摘要:风能资源的大规模开发利用是实现能源转型升级的必然途径。然而，大规模风电场并网稳定性问题逐渐凸显，实际系统中出现了风电场引发火电机组次同步振荡现象。建立了风火联合外送系统模型，应用谐波响应法和复转矩系数法分析了风电场引发火电机组次同步振荡的机理。在此基础上，分析了火电机组轴系扭振特性、风电场容量、风速、风机转子侧变频器内环增益系数以及风电场至火电机组的电气距离对次同步振荡的影响。结果表明，轴系扭振模态可观测度越高、风电场容量越大、风机风速越高、风机转子侧变频器内环增益系数越大以及风电场与火电机组的电气距离越远，火电机组次同步振荡越剧烈。通过IEEE第一基准模型和IEEE39节点系统的时域仿真验证了上述结论的有效性。

摘要:干式空心串联电抗器是电力系统无功补偿回路中的重要电气设备，其主绝缘通常采用环氧浇注结构，在实际研究中其匝间绝缘故障设置困难、试验验证成本高。为了监测是否发生匝间短路故障、提高在线监测灵敏度，借助有限元软件Comsol仿真研究了电抗器发生匝间短路时各电气参数的变化情况。首先仿真计算正常状态下电抗器的电感值和电流值，通过与解析计算结果进行比较，验证所建模型的正确性。然后在不同位置分别设置匝间短路故障点以得到电抗器各线圈层电流。最后得出其等效电阻、等效电抗、等效阻抗、功率因数、损耗因数等电气参数的变化情况。仿真分析结果表明：电抗器匝间短路故障点的位置不同，各电气参数变化率也不同，其绝对值由端部向中部、由内层向外层呈现增大趋势，且损耗因数和功率因数变化率较大，对匝间短路故障反应灵敏，可用于干式空心串联电抗器匝间短路故障的在线监测与保护。

摘要:计及分布式可再生能源不确定性因素的综合能源系统(Integrated Energy System, IES)规划更加接近实际情况，也是实现多能协调和IES优化运行的基础。考虑光伏发电出力的间歇性和波动性，提出了一种计及不确定性的含冷、热、电、气多能流的综合能源系统容量规划模型及其求解方法。首先，为了精确地模拟光伏发电的不确定性，利用场景法描述其不确定性并运用基于Wasserstein概率距离的场景削减0-1规划模型对大量不确定性场景进行削减。在此基础上，建立以投资运行成本之和最小为目标函数的IES容量规划模型。其次，由于场景分析法难以直接得到最优规划方案，采用基于场景分析法的两阶段规划策略对此模型进行求解得到含整数变量的多能源容量规划方案。基于算例的仿真结果表明：所提出方法能够经济且可靠地满足整个规划周期内系统各节点、各类型负荷需求。

摘要:受端交流系统故障是诱发特高压直流系统换相失败的主要原因，严重影响电网安全。为充分明晰交流系统故障下特高压直流系统换相失败期间阀组换相过程和控制响应，通过故障过程的电磁暂态仿真，基于换相面积理论对比阀组实际关断面积和最小关断面积，分析换相失败的主要原因。对运行参数与换相失败和故障恢复的灵敏度展开研究，发现低压限流环节参数和逆变侧控制的比例系数、积分系数对换相失败和故障恢复过程有明显影响，可以在控制系统优化时重点考虑。该研究可为特高压直流换流站换相失败故障分析及稳定运行提供参考。

摘要:连锁故障是历次大停电事故的主要诱因之一，而脆弱线路对连锁故障演化路径的发展又起着极其关键的作用。为在连锁故障中识别电网潜在脆弱线路，基于复杂网络理论和电力系统实际特性，以线路视在功率值为线路流量，提出一种交流潮流连锁故障模型。在此基础上，从网络局部、全局和潮流功能特性三个方面分别提出电气入度中心性、电气出度中心性、电气介数中心性和加权电网潮流转移熵四个指标来辨识脆弱线路。最后通过6个IEEE标准测试系统对电网鲁棒性进行评估，结果表明基于电气入度中心性指标的蓄意攻击策略对电网连锁故障后造成的损害最大且随网络规模增加电网鲁棒性逐步提升。

摘要:在风电、光伏等间歇式可再生能源大量接入系统的背景下，系统惯量降低造成的系统频率稳定问题越来越突出，在灵活性资源配置中有必要考虑系统惯量的影响。从系统灵活性分析的角度出发，首先介绍了高比例可再生能源接入后净负荷的特点以及基于系统发电机惯量和容量的系统惯量计算方法。然后，在此基础之上，基于系统最大频率变化率限制和最大功率变化量，提出了系统最低惯量的计算方法。最后结合灵活性的分析过程，提出了考虑最低惯量约束在灵活性分析中的考虑方法。该方法应用于灵活性资源优化过程中，可以改变系统低惯量状态下的灵活性资源配置，提高系统惯量，进而提高系统的频率稳定性，实现系统灵活性、频率特性的有机结合。

摘要:早期故障用于描述系统中不会导致继电保护动作的瞬时性自恢复故障扰动。基于对早期故障扰动的检测识别可实现对配网的故障预测和预警，对于提升供电可靠性有重要意义。受中性点接地方式影响，小电流接地系统中早期故障将有不同表现形式。针对小电流接地系统特点及其运行要求，分别从等效电路及仿真建模两方面，对该类系统中接地型早期故障的表现形式及其电气量变化特征进行了分析和总结。结果表明，小电流接地系统中接地型早期故障分为“单相接地型”和“异名相两点接地型”，同时总结了各种情况下早期故障扰动波形的变化特征。仿真和部分现场故障录波数据证明了分析结论的正确性，研究结论将为小电流接地系统早期故障检测识别及故障预测预警提供重要理论支撑。

摘要:虽然基于系统辨识的惯量在线评估方法可以在线评估电力系统惯量，但是目前无法确定最佳的模型阶次，导致误差较大。为提升惯量在线评估的准确性，首先对电力系统正常运行条件下的实测数据进行信号预处理，防止噪声信息造成的过拟合现象，以提高抗噪声扰动能力。其次将发电机的有功功率变化量作为输入，频率波动作为输出，利用AIC准则确定系统辨识模型阶次，使用系统辨识方法建立合适的动态模型。然后利用辨识模型的阶跃响应计算系统惯量，避免惯量在线评估过程中对模型降阶引起的误差。最后，在Matlab/Simulink软件中搭建仿真系统，验证了所提方法的有效性和准确性。

摘要:针对大规模互联电力系统中时滞和干扰现象对系统运行造成的影响，研究了变时滞影响下广域电力系统H∞控制问题。首先，构造新的增广向量和包含更多时滞信息的Lyapunov-Krasovskii泛函。然后，利用Wirtinger积分不等式、基于辅助函数的二重积分不等式和凸组合等方法对求导后的泛函进行估计，得到了具有较小保守性的稳定性结论。在此基础上，设计了无记忆的H∞状态反馈控制器。并提出一种分步线性化的方法，将H∞控制器存在性条件转化为严格线性矩阵不等式的形式。最后通过仿真验证了该方法可以扩大系统的稳定运行区域，控制器具有良好的控制效果。

摘要:在传统比例前馈并网逆变器中，使用多谐振控制能够有效抑制电网背景谐波，提高适应性。但是在弱电网情况下，电网电感会使得系统的相位裕度大幅降低并出现多谐振环节的谐振峰与0 dB线相交的问题。因此提出了一种多谐振控制器与相位补偿器的组合控制策略。首先通过在电网电压前馈回路增加多谐振控制器以抑制电网背景谐波的干扰。其次，为了解决加入多谐振控制器后系统相位裕度不足的局限性，在逆变桥PWM传递函数处增加参数自适应的相位补偿器以提升系统相位裕度。仿真与实验结果证明了提出的控制策略能够有效地提升系统的相位裕度，增强对高次谐波的抑制能力。

摘要:针对分布式电源波动及负载功率突变引起直流微电网母线电压大幅波动的问题，传统虚拟直流电机控制通过模拟直流电机外特性，可抑制母线电压波动，但动态响应较差。对此，提出一种参数自适应的虚拟直流发电机控制策略。以Buck/Boost变换器作为研究对象，结合下垂控制将虚拟直流发电机应用于多变换器并联系统中。建立其小信号模型，分析关键控制参数变化对系统稳定性的影响，并给出惯性系数和阻尼系数自适应调节方程。最后，搭建仿真模型及StarSim HIL实验平台。结果表明所提控制策略在有效抑制直流母线电压波动的同时，使系统具有较快的动态响应速度。

摘要:针对风电场低压穿越(Low Voltage Ride Through, LVRT)能力提升问题，以并网型中大规模风电场为研究对象，从整个风电场层面出发，分析了故障扰动场景下双馈风机(Doubly-fed Induction Generator, DFIG)的暂态特性及LVRT能力。利用RBF(Radial Basis Function)神经网络对切除后的DFIG转子电流暂态过程进行有效拟合，提出了一种撬棒保护自适应投切策略。算例仿真结果表明，RBF神经网络对故障后转子侧最大电流预测较为准确，能够有效避免撬棒的重复投切。该策略进一步提升了故障场景下风电场的无功支撑和LVRT能力，显著提高了风电场运行的安全稳定性水平。

摘要:针对配电网中传统全补偿消弧装置接地残流实时补偿能力差且在故障恢复后长期处于谐振状态而不能及时退出的问题，提出基于PWM可控变换器的接地残流全补偿控制方法。对全补偿消弧装置的消弧原理进行了详细分析，并利用主动频率注入法实现对地电容的精确检测。从理论上推导了零序电压与接地残流分量的关系，提出单相接地残流全补偿的实时控制方法。利用主动阻尼电流注入法实时检测接地故障恢复，并给出主动阻尼电流数值的计算依据。最后，对某10 kV配电网的单相接地故障进行了数字仿真研究。仿真结果表明，接地故障电流能够得到快速有效的全补偿，故障恢复后全补偿装置能够快速退出运行，验证了所提控制策略的正确性和可行性。

摘要:针对直驱永磁同步风力发电系统存在非线性、参数不确定性以及转矩扰动等问题，研究了一种基于自耦PI控制理论的最大功率跟踪控制方法。该方法以转速跟踪为目标，将发电机内部动态与外部输入转矩的不确定性定义为一个总和扰动，从而将非线性不确定系统映射为未知线性系统，并构建了一个在总和扰动反相激励下的受控误差系统。据此设计了基于误差速度因子的自耦PI控制器模型，理论分析了自耦PI闭环控制系统的鲁棒稳定性和抗扰鲁棒性。仿真结果表明了该控制方法能稳定保持最大功率系数，在风力发电系统的最大功率跟踪领域具有良好的应用前景。

摘要:光伏、风电等低碳清洁可再生能源和多样化负荷的接入促使直流配电网成为新的研究方向。为提高其供电可靠性，需对配电网系统进行故障特征分析。针对直流故障线路与换流器直流侧电容构成放电回路的前期阶段，提出一种适用于柔性直流配电线路的纵联保护新方法。该方法基于最小二乘法，并以故障电流采样数据拟合曲线斜率的方式，识别故障后直流线路两端电流的发展趋势，进而快速准确地判别直流线路故障。通过PSCAD/EMTDC建模仿真，验证了该方法的有效性及较高的可靠性。

摘要:为提高冷热电联供微电网运行的灵活性，减少运行成本，将地源热泵引入微网，建立一种包含风机、光伏、微型燃气轮机、地源热泵、燃料电池、蓄电装置和蓄冷/热装置的冷热电联供型微电网经济优化模型，并提出一种排序交叉优化算法对各机组的出力进行优化调度。同时，为了满足负荷平衡等式约束和各机组出力约束，提出一种启发式约束处理方法。为验证所提模型和算法的有效性，对微电网夏季和冬季典型运行场景进行了仿真实验，并与其他四种优化算法的结果进行比较。实验结果表明，所提出的算法具有良好的全局收敛性能，所求成本较其他四种优化算法更低，是一种求解冷热电联供微电网经济调度的有效方法。

摘要:为了实现多源数据的融合应用，需要将采用不同数据交换协议的在线检测装置接入变电站智能运维诊断平台。针对这种实际需求，提出了一种具有“对方协议自动识别功能”和“自适应配置互转协议参数功能”的智能协议转换方法。通过判断数据帧的多个特殊字段，以初步确定报文遵循的数据交换协议。进而，试探数据帧的命令类型字段和校验码字段，以最终确定对方遵循的数据交换协议。通过“通信报文A—数据库—通信报文B”的相互转换模式，实现了“一对多”、“多对一”以及“多对多”的数据交换协议的相互转换。详细介绍了所提智能协议转换方法的实现方案及其技术细节。所提方法弥补了传统“一对一”协议转换器存在的不足，为各类在线检测装置接入变电站智能运维诊断平台提供了一种便捷方法。

摘要:针对当前变电站巡检机器人路径规划算法存在的规划和适应性较弱等问题，在特高压变电站巡检机器人系统结构的基础上，提出了一种结合蚁群优化算法和人工势场算法的特高压变电站路径规划方法。将蚁群算法的传统单向搜索改进为双向搜索，在启发因子中加入人工势场力的合成方向，并对转移概率进行改进。通过栅格法构建特高压变电站仿真环境，进一步验证了所提规划方法的优越性。仿真结果表明，改进算法具有显著改善迭代次数和最小路径的效果，20×20栅格环境迭代15次收敛到长度26的最优路径，30×30栅格环境迭代70次收敛到长度43的最优路径。

摘要:针对传统电力大数据异常检测方法检测精度低、复杂度高等问题，提出了一种将可能性模糊C均值算法和改进的粒子群优化算法相结合的电力大数据异常检测方法。使用改进的粒子群优化算法和重新定义的聚类有效函数来优化可能性模糊C均值算法的初始中心和数目。通过仿真将该算法与改进前算法进行对比分析，验证该算法的优越性。实验结果表明，该算法能够准确地实现电力大数据异常值检测，改进后误检率从0.36%降低到0.05%。

摘要:近年来，因合并单元输出直流偏置信号而导致保护动作的事故在智能变电站屡有发生。为解决这一问题，提高合并单元采样值输出的稳定性和安全性，介绍了合并单元工作原理和ADC芯片设计原理，分析了合并单元在采样回路断线时产生直流偏置的原因。基于母线保护装置采样值差动原理，从动作行为方面分析了合并单元直流偏置输出对母线保护的影响。通过改造ADC芯片外围回路，提出了减小合并单元直流偏置的解决方案。搭建了测试系统，通过验证采样值输出值和母线保护动作情况，证明了合并单元直流偏置解决方案的有效性。

摘要:反时限过电流保护在含分布式电源的配电网中应用广泛，但其定值整定大多依赖工程经验，限制了实际的工程应用。为此，提出一种基于改进灰狼算法(GWO)的DG接入配电网反时限过电流保护定值优化方法，在保护动作特性方程和对保护灵敏性、速度性、选择性要求的基础上建立优化模型。为克服灰狼算法容易早熟、收敛精度低等缺陷，在保留可调参数少这一优势的前提下，引入了佳点集初始化、收敛因子指数衰减、变异和启发式参数确定这4种策略对灰狼算法做了改进。仿真算例验证了所提模型在两相和三相故障下的可行性与优越性，并探讨了时间级差对整定的影响、将来算法优化和工程应用的方向，为大规模DG接入配电网的保护定值优化问题提供了研究思路。

摘要:针对传统的三维重建方法因数据缺失而造成的精度差、效率低等问题，在三维激光扫描点云的基础上，提出了一种将粒子群优化算法和k-近邻分类算法相结合的变电站设备三维点云识别方法。通过粒子群优化算法对各子空间特征的系数权重进行优化，k-近邻分类算法完成分类。通过实验分析点云子空间的大小和丢失率对识别效果的影响，并与改进的迭代最近点算法进行比较，验证该方法的优越性和准确性。实验结果表明，该方法具有较好的识别准确率和效率，识别准确率达到95%以上，平均识别时间为0.19 s，具有一定的应用价值。