢复等多种场景时可靠性不充分的问题，提出远程备用智能保护一体化中心(Remote Duplicate Configuration Smart Protection Center, RDCSPC)的继电保护新架构。因其建立在异地，必须考虑其通信系统的可靠性。采用Markov状态空间法对RDCSPC架构通信系统各子模块进行建模，确定模型各状态之间失效率、修复率逻辑关系，得出各子模块及RDCSPC架构通信系统两种组网下的可靠性指标表达式。通过算例分析计算得到可靠性指标具体数值。算例结果验证了RDCSPC架构通信系统在两种组网下具有较高的可靠性。在此基础上进一步讨论了一个RDCSPC所辖几座变电站更合理。

摘要:当含分布式电源配电网故障时，需要分布式电源提供电压支撑，要求其具备低电压穿越能力。研究分布式电源的低电压穿越输出特性对配电网故障分析和保护设计具有重要意义。依据《分布式电源并网技术要求》(GB/T 33593-2017)建立了分布式电源低电压穿越控制指令和控制规则，推导出低电压穿越过程中分布式电源故障等效模型，得出分布式电源低电压穿越输出电流表达式，并阐述了含分布式电源配电网故障分析的基本方法。算例仿真结果验证了建模及理论分析的正确性。

摘要:为了减少基于时延的局部放电定位方法设备硬件要求高且推广难度大的问题，提出了一种基于特高频信号特征参数指纹图谱的局部放电定位方法。该方法主要分为离线阶段和在线阶段。离线阶段针对测试空间设计测试方案，并进行数据预处理和特征参数提取，最终建立特征参数指纹图谱。在线阶段将遗传算法和最小二乘支持向量机算法结合，可以实现局部放电源的准确快速定位。通过模拟试验对提出的定位方法进行测试，平均定位误差为0.237 m，92%的定位误差小于1 m，20次定位结果方差为0.226。试验结果表明，所提定位方法具有较好的准确性和稳定性。

摘要:针对卡尔曼滤波在电力系统谐波检测精度不高的问题，提出了基于最大似然卡尔曼滤波残差分析的谐波检测方法。最大似然卡尔曼滤波通过使用最大似然自适应地优化误差协方差矩阵和初始条件参数，实现对谐波扰动幅值的预估与校正，克服了传统卡尔曼滤波精度不高和易发散的问题。同时，利用估计残差的奇异性可检测谐波干扰的起止点。仿真结果表明，该方法能准确检测出动静态谐波信号的幅值，其估计残差可以快速准确地识别出谐波干扰出现的起止时刻。

摘要:为克服不同影响因素权重相近的缺点，将改进的熵权算法引入到灰色关联分析算法，求得配电网各影响因素合理的权重值，以提高其评价的客观性。使用改进熵权-灰色关联分析算法，求得供电区域可靠性指标与各影响因素之间的关联度。实验中，对四个供电区域的数据，采用所提方法得到了不同供电区域影响供电可靠性的主要因素，并与灰色关联分析算法所得结果进行比较。实验结果表明，所提方法可有效获得各影响因素的关联度，从而确定某供电区域中对供电可靠性产生显著影响的关键因素。

摘要:为了准确分析分布式光伏接入导致的配电网不平衡，针对配电网三相不平衡，给出了一种基于分布式光伏接入配电网的优化配置。选择三个目标函数(光伏容量比、系统网络损耗、电压稳定裕度)，并且建立考虑三相不平衡的分布式光伏多目标优化配置模型。为了解决粒子之间互不占优的问题，使用最小角度的多目标粒子群算法求解，通过算例验证模型和方法的有效性。结果表明，配电系统三相不平衡得到了有效改善。所做研究工作为我国分布式电源接入配电网的发展提供了参考和借鉴。

摘要:分布式线路故障诊断系统作为特高压输电线路故障位置定位服务的关键产品，对电力系统的安全、可靠与经济运行具有重要意义。结合实际系统的研制与应用，提出了一种基于分布式安装的线路监测终端、监测运维中心站和移动终端应用服务于一体的新型故障诊断服务系统。阐述了产品与系统的关键实现方案，并提出了基于监测终端的供能及其管理、高速采样及同步、时间同步及坐标定位、行波启动及识别处理技术，基于监测运维中心站的双机冗余和数据安全隔离、测距和故障识别、GIS信息与微气象服务技术以及移动终端App安全服务等自主关键技术。所述系统产品顺利通过国家权威检测机构组织的测试与认证并在西部特高压交流1 000 kV输电线路上挂网运行，取得了稳定可靠运行的实际效果。

摘要:针对发热量小、温度变化范围窄的电压致热型设备故障红外图像难以识辨的难题，提出一种基于双重背景分离及自适应网格划分的电压致热型设备红外图像运行状态分析方法。以电流互感器套管红外图像为例，首先提出红外图像双重背景分离及部件区域提取算法，即基于RGB和HSV颜色空间特点，转换红外图像颜色空间，分离出第一层背景区域。接着将Ostu算法与Hough变换相结合，提出基于Hough变换的Ostu改进算法，实现背景的第二重分离，得到部件区域。之后，导入红外图像温度，运用自适应网格方法划分部件区域，获得每一网格平均温度，提取温度特征向量，比较待分析图像与正常图像获取温差值，以此判断设备运行状态。最后，通过案例分析验证算法的有效性。同时，对避雷器本体、电压互感器电容单元、断路器支柱等电压致热型设备进行分析，说明算法具有良好的扩展性。

摘要:针对铁路10 kV电力电缆头烧损事故频发的情况，对电力电缆头进行了发热分析与安全监测研究。基于铁路电力电缆的检修作业现状，利用有限元分析法建立了电缆头温度场仿真模型，通过对实际工况下电缆头温度场分布进行分析，发现金属护层中牵引地回流过大时对主绝缘散热影响较大，当接触电阻异常时电缆头处会形成温升异常点。在此基础上，采用最小二乘法对温度场仿真数据进行处理，得出了电缆最大载流值与外护套温度阈值整定公式，为电缆负荷调整与安全监测提供理论依据。最后，研发了基于电缆外护套温度、接地线电流、主绝缘介质损耗正切值等参数测量的在线监测装置，实现对电缆头运行的实时监测和异常报警与事故隐患预警功能，并为电缆头检修提供决策依据。

摘要:随着电力系统规模的扩大，对电力系统潮流算法的收敛性和计算速度提出了更高的要求。为此，提出一种带有最优乘子的电流注入型保留非线性潮流计算方法。首先根据直角坐标系潮流方程的特点，给出了一种最优乘子的计算方法，该方法只需求解一元三次方程，不需再额外增加任何计算量。在此基础上，将最优乘子应用于电流注入型保留非线性潮流计算，在潮流计算迭代过程中，采用最优乘子调整电压修正量，提高了潮流计算的收敛可靠性和收敛速度。系统算例表明，所提出的方法能在潮流方程无解时保证潮流不发散，在潮流方程有解时提高潮流计算速度。

摘要:设计了光伏逆变器无源分数阶滑动模态控制器(Passive Fractional-Order Sliding-Mode Controller, PFSMC)来实现不同运行条件下的最大功率跟踪。首先，基于跟踪误差构建储能函数，保留系统阻尼有益项以提高跟踪速率，并完全补偿其他的系统非线性以实现全局一致的控制性能。随后，引入分数阶滑动模态控制(Fractional-Order Sliding-Mode Control, FSMC)作为附加控制输入对储能函数进行能量重塑以提高光伏逆变器的动态响应性能，同时分数阶滑动模态的引入可大幅提高闭环系统的鲁棒性。为验证所提控制器的有效性，进行了两种算例研究，即光照强度变化和电网电压跌落。仿真结果表明，PFSMC与常规PID控制、无源控制(Passivity-Based Control, PBC)和FSMC相比，其能在各类工况下实现最快的动态响应以及最低的超调量。最后，基于dSpace的硬件在环实验(Hardware-in-the-Loop, HIL)验证了所提算法的硬件实现可行性。

摘要:交直流配网的发展及整流型负荷的不断增加，使得交流电网中往往存在直流分量。直流分量致使常规单铁芯CT超差严重。基于直流分量下常规单铁芯CT失准机理的研究，对一种基于高磁导率铁芯与低磁导率铁芯的复合铁芯结构抗直流CT，借助电路及磁路关系，建立抗直流CT的误差传变模型，对其计量性能进行研究。基于比例直流叠加法进行计量性能试验，结果表明双铁芯抗直流CT工频交流测量性能与常规单铁芯CT相当，精度满足0.2级。直流分量占比小于40%的交流电流测量性能明显优于常规单铁芯CT，比差小于3%，角差小于360′,具备良好的抗直流性能。

摘要:目前，针对风电机组引起的谐振问题的研究分析方法比较复杂，计算繁琐，通常以含有线路串联补偿的模型为主，不考虑换流器或简化换流器控制作用，与实际系统相比存在较大误差。为计算简便，减小误差，提出一种基于谐波阻抗测量仿真分析的方法，对风电系统模型进行谐振特性分析。该方法简单方便，避免大规模数据的整理和计算，可充分考虑风机换流器的影响，减少简化系统带来的误差。以目前实际装机较多的双馈感应风机为研究对象，以PSCAD/EMTDC为工具，通过电磁暂态仿真，建立典型双馈风电机组接入交流系统的模型以及西北含风电场某实际系统模型。用以上方法进行谐振特性分析，结果表明，双馈感应风电机组在运行过程中有可能表现为容性阻抗，而交流电网呈感性，故整个系统形成RLC谐振回路，易引发谐振。

摘要:Wireshark是一款开源免费、功能强大、可扩展性强的网络通信报文捕捉分析软件，但是其在解析SV报文方面有很多不足，这限制了Wireshark在智能变电站中的使用。通过分析Wireshark的设计思想、模块架构、主要的数据结构和处理流程，以及SV报文的帧结构和编码，给出了基于Wireshark开发SV报文分析工具的方案和实现过程。并展示了基于该方案开发的SV报文分析工具的运行结果，达到了预期目的。基于开源软件Wireshark进行的二次开发，拓展了Wireshark的应用范围，同时也能吸收开源软件中的精华部分。为开源软件在电力系统中的应用提供一种思路，对于理解智能变电站通信协议也有重要意义。

摘要:风力发电作为一种技术成熟、规模较大的新能源发电形式，目前在世界各国得到了广泛应用和发展。风电具有不确定性的特点，必须对其进行准确的预测才能保证并网后电力系统的正常运行。针对风电预测的传统方法和新的研究趋势开展了综述。首先对物理方法、时间序列方法、人工智能方法和组合方法进行了总结，然后针对目前风电预测的几个重要的发展方向:空间相关性预测、集群预测、不确定性预测和爬坡预测的研究进展进行了重点阐述。对现有的风电功率预测方法进行综述后，进一步对这一领域的研究方向进行了展望。