摘要:针对孤岛运行的交直流混合微电网群提出分层协调控制策略。首先设计分布式发电单元(DPDG)与储能单元底层控制，自适应调节交流子网频率与直流子网电压，保证各交、直流子网的独立稳定运行。同时考虑到直流子网中恒功率负荷(CPL)的影响，进一步对各DPDG单元设计P-V2改进下垂控制，减小传统下垂控制产生的直流母线电压偏差。进而考虑各储能单元充放电能力不同，设计基于荷电状态(SOC)的动态一致均衡控制，确保储能子网协调优化运行。然后基于直流子网电压和交流子网频率信号，构造功率自治级、功率互济级和储能平衡级三级控制切换策略，实现子网间功率互助并减少系统的功率损耗。最后基于Matlab/Simulink搭建了混合微电网群仿真模型对所提控制策略进行了验证。

摘要:为提升低惯量电力系统的小干扰稳定性，给出保障适应新能源发展的合理惯量裕度，并明确惯量分布对于互联系统小干扰稳定性的影响规律。研究了惯量分布对系统区域间振荡模式的影响规律，构建了面向区域间振荡的电力系统小扰动惯量域(Small Signal Inertia Region, SSIR)。首先，基于部分惯量中心(Part of the Center of Inertia, PCOI)等值方法和多项式Leverrier解法，构建了等值两机系统区间振荡模式阻尼比解析式。在此基础上，依据临界阻尼比构建了计及小干扰稳定约束的惯量域。进而，对区域互联系统惯量分布和小干扰稳定性之间的联系进行解析。最后，对惯量域进行全面分析，并在新能源系统中进行了初步验证。仿真结果表明，所提出的计算方法能够实现电力系统小扰动惯量域的准确、快速构建，增强低惯量电力系统小干扰稳定性的评估和监控能力，并为新能源惯量域的构建提供理论指导。

摘要:柔性直流输电是解决大规模海上风电远距离外送问题的首选方案。然而，柔直送端交流系统发生故障时，线路两侧短路电流均由电力电子换流器提供，系统的故障特征发生了根本性变化，直接导致传统保护性能的下降、甚至不正确动作，影响系统的安全运行。因此，针对永磁风电场经柔直外送的拓扑，分析了柔直送端交流侧故障的特征，并结合交流侧故障穿越控制目标提出了换流器短路电流解析表达方法。理论分析表明，当风电场弱出力时，仅由柔直换流器提供短路电流，且短路电流呈现出幅值受限特性、甚至低于额定电流；当风电场正常出力时，柔直换流器与风电场均提供短路电流，且二者控制目标不同，两侧同相别短路电流必然存在相角差。基于故障特征的研究，对现场常用的保护原理进行了性能分析，获知了线路距离保护、差动保护均会存在性能下降的问题。在PSCAD/EMTDC中建立了风电柔直送出系统的精细化模型，验证了理论分析的正确性，为现场保护配置以及保护新原理的研究提供了理论基础。

摘要:当双馈风电场送出线发生短路故障时，基于傅里叶算法的传统距离保护受双馈风机频偏特性以及过渡电阻的影响，保护动作性能较差。因此，通过分析保护安装处测量阻抗与故障点阻抗的关系，采用一种抗过渡电阻的新型自适应距离保护。针对该保护中出现的病态化问题，采用正则化处理病态表达式，在线修改自适应系数使保护的动作边界随自适应系数动态调整。最后，基于Matlab/Simulink平台搭建双馈风机电磁暂态仿真模型，考虑不同风电场规模和风速变化，对比分析传统距离保护和自适应距离保护的动作特性。结果表明自适应距离保护的动作性能较好，可靠性更高。

摘要:可再生能源出力、购能价格和综合需求响应量等多重不确定性因素给综合能源系统(Integrated Energy System, IES)安全经济运行带来了严峻的挑战。对不确定性因素的精细化建模，可以提高综合能源系统调度策略的有效性和优越性。首先在分析多重不确定性特性的基础上，分别采用随机场景法和鲁棒优化法对购能价格、风光出力和综合需求响应等多重不确定性进行建模。此外，由于先进绝热压缩空气储能(Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage, AA-CAES)具有冷-热-电联储联供的优点，可以增强系统运行灵活性，因此，选择AA-CAES作为IES的储能系统。然后，构建含AA-CAES的IES鲁棒-随机优化模型，并采用蝙蝠算法对模型进行求解。最后，基于某地区的数据开展仿真分析。结果表明，所提方法能够减少系统运行成本，实现经济性与鲁棒性的协调优化。

摘要:电力市场细分众多，主动配电网内资源的性能经济性各不同，且不平衡功率惩罚较重，主动配电网能否有效消纳可再生能源，减少不平衡功率惩罚，很大程度上依赖于运行调度是否合理。基于此，提出日前主辅市场下主动配电网多时间尺度优化经济调度模型。该模型考虑市场竞争以及时间尺度间的调度衔接优化，通过协调调度可再生分布式电源、储能以及负荷侧各类需求响应，在促进可再生能源消纳、减小不平衡功率的同时提升主动配电网运行经济性。首先，分析了主动配电网多源协调调度并网方式与辅助服务市场性能划分。其次，综合考虑储能的快速调节与能量时移特性以及需求侧响应时间尺度特性，以日前调度收益最大以及日内运行成本最小为目标，建立多时间尺度协调调度模型。然后，基于二进制扩充法与拉丁超立方采样将模型转化为混合整数线性规划问题进行求解。最后通过算例验证了模型的正确性与有效性。

摘要:随着我国能源绿色低碳转型的发展，新能源在电力系统发电结构的比重逐年提升，导致电网动态频率特性出现新的变化。为深入研究电网频率的总体演变规律及概率分布特性，从理论上阐述了考虑新能源渗透的电网频率变化趋势，给出计及新能源渗透率的电力系统调频简化模型及其稳定性分析。使用Simulink搭建电网频率仿真模型，并通过实验室高精度PCI-4474采集卡及基于LabVIEW编写的人机交互界面采集电网频率，得出的仿真和实测结果验证了理论分析所得出的结论。最后以应用的角度总结了电力系统频率概率图对智能电网安全稳定运行及电能计量装置在线评估的重要性。

摘要:电力负荷预测结果的准确性对电力系统安全稳定运行具有重要意义。针对多气象因素影响下的短期负荷预测任务，提出改进Apriori关联度分析及飞蛾火焰优化的长短时记忆神经网络算法的电力负荷短期预测新方法。首先，提出改进Apriori算法分析气象因素与负荷之间的关联程度。依据分析结果除去非必要气象影响因素，并在此基础上引入人体舒适度评价指标。其次，将降维后气象数据结合地区负荷数据作为模型输入。最后，基于长短时记忆神经网络进行短期负荷预测建模，并结合飞蛾火焰优化算法的全局寻优能力来优化模型。通过对某地区负荷数据协同气象数据进行对比预测试验，测试结果表明该负荷预测模型能有效提升地区电网短期负荷预测性能。

摘要:电动汽车(Electric Vehicle, EV)出行存在时间、空间上的不确定性，考虑时空分布的EV负荷预测是研究其与电网之间的交互影响、电动汽车充电站选址定容、实现有序充电的重要基础。以电动私家车为研究对象，提出基于出行起讫点矩阵(Origin-Destination Matrix, OD 矩阵)考虑时空分布的EV负荷预测方法。首先根据电动汽车充电模式等影响充电负荷的因素，建立充电负荷基础参数的概率模型。其次由实际路网建立其拓扑结构模型，由OD矩阵结合Floyd算法模拟电动汽车最短距离出行轨迹，采用车速—流量关系模型计算用户在既定起讫点时的行驶时间。然后考虑电池荷电状态的连续变化，基于蒙特卡洛方法(Monte Carlo method)建立EV充电负荷预测模型。最后采用所提方法计算包含居民区、商业区和工作区的某市辖区EV充电负荷时空分布。算例计算结果表明，不同功能区域的EV充电负荷在充电时间、充电方式及充电量上具有不同特征，居民区的大部分充电负荷充电需求在19:00至次日05:00，商业区和工作区的充电负荷集中在日间11：00—17：00，同时EV充电负荷加大了配电网的负荷峰值，影响了配电网的安全运行。所提出的EV充电负荷预测方法可为后续有序充电策略及充电站选址定容研究提供基础数据。

摘要:提出了一款基于扰动观测器的分数阶比例-积分-微分(Perturbation observer based Fractional-order Proportional- Integral-Derivative, PoFoPID)控制策略，以在永磁同步发电机(Permanent Magnetic Synchronous Generator, PMSG)高于额定风速的工况下，通过变桨距角控制，将发电机输出功率维持在其额定值附近。首先，将PMSG的系统非线性、参数不确定性和未建模动态等聚合为新的扰动，并采用扰动观测器对其进行在线估计。然后，设计分数阶PID控制对该扰动估计进行实时完全补偿，以提高系统动态特性。此外，PoFoPID控制器参数通过群天牛算法寻优获得，避免了常规PID控制参数依赖人工整定的缺陷。斜坡风速、随机风速和参数不确定算例下的仿真结果表明，与矢量控制、基于扰动观测器的PID控制和反馈线性化控制相比，所提PoFoPID控制具有满意的输出功率稳定效果。最后，基于dSpace进行的硬件在环实验(Hardware-in-loop, HIL)验证了所提方法的硬件可行性。

摘要:对输电线路缺陷状态进行关联因素的分析和预测工作，可以为输电线路的巡维工作提供重要的技术支持。在现有输电线路状态分析和影响因素研究的基础上，提出了基于关联规则挖掘的输电线路缺陷状态预测方法。首先根据历史缺陷数据评价得到输电线路缺陷状态。结合各种影响因素，构建线路缺陷状态与相关因素的特征库。然后引入FP-Growth算法挖掘各因素与缺陷状态间的关联规则，并将得到的规则用于预测线路的缺陷状态。最后以某地区架空输电线路为例，通过历史缺陷等数据评价得到缺陷状态样本，提取相关条件特征作为输入特征，并用于预测线路的缺陷状态。结果验证了该方法的有效性，对输电线路的巡维检修有一定的参考价值。

摘要:数据的采集、分析和处理是目前电力系统重点关注的问题之一。电力物联网系统中数据业务处理需求多样，尤其是流数据的处理对时延要求严格。然而，现有的数据处理方法形式单一，不能很好地满足低时延处理要求。因此，提出了基于Storm架构的电力物联网流数据处理方法。首先，基于Storm拓扑结构提出分布式流数据处理框架。进而采用流水线式的处理方式，从而达到缩短处理时间的效果。在数据接入后，采用循环队列和流转算子的方法。然后再通过边缘计算处理海量的数据，实现高效的协同工作。此外，通过支持向量机预测算法预测数据的发展趋势，采用清洗技术对脏数据进行处理，解决数据传输过程中的污染情况。仿真结果表明，与传统数据处理方法相比，所提流数据处理方法大大缩短了数据处理时间，满足了大量流数据处理的需求。

摘要:电力变压器的运行状态评估及其故障准确定位，一直是制约电网运行安全和设备运维效率的技术瓶颈。建立一种基于加权秩和比(Weighted Rank Sum Ratio, WRSR)并结合改进朴素贝叶斯网络的诊断模型，用以评估电力变压器整体运行状态，确定故障位置及具体故障类型。首先从多个变电站收集变压器的历年故障数据，并将其作为训练集，在改进朴素贝叶斯网络中建立起特征参量与故障位置、故障类型之间的非线性映射关系。结合某电网的具体变压器运行状态信息与检测数据，利用WRSR模型对具体变压器整体运行状态进行评价，然后将状态性能较差的变压器故障检测数据作为测试集代入至改进朴素贝叶斯网络中来预测故障位置。最终结果表明，所提模型能够实现对电力变压器状态的合理评价，又可在预测故障部位及故障类型时保持较高的准确率。

摘要:光伏电站占比持续增加使电网故障特性发生根本性改变，电网保护整定计算中电源仍采用电压源串联电抗的传统短路计算模型已不再适用，如何建立可刻画实际光伏电站故障特征的短路计算模型具有重要意义。为此，通过揭示场站内光伏发电单元故障行为特性差异规律，探明了主导发电单元短路电流贡献迥异的主导因素，提出了基于暂态运行控制模式差异性的发电单元分群方法，进一步推导给出了适用于对称与不对称故障的光伏电站统一短路电流计算模型。最终，结合实际光伏电站运行数据，对比分析短路电流模型理论计算结果与详细电磁暂态仿真试验结果，验证了所推导模型的正确性。研究结果能为含光伏电站电网保护整定计算提供模型支撑。

摘要:针对电网节点中边缘服务器资源受限问题，提出了一种基于软件定义网络的边缘计算框架。采用深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient, DDPG)强化学习算法对边缘服务器中的计算、存储资源进行合理分配。首先建立应用于电网中的基于软件定义网络的边缘计算模型，得到边缘服务器计算存储资源及任务时延的约束条件，分析得到需处理的MINIP问题。使用Tensorflow搭建仿真环境并执行强化学习算法，实现电网边缘节点对边缘服务器存储计算资源的最优利用。结果表明，强化学习算法中的回复值呈上升趋势，采用DDPG进行分配的系统总延时更低。

摘要:为提高配电场域网节点间的传输速率和连通率，构建了具有高速电力线宽带载波和微功率无线通信能力的混合多径双模异构配电场域网。首先论述了该场域网的拓扑结构、组网过程以及维护机制。其次设计了一种滑动窗口加权平均链路度量方法，采用改进的跳数受限Bellman-ford最短路径算法计算混合多径路由，并使用最近最多使用策略对各节点路由进行分散更新。在此基础上设计了一种自适应多径并发数据传输动态决策算法。最后将构建的该场域网应用到配电信息采集系统中，并在实验室和工程现场对其性能进行了测试。测试结果表明，该场域网比单模场域网在提高抄收率和缩短抄收时间方面效果明显。

摘要:敏感用户的工业生产过程因电压暂降跳停，导致巨大的经济损失，亟需安装治理设备满足优质电力需求。针对传统用户自购治理设备存在投资高、风险大的问题，提出一种基于信托租赁的优质供电服务模式。该信托租赁模式解决了受治敏感负荷筛选、服务费用优化、服务费用分配三个问题，通过定义“容量/损失比”筛选出有必要安装治理设备的敏感负荷，以用户-服务商双方净收益最大化为目标优化服务费用。建立电力公司-设备制造商服务费用分配的不对称纳什谈判模型，提出服务费用分配策略，从而形成一套完整、可操作的服务模式。最后对某敏感用户进行实例分析，证明了信托租赁模式的可行性，为优质供电服务工作开展提供了一种新的模式参考。

摘要:现有的10 kV配电网避雷器隐患查找易受接地电流大小影响且无法有效识别。针对避雷器隐患定位困难的问题，着眼于直流信号对电缆电容电流的屏蔽能力和避雷器温升变化特点，研制出一种应用于配电网线路无间隙避雷器隐患查找的高压直流恒流源。利用交流斩控调压电路的规律与漏磁变压器稳定电流特性，同时采用霍尔传感器对信号进行检测并有效屏蔽磁场。结合避雷器温升与直流电流关系的试验结果，根据故障点两侧故障电流方向关系，实现避雷器隐患查找。通过PSCAD仿真及现场实际故障数据表明：基于高压直流恒流源产生直流信号注入线路，红外升温明显，且不受避雷器隐患程度干扰，提高了避雷器隐患查找的鲁棒性和准确性。

摘要:智慧变电站集群测控装置采用通用的软硬件平台和过程总线技术，基于IEC 61850标准，集成智慧变电站多个间隔的测控功能。采用即插即用的思想，面向间隔设计，将实体测控装置虚拟化，间隔功能动态集成、灵活部署，适应智慧变电站的不同应用场景，满足改扩建便利性要求。通过配置“单间隔实体测控装置+集群测控装置”，集群测控装置中各虚拟测控单元与单间隔实体测控装置一一对应，实体测控装置故障后自动切换到集群测控装置中对应的虚拟测控单元，实现了智慧变电站测控功能的集中式后备。试验验证和工程应用表明，集群测控装置缩短了设备故障导致测控功能失效的时间，提升了智慧变电站自动化系统的可靠性。

摘要:具有联络断面弱、小网、大负荷特征的工业电网，发生故障及断面解列时容易造成系统稳定性破坏问题，为此提出DIgSILENT仿真平台用于源网荷储协调系统的暂态分析和控制器开发。提出了结合安全稳定控制系统、机网协调器、电力系统稳定器、励磁系统及调速系统于一体的工业电网数字孪生系统，根据实测参数对自动装置的控制器进行了建模和比对。基于DSL编程设计了机网协调控制器，对电压控制、频率控制和功率控制整定参数，验证了对频率电压稳定性的影响，实现了联络断面功率的灵活调配。利用实时数字仿真器(RTDS)进行了机网协调装置和稳控装置的硬件闭环动模试验。给出了DIgSILENT仿真与RTDS仿真结果的对比，验证了DIgSILENT仿真机网协调控制的准确性和有效性。

摘要:次同步振荡是一种严重威胁电力系统安全稳定运行的故障，围绕其产生机理与抑制措施，已经开展了一系列研究工作。但是，关于不同线路模型对仿真分析的影响，并未有相关文献介绍。为了探究在进行仿真分析时不同线路模型对分析结果的影响以及各自的分析适用范围，通过比较不同线路模型的阻尼水平，总结各线路模型对仿真分析串补次同步振荡现象的影响，并使用电磁暂态仿真软件ATP-EMTP进行仿真验证。验证结果表明，集中电感电阻模型、π模型、Bergeron模型的阻尼水平相当，JMarti模型所提供阻尼水平最大。在进行一般分析时，可使用集中电感电阻模型以快速得出结论；在涉及抑制装置设计的场合，应谨慎使用JMarti模型。