摘要:为应对高比例新能源接入给系统频率稳定性带来的不利影响，除开发新能源参与调频的控制策略外，还需提高系统自身的调频能力。系统调频关键参数决定了系统的调频能力，分析调频关键参数对系统频率响应指标的影响是选择调频关键参数、提升电网频率响应的关键。在频率响应模型的基础上，理论分析了包括惯性时间常数、调频死区、调差系数等频率控制关键参数对系统频率特性的影响。并对上述参数进行了灵敏度分析，确定了不同参数对频率响应指标的影响程度。利用电力系统分析综合程序(PSASP)建立36节点系统模型对理论分析结果进行了仿真验证，为调频关键参数选取提供了参考。基于研究结果对新能源参与系统调频的定位进行了分析。

摘要:逆变型分布式电源(Inverter-Interfaced Distributed Generation, IIDG)在电网电压跌落时可能存在电流越限、切机等风险，进而影响其自身和系统的安全稳定运行。对此，提出一种考虑不同运行场景的IIDG控制策略。首先，以相电压幅值为约束条件，构建了基于正序分量的电压支撑方程，实现了正序电压的最大化支撑。其次，为保证逆变器在安全的前提下充分利用自身容量，提出一种考虑电压跌落程度和IIDG有功出力大小的场景区分方法。然后，根据不同场景下的电流注入模式和控制目标推导参考电流，使IIDG兼具电压支撑、电流限幅能力。同时，通过输出有功功率和负序无功功率，提升了系统稳定性，降低了电压不平衡度。最后，基于Matlab/Simulink搭建了含IIDG的仿真模型，算例结果验证了所提策略的有效性。

摘要:为实现大规模电力系统潮流的准确、快速求解，以非精确牛顿法为基础，提出一种基于CPU-GPU异构平台的电力系统潮流并行计算方法。修正方程组的求解是牛拉法潮流计算中最为耗时的部分，提升修正方程组的求解效率可有效提升潮流计算效率。为此，根据雅可比矩阵的不对称不定性，采用稳定双正交共轭梯度(bi-conjugate gradient stabilized, BICGSTAB)法进行修正方程组的求解。进一步，为改善BICGSTAB法的收敛性，根据雅可比矩阵的稀疏性和类对角占优性，提出一种改进PPAT(Preconditioner with sparsity Pattern of AT, PPAT)预处理器和改进Jacobi预处理器相结合的两阶段预处理方法，并对雅可比矩阵进行预处理，提升BICGSTAB法的收敛性能。然后，将上述潮流算法移植到CPU-GPU异构平台，实现电力系统潮流的并行求解。最后，通过不同测试系统算例对所提方法进行验证、分析。结果表明，所提潮流并行计算方法可实现电力系统潮流的准确、快速求解。

摘要:针对含分布式发电并网的主动配电网故障恢复问题，考虑系统节点电价机制提出基于两阶段优化的主动配电网故障恢复方法。该方法第一阶段优化以开关状态集为控制变量，以失电负荷价值最小为目标函数，计及功率平衡约束，网络拓扑辐射状约束等必要约束条件。第二阶段优化首先建立配电网节点电价制定机制以及负荷响应模型，以决定系统节点电价方案的支路容量约束拉格朗日乘子为控制变量，以支路容量越限量最小为目标函数，计及节点电价机制约束等约束条件建立模型。最后通过一个仿真算例表明，考虑节点电价机制的主动配电网故障恢复方案相比于不考虑的情形下故障恢复指标更优，说明所建立的模型能够降低失电负荷量，提升系统在故障恢复期间运行的可靠性。

摘要:提出一种考虑网架动态重构的主动配电网双层优化调度模型。模型上下层的优化目标均为运行费用最小和系统快速电压稳定性最优，下层优化目标是上层优化目标的组成部分，通过定义相同目标函数实现上下层决策变量的协同优化。模型上层决策变量是各个重构时段内的网架结构，采用基于基本环路的网架十进制编码方式，提高网络重构的求解效率。模型下层的决策变量是各主动管理时段内分布式电源出力、补偿电容器、静态无功补偿器的投切、OLTC动作情况，实现主动配电网的最优调度。采用IEEE 33节点配电系统验证所提方法的有效性。仿真结果表明，所提动态重构方法能大大提升网络重构的求解效率，所提双层优化模型能有效降低配电网运行费用，同时提升系统电压稳定性。

摘要:为提高风、光分布式电源在主动配电网中的渗透率，计及风-光-荷时序相关特性提出主动配电网源-储规划策略。针对风、光分布式电源以及负荷的时序波动特性，采用改进模糊C均值聚类算法合成风-光-荷时序全场景。综合考虑分布式电源渗透率、消纳水平、经济效益及电压偏差指标建立多目标规划模型。采用混沌粒子群算法进行求解，引入适应度计算改善其全局寻优能力，得到源-储多目标规划解集。通过对东北地区某47节点配电系统的仿真，得到源-储多目标规划方案，并根据电压累计概率密度对规划方案进行评价。结果验证了所提方法的正确性和可行性。

摘要:针对大规模DG并网带来的电网调峰及备用容量需求，基于全局协调、分区自治思想，提出多站融合供电系统辅助调峰自律运行调控策略。构建调峰备用等相关技术指标以量化供电区域应具备的“自律能力”。根据供电区域调峰需求，提出多种融合供电区域储能站自律调峰控制策略。为满足主网调峰备用需求并实现供电区域“自律”运行，将储能调峰自律控制策略联合优化配置，建立多站融合供电区域储能站容量优化配置模型。采用鲁棒优化联合端点场景筛选法构建供电区域典型运行场景，利用智能优化算法对模型进行求解。最后，对多站融合典型实施案例进行算例分析，结果证明了所提方法的有效性。

摘要:随着大量可再生能源如风电接入电网，如何最大化地利用可再生能源、减小传统火电机组的成本成为亟需解决的难题，特别是机组运行和备用容量的协同调度成为现在研究的一大热点。考虑风电出力的不确定性，建立了成本最小化的两阶段经济调度模型。在第一阶段，即日前调度，根据预测的风电出力制定机组预调度方案。在第二阶段，即实时调度阶段，根据风电的实时出力对第一阶段调度方案进行反馈调节。针对风电出力的不确定性，应用Kullback-Leibler离散度原理对不确定因素进行建模。结合分布鲁棒方法，建立了极端概率分布下的两阶段分布鲁棒主备协同优化模型，并将其转化为可解的混合整数非线性规划问题。基于广义Benders分解方法，提出了分解协调算法对优化模型进行求解。最后以IEEE 6 节点系统和IEEE 118 节点系统进行算例仿真分析，并对比传统鲁棒及随机规划方法，验证了所提方法的可行性和优越性。

摘要:直流串联电弧是引发光伏系统火灾事故的主要原因之一。针对直流电弧状态和故障问题，提出一种基于逆变器实现的组串式光伏系统直流串联电弧故障检测与保护方法。依据电弧故障的高频特性，以组串输入端滤波电容支路电流为量测获取串联电弧故障信号，基于样本熵和标准差建立串联电弧检测算法并构建2级保护判据及重投方案，保证故障处理的可靠性和灵敏性，并满足逆变器对高频信号低采样率的制约。根据光伏并网逆变器的工作原理和结构组成，提出实现电弧保护的逆变器硬件改造方案。搭建光伏系统电弧故障实验平台并开展实验研究。提出的方法能够实现可靠的检测与保护，在多种情况下验证了所提方法的有效性。

摘要:针对二进制粒子群算法在复杂规模化配电网故障定位时收敛速度慢、易陷入局部最优解的缺陷，提出一种基于免疫二进制粒子群优化算法的配电网故障定位方法。首先，应用免疫系统信息处理机制对粒子群算法进行改进，在算法进化过程中建立记忆细胞单元存储优质抗体，避免抗体种群更新后的群体退化。其次，引入抗体浓度调节机制与免疫选择操作保持抗体种群多样性，强化算法全局搜索能力，防止算法早熟。在此基础上，构建亲和度评价函数将改进后的算法应用于配电网故障定位。仿真结果表明，基于免疫二进制粒子群优化算法的配电网故障定位方法能够有效提升算法收敛速度与故障定位准确率，且在故障信息畸变情况下具有良好的容错性能。

摘要:为了准确地判断变压器绕组是否出现故障，保证变压器供电的可靠性，提出了一种基于天牛须搜索算法优化支持向量机(BAS-SVM)的变压器绕组故障诊断方法。采用支持向量机(SVM)作为变压器绕组形变程度的分类器，并应用天牛须算法对SVM的核函数和惩罚因子进行优化，通过人工经验训练BAS-SVM，使其具有很高的故障诊断精度。为了比较BAS-SVM算法在变压器绕组故障诊断的优越性，采用改进的粒子群优化算法(MPSO)优化SVM。通过仿真验证，BAS-SVM算法的故障诊断准确率比MPSO-SVM算法的故障诊断准确率高10%。最后通过实例验证了BAS-SVM算法对变压器绕组故障诊断的可行性。

摘要:彼此临近的孤岛微电网形成孤岛微电网群，可通过能量互济实现不同源荷特性的微电网之间的资源优化分配，进而提升区域电网运行的经济性、可靠性和可再生能源利用率。针对孤岛微电网群的能量管理问题，基于多代理系统，建立了孤岛微电网群分层能量管理架构。建立了灵活性指标评估可再生能源出力不确定性对系统运行的影响，在此基础上，构建了微电网层多目标优化能量管理策略和集群层能量分配策略。采用宽容分层序列法对线性化后的模型进行求解。最后以四个微电网组成的孤岛微电网群为例，验证了所提能量管理策略的有效性。

摘要:评价风电机组健康状态，合理分配风电场中风电机组的功率，对降低风电场的运维成本有着重要意义。首先，利用风电机组监控与数据采集(supervisory control and data acquisition, SCADA)系统中的风电机组历史运行数据，训练基于长短期记忆(long short-term memory, LSTM)网络的风电机组输出功率预测模型。然后，根据预测功率和风电机组实测输出功率的偏差幅值将风电机组的健康状态分为良好、一般、较差等三个类别。最后，综合考虑风电场中每台机组的健康状态、最大发电能力和电网调度部门对风电场下达的发电指令，建立目标函数和约束条件，采用遗传算法进行求解，得到分配给每台机组的功率。仿真结果表明，所提出的方法不仅能够根据风电机组的健康状态合理分配机组功率，而且能够满足调度中心下达的风电场总的发电功率。

摘要:为协调运用配电网各类调压资源，实现经济、灵活的电压控制，整合中高压配电网各类无功治理设备，提出考虑低压光伏无功集群贡献的配电网电压无功控制资源协调运行优化方法。针对配电网低压侧分布式小容量离线运行光伏电源，设计了3种光伏集群无功运行模式，使其按模式预设在线自律运行。提出低压光伏集群无功管控策略，建立配电网电压无功控制资源协调优化模型。采用最优分割联合优化方法对变压器分接头及电容器组的切换时间及切换状态进行优化，在此基础上得出光伏集群无功运行模式及其他治理设备无功输出优化结果。采用前推回代潮流计算嵌套粒子群优化的算法进行求解。仿真算例证明了所提方法的合理性及有效性。

摘要:针对多机电力系统中的励磁系统，设计一种基于扰动观测器的滑模控制(Perturbation Observer based Sliding-mode Control, POSMC)以提高系统稳定性。首先，将系统的非线性、参数不确定性、未建模动态和外部时变扰动聚合为一个扰动，同时由一个滑模状态扰动观测器(Sliding-mode State and Perturbation Observer, SMSPO)对该扰动进行实时快速估计。随后，通过滑模控制器对该扰动估计进行在线完全补偿以实现全局一致的控制能力。POSMC具备结构简单、可靠性高、不依赖系统精确模型以及仅需测量发电机功角一个状态量等优点。最后，基于机械功率阶跃变化、三相短路以及发电机参数不确定性三个算例验证了POSMC的有效性和鲁棒性，其能在各种工况下实现最佳的动态性能，有利于电力系统发生故障后恢复稳定运行。

摘要:为了解决逆变型分布式能源(Distributed Generator, DG)对微电网保护速动性和协调性的影响，提出了一种基于复合故障补偿因子和天牛须搜索(Beetle Antenna Search, BAS)算法的改进反时限微电网电流保护方法。首先，通过分析故障时保护安装处的电压分布特性，并结合测量阻抗特征构建复合故障补偿因子，以解决反时限过电流保护由于短路电流变化引起的动作延时问题，提高保护速动性。同时，为了解决DG接入、微电网运行方式改变等因素引起的微电网保护协调问题，利用BAS算法对改进反时限电流保护的参数进行优化，以保证相邻保护的协调配合。最后，在DIgSILENT/PF软件中建立微电网仿真模型，以验证改进方法的有效性。仿真结果表明，与传统反时限过电流保护相比，改进保护方法在速动性方面明显提升，且在微电网不同运行模式、故障条件下均满足协调性要求。

摘要:准确有效地进行谐波电压测量是掌握电网谐波状况、开展谐波治理、提升电能质量水平的重要前提和依据。为解决目前大量在运CVT无法准确测量谐波的问题，提出基于CVT电容电流的谐波电压测量方法。该方法测量流过高压电容和中压电容支路的电流并进行谐波分析，根据电容参数即可方便准确地计算得到高压侧谐波电压。该方法只需对CVT二次回路进行简单改造，在不影响设备运行安全的前提下，实现谐波电压测量。首先给出该方法的基本原理，然后结合仿真计算分析电流测量精度和电容值变化对谐波测量误差的影响，对实际CVT完成了物理试验验证。试验表明：该方法的2~50次谐波电压测量误差均小于2%，满足谐波国家标准的相关要求。

摘要:近年来，随着电网“强直弱交”的问题日渐突出，同步调相机重新受到关注。300 Mvar大型同步调相机已陆续在国内多个换流站投入应用。因调相机启机方式存在特殊性，汽轮或水轮发电机组、抽水蓄能机组启机保护不完全适用于调相机，有必要对调相机启机过程及其保护配置和算法进行研究。针对不同类型的机组采用对比方式，分析了调相机的启机过程及其启机各阶段的三相短路电流特征。提出了更可靠、更快速的包含主变启机速断保护和励磁变启机差动保护在内的启机过程全区域保护。同时也提出了适用于调相机启机过程宽频率、宽电压变化的相角和幅值的修正方法。仿真结果表明，幅值计算误差改善明显，满足保护精度要求。

摘要:为了解决传统微机保护装置在电力系统断电恢复的瞬间无法快速有效地对已存在显性故障采取相应保护动作的问题，引入一种新型微机保护装置的研究。首先在硬件上利用蓄电池在电力系统断电时给整个微机保护装置供电，并且控制脉冲输出对跳闸电容进行充电，配合电容电压监测电路，时刻保证其电压值达到驱动断路器的临界电压。另外软件上设计了两种算法。一种适用于系统断电恢复时刻的“快速算法”，以保证能快速地切除断电恢复瞬间的故障。另一种适用于系统正常工作时的“精确算法”，以保证整个装置在正常运行时的可靠性。针对不同的情况，分别使用不同的算法，共同构成新型微机保护装置的保护算法。仿真实验表明：所设计的新型微机保护装置相比于传统的微机保护装置，能在更短的时间内切除电力系统断电恢复瞬间已存在的显性故障，并且不影响正常运行时保护动作的可靠性。

摘要:近年来，我国绿色新能源产业迅猛发展，清洁高效的风电产业并网增加，但风电机组大规模脱网的事件仍有偶发，对新能源的管理水平和安全控制提出了新的挑战和要求。针对稳控切机策略与风电场脱网配合难以协调和脱网指标难以评判的问题，提出了一种在线评判风电场脱网风险的有效方法。基于各机组电气量以及保护动作信息构建动态脱网危险因子，并将整个风电作为整体，评估风电场低电压穿越模式下的脱网风险，为新能源机组精益控制和安全稳定控制系统的切机优化策略建立理论依据。最后通过仿真分析验证了所提出的脱网危险评判标准的可行性及有效性。

摘要:换相失败问题是制约基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)输电系统安全运行的重要约束。从事前预防的角度出发，目前实际工程中主要采用了换相失败预测控制(CFPREV)技术。根据现场录波，分析了现有预测控制存在故障检测速度不足的问题，认为提高故障检测算法灵敏度是预测控制提升的关键。在此基础上，分析对比了基于三相同时刻采样值的电压有效值算法与现有检测算法的优劣，并采用该算法对现有换相失败预测控制功能进行改进。仿真结果表明，在单相接地或两相短路接地故障中，基于三相同时刻采样值的电压有效值检测算法的故障检测速度比现有算法更快，采用改进型预测控制能够有效减少换相失败发生的几率。

摘要:微电网渗透率的不断提高给配电网带来了越发严重的电能质量问题。统一电能质量调节器(Unified Power Quality Conditioner, UPQC)作为一种综合电能质量治理装置，成为近年来的电能质量治理研究热点之一。主要对UPQC的拓扑结构、检测方法、控制策略进行了归纳与分析。阐述了当前UPQC国内外研究发展概况，对其技术发展趋势做了预测展望，为后续研究提供一定的参考与借鉴。随着研究的不断推进，UPQC将会更好地治理含微电网的配电网电能质量。