摘要:针对特高压直流输电系统闭锁引起的暂态过电压严重威胁系统安全运行的问题，推导建立了直流双极闭锁后换流母线暂态电压的解析表达式。在此基础上，建立了送端交流系统电力网络等值模型，推导出了直流双极闭锁后送端交流系统内任一关键节点暂态过电压的计算方法。为判断送端新能源节点面临高压穿越问题的严重程度、提前发现系统薄弱环节，提出用阻抗比来表征节点的暂态过电压程度。在直流双极闭锁后节点暂态电压压升值随着阻抗比增大而呈现线性升高的趋势。基于DIgSILENT仿真平台，搭建了CIGRE直流输电标准测试系统和吉泉±1100 kV高压直流送端系统，验证了送端系统暂态过电压计算方法及结论的正确性。

摘要:随着大规模可再生能源并网，不确定性源增多，现代电力系统规模扩大，导致其电力系统概率最优潮流计算更加耗时。其中，网络规模变大将导致单次确定性最优潮流的求解变得更为复杂，而另一方面不确定源变多的潜在后果是必须增加确定性最优潮流的求解次数才能保证输出结果的精确性。针对上述问题，引入离散傅里叶变换法(Discrete Fourier transformation matrix, DFTM)对概率最优潮流进行分析与计算，并对其样本点的选取策略进行了深入分析。DFTM法采点数量灵活，同时可以精确地处理具有相关性的随机变量，能够较好地兼顾目前概率最优潮流计算中的精度与速度问题。最后基于改进的IEEE 118节点算例，以传统蒙特卡洛模拟法的结果作为参考，验证了DFTM法在非对称分布变量所占比例不同场景下的概率最优潮流计算精度与速度优势。并通过与无迹变换法进行对比，进一步展现了DFTM法的优越性能。

摘要:目前高压直流输电系统逆变侧发生不对称故障时，采用最小关断角判别法判别换相失败，其研究仅考虑电压因素，预测效果不理想。针对此问题，通过对换相失败机理和影响因素的分析,认为直流电流上升与交流电压下降均会使关断角减小，将直流电流与交流电压解耦，得到一个仅含电压变化率的逆变侧关断角表达式作为判据。该判据可依据对直流线路和逆变侧相关运行参数的计算得出导致换相失败的临界电压变化率值。在换相过程中,当系统电压变化率小于临界电压变化率时,系统存在较大换相失败风险。基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件搭建CIGRE HVDC模型，对不同过渡电阻的单相接地故障进行仿真测试，结果验证了所提方法的正确性。

摘要:故障恢复作为智能配电网自愈能力的重要保障，对系统运行可靠性至关重要。针对含分布式光伏并网的配电网故障恢复问题，计及故障期间光伏出力和负荷水平变化建立光伏型配电网动态故障恢复方法。以当前时段系统失电负荷量最小为目标函数，计及网络辐射状约束、功率平衡约束、节点电压约束、开关状态集约束等必要约束条件建立光伏型配电网动态故障恢复方法。所建立的模型通过故障期间改变系统开关状态集使得故障恢复方案对于运行工况进行适应从而减少失电负荷量。采用种群的精英策略和混沌搜索对基本萤火虫算法进行改进，采用改进萤火虫算法对所建立的模型设计求解流程。最后通过仿真算例验证了所建立模型的有效性。

摘要:三相隔离变压器是移动变电站的关键一次设备，为在实验室环境下快速模拟该变压器的输入/输出特性，应用Arnoldi算法建立了其降阶模型。根据电磁感应定律和安培定律，搭建了三相隔离变压器的高精度电磁等效电路，得到了输入电压、电流与磁通量变化率之间的定量关系。应用分块近似方法将变压器磁芯等效为多组环形回路，得到了铁芯的磁路等效模型，并根据该模型建立了磁阻、磁感与磁通量以及磁通量变化率之间的函数关系，进而得到了变压器的状态方程。应用Arnoldi算法将状态方程进行降阶处理，建立了三相隔离变压器的降阶模型，并进行了相应的仿真与实验验证。实验结果验证变压器降阶模型的正确性和精确性。

摘要:为了分析在风电并网情况下多种调节资源对电力系统灵活性的影响，提出一种“整体-局部”的灵活性评估方法。在需求响应方面，针对分时电价，采用模糊C均值法对各时点负荷进行聚类，然后结合连续性划分准则对分时区间进行确定。考虑到风电场景集过大会带来求解效率低的问题，在Canopy聚类和K-medoids聚类的基础上提出一种双层聚类场景削减技术，并对削减后场景进行校验，确保其能有效地反映风电波动情况。在计算上，针对各风电场景，构建以经济性作为目标函数的机组组合模型并进行求解，然后根据多场景下的调度结果对电力系统的灵活性进行整体和局部的评估。通过仿真分析，验证了该评估方法的有效性与合理性。

摘要:区域综合能源系统(Regional Integrated Energy System, RIES)是解决社会能源利用效率低以及可再生清洁能源难以消纳问题的有效途径之一。首先建立了包含风电、多种储能以及电转气(Power-to-Gas, P2G)设备的RIES模型。针对电、气、热负荷柔性特征和可调度价值，结合三种负荷在RIES中形成的耦合关系，提出计及电-气-热多种负荷的综合需求响应模型。同时采用典型场景集考虑风电出力的不确定性，建立区域综合能源系统优化调度模型。该模型以综合运行成本最少、碳排放量最小、能效利用率最高为优化目标，利用非支配排序遗传算法(NSGA-II)进行求解并输出Pareto最优前沿解集。仿真算例设置了4种场景，分析电、气、热需求响应及P2G、储能设备接入对区域综合能源系统运行优化的影响。结果验证所建立多目标优化调度模型既能够提高能源利用效率，也能保证系统的环保经济运行。

摘要:针对城市配电网发展形态属性、特征的难定量化，分析了城市配电网的物质形式、系统性特征、时间结构、空间结构四大形态属性，建立了可表征形态内涵的城市配电网发展形态评估体系并划分了等级类型。针对其形态指标分值主观性强的缺点，采用了抛物线有序加权算子对定性指标初值进行预处理，并对该算子中的P值进行了求取算法研究。为了获取更加科学的形态指标权重，采用了改进层次属性模型(Attribute Hierarchy Model, AHM)及标准间冲突性相关性法(Criteria Importance Through Intercriteria Correlation, CRITIC)进行主客观赋权，最后通过改进云物元算法计算指标等级隶属度，进而得到城市配网发展形态等级。以四个不同区域城市配网为例验证了上述评估理论的可行性。

摘要:随着电力系统在现代社会发展中的地位不断提高，其面临的各种危险也越来越引起人们的高度关注。为探究电力系统鲁棒性，建立了考虑电力系统实际运行机理的网络化模型。基于复杂网络理论，按照方法论原则，提出了一种鲁棒性分析方法。分别从结构和功能上给出了电力系统的鲁棒性分析指标，并模拟了电力系统三种故障情形。运用IEEE30测试网络，比较了基于复杂网络的分析方法与基于常规潮流分析的系统崩溃结果，对提出的分析框架进行了验证。同时，采取IEEE300网络和符合小世界特性及无标度特性的1 000节点网络模型对电力系统的鲁棒性进行了详细的分析。结果表明，该分析方法可以对多种情况的电力系统进行鲁棒性全面评估，证明了该方法的有效性。

摘要:电力电子装置的广泛应用使得直流系统以及开关元器件广泛接入交流系统，不同时间尺度下的暂态过程交织在一起，增加了分析和控制电网的难度。包含多时间尺度的机电-电磁混合仿真能够有效地平衡电力系统仿真中规模、精度、效率等问题。提出应用于配电网的基于等值模型的混合仿真接口技术。采用诺顿/戴维南等值模型作为等值方法，采用并行交互方式，并对接口处基波相量的提取进行改进。采用滤除直流分量的改进型Dq-120方法。最后，含33节点配电网的仿真算例验证了混合仿真接口的正确性。

摘要:为减少小区发展不均衡性和不确定性对空间负荷预测精度的影响，结合聚类分析与马尔科夫理论提出了一种多阶段空间负荷预测模型。首先，提取单位面积最大负荷、用电量、平均负荷百分比作为表征小区发展不均衡性的指标，利用k-means算法对小区聚类，确定各个发展阶段的负荷密度。其次，统计不同发展阶段间的转移概率，形成马尔科夫链的状态转移矩阵，揭示空间负荷变化规律，以处理小区发展不确定性。再次，利用业扩报装信息、分类饱和密度及状态转移向量建立近中远期负荷预测模型。实例验证表明，该模型能够切实有效地考虑经济发展的不确定性及用电水平的差异性，各阶段负荷预测结果均具有较高的可信度。

摘要:为研究共相并联电缆特殊结构对距离保护的影响，以双回并联电缆为例，建立了其内部短路的各序等值模型，推导出测量阻抗的解析表达式。在此基础上，分析了影响距离保护动作性能的主要因素，给出了距离保护I段最小保护范围和区内故障最大测量阻抗计算方法。通过数字仿真，验证了分析结论的正确性。研究表明，共相并联电缆的特殊结构，会导致接地阻抗继电器和相间阻抗继电器测量阻抗增大，造成距离I段保护范围缩减，并降低距离II段的灵敏度，在相关保护整定计算中需予以重视，以保证电缆运行安全。

摘要:在区域能源互联网大力推进、绿色低碳经济大力发展和多能流耦合度不断增高的背景下，如何提高微能源网的经济稳定性，实现其运行优化已成为研究热点。然而空调负荷的日渐增长给微能源网的经济运行带来了挑战。为此引入热泵和相变储能，以缓解用能紧张，提高能源利用效率和系统的灵活性。综合考虑热泵的出力特性和相变储能的储能特性，提出了一种多能互补微能源网运行优化模型。为分析模型的经济节能性，在分时电价和并网运行条件下，以全寿命周期成本最低为目标函数，采用混合整数规划法进行求解。仿真结果表明，引入热泵和相变储能能够减少空调负荷耗能，降低系统运行成本，具有较好的灵活性和经济性。

摘要:近年来，随着乌克兰电网遭受网络攻击等一系列事件的发生，变电站网络安全面临着一系列新挑战。目前变电站智能设备种类繁多，面临越趋严峻的非法访问、操作越权及数据篡改等内部网络威胁。因此，提出变电站智能设备的多维度网络安全防护机制，引入多级身份认证、分布式权限验、逆向矩阵等网络加固机制，解决常见的网络攻击问题。在不影响传输效率及性能的基础上确保智能设备网络访问与控制的安全性、可靠性及健壮性。

摘要:风储联合发电可在一定程度上确保风电功率并网计划的可靠实现，其关键技术离不开有效的储能能量管理与控制。提出了一种储能双层模糊控制策略。首先，利用改进的遗传算法优化自适应神经模糊推理系统，以获得未来风电功率。然后，结合实际储能荷电状态与风电功率并网计划动态跟踪调节需求，经双层模糊控制规则反复修正储能系统吞吐功率，确保储能系统的安全工作与功率计划跟踪目标的多任务执行。最后，利用现有仿真平台，采用风电场实际运行数据，通过将仿真结果与传统模糊控制进行对比，验证了所提策略的优越性。仿真结果表明，双层模糊控制策略能够在降低储能荷电状态越限次数的同时，进一步提高风电机组并网发电能力。

摘要:E类逆变器作为一种高频逆变电路，具有拓扑结构简单，逆变效率高等优点。但是由于其对负载敏感，易因负载变化而工作于硬开关状态，造成系统效率下降。针对这一特点，提出一种带并联振荡支路的改进型E类逆变器。在负载阻值小于额定值导致开关管硬开通时，通过并联反向导通的振荡支路对电容电流进行引流并发生振荡，从而实现在非最优负载条件下的零电压开通及零电压导数开通。最后在理论的基础上进行实验仿真，搭建了一台开关频率为50 kHz的实验样机，在非最优负载条件下逆变效率为97.39%。结果验证了改进型E类逆变器理论的正确性。

摘要:分析了特高压直流测量装置阶跃特性现场试验要求，开展阶跃响应特性现场试验技术研究，提出了基于BUCK电路的直流电流测量装置阶跃响应试验技术。研制了直流电流测量装置阶跃响应试验用快速上升长脉宽大电流源。完成了特高压直流电流测量装置阶跃响应验证试验。试验结果表明，所提出的直流电流测量阶跃特性校验系统最大输出3 000 A时，阶跃方波上升时间7 μs，持续时间10 ms，过冲幅值小于1%，其性能满足特高压直流电流测量装置的检测校验要求。

摘要:针对当前现代电网建设电压暂降故障频发和传统电压暂降检测算法准确性和快速性不足的问题，提出一种电压暂降检测新方法。单相电压首先经过自适应复合形态滤波器进行最优尺度滤波处理，再延迟一个小角度构造相互垂直且正交的αβ两相电压，经过αβ-dq变换得到电压暂降幅值、相位跳变和持续时间等特征量。在Matlab/Simulink中搭建新型电压暂降检测算法仿真模型，与传统滤波算法和电压暂降检测算法进行了对比分析。基于TMS320F28069DSP处理器设计了高速的数据采集与处理电路，搭建了电压暂降检测平台，对所提方法进行了工程验证。仿真结果表明所提方法在电网谐波噪声干扰、电压暂降、相位跳变等工况下具有较高的准确性及灵敏度，实测系统总体响应时间小于5 ms，所提方法可行有效。

摘要:为解决配电网行波波头检测困难的问题，提出一种基于随机共振-变分模态分解(SR-VMD)的行波信号检测方法。利用粒子群优化的变尺度SR对行波信号进行预处理，有效提高输出信号的信噪比。利用VMD算法将输出信号进行自适应分解，应用到故障定位中。用Teager能量算子(TEO)对行波波头进行标定，代入测距公式得到故障距离。仿真结果表明，该方法能在噪声背景下实现故障信息的提取，有效提高了故障测距的精度，尤其是高阻接地和电压过零附近接地的精度。

摘要:针对目前低压配电网台区拓扑存在记录不准确，人工排查成本高，准确率低的问题。提出了一种基于T型灰色关联度和K-最近邻(K-nearest Neighbor, KNN)算法的低压配电网拓扑自动识别方法。首先计算用户与所属台区电压的T型灰色关联度，对低于设定阈值的可疑用户用KNN算法判断所属台区，完成户变关系识别工作。然后计算新户变关系下用户之间电压的T型灰色关联度，结合拓扑结构图识别馈线中的可疑用户。最后找出与可疑用户最相关的用户，依据电压沿着馈线逐渐降低定位可疑用户在馈线中的位置。算例分析结果表明，该方法能自动识别用户所属台区和馈线，准确率高，实用性好。

摘要:混合多端直流线路故障的检测和隔离是一个亟待解决的问题。针对基于电网换相型(Line Commutated Converter, LCC)和混合型模块化多电平换流器(Full Half Bridge Modular Multilevel Converter, FHMMC)的混合多端直流系统拓扑架构，在分析直流线路故障影响的基础上，提出了一种多端直流线路保护方案。首先，通过配置快速线路保护系统，在模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)换流器过流闭锁前检测出线路故障。其次，采用在换流站两端配置线路保护系统保护直流线路全长、中间换流站配置线路保护系统分别保护两条线路的配置方案。在此基础上，提出利用线路故障后汇流母线区两侧电流变化量的不同，构造线路故障区域识别判据以解决多端线路故障区域识别问题。最后，通过与控制系统相配合将MMC站直流电压控制为零压或负压，并将LCC站快速移相，实现线路故障的自清除及隔离。仿真结果验证了所提方案的可行性。

摘要:电力CPS中信息失效可能导致严重物理后果，必须准确评估信息失效威胁下的电力CPS安全性，实现电力CPS安全防御。首先阐述电力CPS建模与信息物理交互机理研究思路。之后通过信息失效来源分析、失效跨空间传递过程分析、安全评估指标计算三个环节建立电力CPS安全评估研究框架。最后从信息网结构优化、路由优化、网络安全防御三方面分析总结了信息失效威胁下的电力CPS安全防御方法，并就后续研究给出建议。