摘要:基于“碳达峰、碳中和”发展目标，新能源发电渗透率逐年提高，但其故障穿越能力差、不确定性强等问题愈发凸显。传统发电机组容量巨大，作为系统的主力支撑电源，其功率调节和安全支撑作用更为重要，增强其继电保护的性能和作用显得尤为紧迫。在配置和改进发电机保护原理时，应该与故障机理深度关联并提炼故障特征。对发电机零序横差保护不平衡电流的产生机理进行分析，得出零序横差不平衡电流与气隙电动势成正比的结论，并提出基于气隙电动势制动的零序横差保护判据，能够提高内部小匝差短路故障时保护的灵敏度。基于对定子单相接地故障风险的深度分析，利用接地故障电流反映故障风险，据此构建的定子接地保护方法能够通过发电机安全风险自适应选择出口方式。研究结果拟为基于故障机理的大型发电机组保护改进提供思路。

摘要:电力物联网是建立以新能源为主体的新型电力系统的关键技术之一。电力线载波物联网(PLC-IoT)作为能量与信息融合的物联网技术的成功实例，不仅能够利用现有电力线资源进行数据传输，还能提高电网深度感知的能力，适合作为电力物联网网络层的通信方式之一，并促进电网与通信网的深度融合。首先介绍了电力物联网的发展概况，分析了能量与信息融合的物联网技术的可行性和关键问题，并结合PLC-IoT的关键技术和应用优势，探讨了PLC-IoT在电力行业的应用场景和发展方向。最后提出了建设更普遍的多能流多信道泛在能源物联网的愿景。

摘要:为了提高中性点非有效接地系统单相接地故障处理能力，论述了变电站内外单相接地保护化的实现方式。探讨了跳闸延时时间、重合闸后故障性质判断、零序电压变化暂态过程影响的克服、间歇性弧光接地的处理、相继故障处理等关键技术问题及其解决途径。阐述了构筑消弧线圈系统、站内单相接地保护和调度自动化系统自动推拉组成的单相接地故障处理三道防线的概念，提出了依靠现场系统测试来保障单相接地保护应用效果的方法。结合西安市三环以内56个变电站单相接地保护化改造案例及其成效，说明所建议方法的可行性和有效性。

摘要:针对新能源并网的弱惯量、零惯量特征对电力系统频率稳定的影响，提出一种计及频率稳定约束的新能源电力系统临界惯量的估算方法。首先，建立系统频率动态响应数学模型，求解惯量中心频率时域表达式。然后，基于频率响应模型求解并分析系统惯量与相关频率稳定性指标的关系，进而计及频率变化率和频率最大偏差约束估算系统临界惯量理论值和计算值。最后，基于临界惯量提出一项电力系统频率稳定性指标，来评估功率扰动后的电力系统频率稳定性，并结合电力系统实际运行惯量得出新能源虚拟惯量参考值。在DIgSILENT PowerFactory中以改进的IEEE 10机39节点新英格兰系统和某区域电网仿真算例对所提计算方法进行仿真验证。

摘要:为提高MMC串联结构微电网系统的可靠性，研究一种基于集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition, EEMD)的微源动态冗余控制策略。介绍了系统在非故障运行时，通过微源原始功率EEMD分解、微源子模块选择、控制信号扩展与分配三个步骤实现微源动态冗余控制。系统在故障运行时，先将故障微源子模块剔除，再按照非故障运行状态运行。最后，以A相上桥臂所有微源子模块为例，验证了该策略不仅可以实现微源动态冗余控制，而且能够提高微源的利用率。同时对系统有冗余和无冗余情况下，微源子模块发生故障时的输出电压进行了仿真分析，结果证明了所提动态冗余控制策略的可靠性和有效性。

摘要:为深化电力网与通信网融合建设，针对网络融合场景下网络连接处选择的动态性和服务功能链(SFC)分段部署方案的差异性导致的SFC业务时延恶化问题，提出了一种面向网络融合场景的时延优化服务功能链部署方法。首先，通过构建电力网与通信网融合模型，将服务功能链部署问题描述为以时延优化为目标的二进制整数规划(BIP)问题。其次，基于最小生成树算法搜索求解融合网络下的最优网络连接处及服务功能链分段方案，将服务功能链部署问题拆解为两个同构的服务功能子链部署问题。最后，提出了基于最小生成树的嵌套式服务功能子链部署方法，分别在电力通信专网与公共通信网中求解时延优化的服务功能子链部署方案。仿真结果表明，与现有SFC部署方法相比，所提服务功能链部署方法在时延上平均提升29.34%，在服务功能链请求接受率上平均提升12.08%。

摘要:用于中高压直流电压转换和直流电网互联的高压大功率直流变压器一般采用中间交流变压器，存在损耗高和体积大等不足。对一种非隔离型的模块化多电平DC/DC变换器进行了研究，与普通双有源桥式DC/DC变换器相比，避免了交流变压器的存在。首先分析了此变换器的工作原理，建立了变换器的等效数学模型。考虑子模块电容电压存在特殊的不平衡，变换器需要引入交流循环电流，提出了一种保证桥臂功率均衡的最小化桥臂环流的控制策略，减小了桥臂电流的交流分量，降低了变换器的损耗。在Matlab/Simulink中仿真验证了变换器的性能和最小环流控制策略的有效性。最后搭建实验平台进行了实验验证。

摘要:在能源革命的大背景下，用户侧配置储能由于可有效地转移负荷，减少用电峰谷差异，降低用户用电成本，因此在近些年来得到广泛运用。但由于储能系统本身价格较为高昂，如何优化配置储能容量成为关键问题之一。首先，基于用户侧两部制电价制度，计及社会发展对储能的影响，以用户加装储能后获取月综合效益最大为目标建立储能优化配置模型。然后，考虑到节假日和天气状况等因素，提出了一种适用于多场景的用户侧储能配置决策方法，以满足用户侧储能配置的个性化需求。最后，选取4家典型的大用户的历史负荷数据进行算例仿真，利用CPLEX求解器进行求解，分析探讨了储能配置的合理性和经济性。仿真结果表明，该储能优化配置方法在提高模型精准度的同时能进一步提高配置经济性，为不同用户侧储能的商业化应用提供借鉴。

摘要:配电网高阻接地故障电气量微弱，特征复杂，实现对此类故障检测的成功率较低。如果故障发生而未能被及时发现、切除，可能给设备、人员安全带来极大的危害。现有的研究对不同类型的高阻接地介质，尤其是人体介质的阻抗性质及故障特征分析不足。针对该问题，基于对数电弧模型及人体阻抗模型从时、频域角度利用图形对比分析、傅里叶变换等技术分析了非生物体导电介质与人体介质的阻抗特性及故障特征。结合现场试验数据，验证了两类介质的阻抗特性及其典型故障特征。以上分析为后续设计有效的配电网高阻接地故障检测方案奠定了基础。

摘要:为提升对太阳能等可再生能源的利用能力，并解决边远地区或小型系统的稳定供电问题，独立光储直流微网的稳定运行控制受到了研究者的关注。针对光储直流微网各元件的底层控制方面，提出了光伏MPPT和CV模式的统一控制方法。为保证光储直流微网在不同光照和储能电量条件下的稳定运行，将光储直流微网的工作模式分为三种，分别对应于光伏和蓄电池的不同元件底层控制方式。对于微网的控制方式，考虑分散控制策略，并在此基础上提出了一种以蓄电池为中心、带单向通信的分布式控制策略，在不同策略下对微网工作模式的切换方式进行了设计。最后，仿真与实验结果表明所提的微网工作模式及其切换方式能够正常工作，所提出的分布式控制策略相比于分散控制策略改善了控制性能，保证了经济性，满足系统可靠性要求。

摘要:为实现更高的能源利用率，分离的电-气-热系统逐渐向耦合的综合能源系统(Integrated Energy System, IES)转化。然而随着IES中耦合关系和运行方式日趋复杂，IES内各子系统的运行安全性问题面临新的要求。首先构建了IES中电-气-热网的独立稳态潮流模型，并列写为IES统一潮流方程。利用多能流计算过程中的雅可比矩阵及变量间的耦合关系，计算IES中电压、气压、支路潮流、节点温度对控制变量的综合灵敏度矩阵。定量描述IES系统内部跨能源品类的控制变量及状态变量间的关系。然后，利用综合灵敏度矩阵寻求对IES中不安全点最具控制效率的参数进行调整，使其满足系统安全运行要求。最后，通过IES39-26-44算例对所提方法进行分析和验证，结果证明了其正确性和有效性。

摘要:差动保护常作为变电站中大型变压器的主保护，在10 kV配电变压器上应用案例较少。介绍了一起10 kV配电室中2 500 kVA大容量配电变压器的接地故障起火案例，分析了故障原因。利用仿真软件，对可能出现的低压侧短路故障进行仿真，探讨了不同情况下的中低压保护动作情况。结合故障分析，对该案例中10 kV配电变压器差动保护配置的必要性进行研究，结果显示配变差动保护可有效解决中低压保护整定配合定值与时延级差难以配合的问题，可灵敏监测低压侧接地故障下的保护“盲区”数据。针对性地设计了中低压二次系统改造方案，以差动保护配置为核心，完成智能综合监控系统建设。应用效果显示差动保护满足10 kV大容量配变极高的供电可靠性要求。

摘要:通过分析谐振接地系统的故障暂态零序电流组成及特性，提出了一种基于暂态非工频分量相关性聚类的故障选线方法。首先，将变分模态分解和快速傅里叶变换相结合，准确分离暂态零序电流中的工频分量和噪声信号，得到暂态非工频分量。然后，采用局部加权回归算法对各出线的非工频分量进行平滑处理，获得线路非工频分量的整体趋势，计算各出线的相关系数矩阵。最后，通过免阈值设定的K-means聚类算法实现故障选线。仿真结果表明，所提出的选线方法能够准确选取故障线路，选线结果不受故障电阻、故障初相角等因素的影响，且具有较好的抗噪能力。

摘要:针对传统 GrabCut 算法需要人工初始化而引起图像分割效率低的问题，结合Otsu方法，提出了一种新的Grabcut自动化算法对复合绝缘子进行分割。首先，对原始图像进行HSV空间转换和加权的灰度化处理。其次，对V通道图像和灰度化后的图像进行Otsu分割并进行或逻辑融合，以此来确定目标绝缘子区域，并结合最大连通域定位绝缘子位置坐标完成Grabcut框取初始化，实现Grabcut的自动化。最后，针对绝缘子断串判别准确率低的问题，通过对绝缘子分割图像的最小外接矩形加框、填充、去原图的方式，提出一种新的面积判别方式来诊断并定位故障位置。实验结果表明：Grabcut自动化算法可以很好地分割出目标绝缘子，分割准确率可以达到96.6%以上。所提出的面积判别方法对于具有断串故障的绝缘子检测率可以达到96.6%以上，对于无故障的误检率为6.7%以下。

摘要:并网级联型储能系统；P下垂控制；电网同步；有功功率平衡；SOC均衡

摘要:针对传统电力通信网络路由效率低、成本开销大等缺点，在软件定义网络的基础上，提出了一种基于改进蚁群算法的电力通信网络QoS路由策略。建立了以时延、路径数和抖动等为约束条件的路由模型，并使用改进的蚁群算法进行路径选择。通过仿真和传统路由策略进行端到端延迟、丢包率和链路利用率等性能比较。结果表明，相比于传统策略，该策略的负载分布更加均匀，在端到端的时延、丢包率、链路利用率等性能上都有明显提高，具有一定的实用性。

摘要:扰动波形的辨识是基于扰动开展特征提取和信息挖掘等研究工作的前提，而噪声、扰动间干扰以及特征提取方法的影响，都有可能导致针对不同扰动提取出的同一域下典型特征间边缘重叠，进而影响扰动辨识的准确性。提出一种利用多域典型特征来识别扰动类型的辨识方法。首先，利用多域特征样本和单域特征样本先后训练神经网络，进而结合DS证据理论融合各域输出以建立面向多域特征的辨识算法。其次，在对三种因素影响下的单域特征开展分析的基础上，对所提出的辨识算法与各种传统的基于单域特征辨识算法的正确率进行对比，以论证所提出辨识算法的有效性。该方法克服了待辨识扰动单域下异常特征对辨识精度的影响，受噪声影响小，算法稳定性好。

摘要:为了提高省级电网调度的安全可靠性，建设具备并列运行、一键切换的双活调度系统具有重要意义。在复杂平行控制理论的基础上，结合省级电网双活调度系统的应用需求，提出了具有平行系统特征的双活调度系统体系架构。并对其中的管理与控制、实验与评估、学习与培训、平行执行与反馈等重要组成部分的功能和实现方法进行了系统性研究。结合某省级电网备用调度系统的建设进行了应用实践，完成了省级电网双活调度系统的构建。该方案很好地解决了两套系统之间的同步、一致性校验、双活切换等核心问题，提高了双活调度系统运行的稳定性和切换的高效性。

摘要:当前的光伏最大功率点追踪技术存在以下不足：在局部阴影工况下，易陷入局部功率峰值；在负载波动时，系统容易出现振荡甚至失稳。针对上述问题，提出一种自适应的光伏全局最大功率点追踪设计方案。该方案将光伏输出端电压-功率扫描电路与Zeta斩波电路有机结合，通过单开关管的简单电路拓扑，既可实现光伏输出端电压功率特性快速扫描，定位全局最大功率点位置，又能根据后级电路需要，实现升降压斩波直流调节。在光照等输入或负载发生突变后，所述系统均能进行开关管占空比自适应调整，确保稳定工作在全局最大功率点附近，避免出现大幅振荡与失稳。经过PSCAD-EMTCD仿真与样机实验验证，结果表明该方案能在包括局部阴影等各种复杂工况下自适应地快速追踪与锁定当前光伏全局最大功率点。

摘要:随着电网建设的高速发展，电网事故的影响也在逐渐扩大，电网安全引起了越来越高的重视。电网结构的多重削弱更是高风险场景之一，容易引发大面积停电事故。因此，构建电网安全风险闭环管控体系对电网稳定运行至关重要。以恩施电网7次重大、较大电网安全风险事件为实例，分析了各次电网安全风险事件发生的起因及防范方法。在归纳总结各类风险防范措施特点及实施效果的基础上，基于Pareto最优演绎构建了一种应对高风险场景的电网安全风险多闭环管控体系，对风险评估和协同防控环节实施多重闭环反馈和优化，达到规避、降低电网事故风险的目标。最后通过黄冈中、南部电网实际算例，验证了所提电网安全风险闭环管控体系的有效性。

摘要:高压直流输电传输线分布电容电流会造成电流差动保护无法立即区分区内外故障，为避免保护误动作需要增加保护时间延迟和阈值，大大降低了电流差动保护的动作速度和灵敏性。为了使电流差动保护不受传输线分布电容电流影响，在基于传输线分布参数模型上考虑了正负极线路耦合特性，提出了适用于高压直流输电线路的模态电流差动保护算法。该算法以共模补偿电流作为故障识别依据，以差模补偿电流作为故障选极依据。该模态电流差动保护算法在故障期间可以进行故障选区和故障判极，且灵敏度高、动作速度快。最后通过PSCAD/EMTDC仿真验证了该保护方法的可行性和有效性。

摘要:受端混合级联直流输电系统具有经济性高、灵活性强等诸多优势，应用前景十分广泛。当其受端VSC发生交流系统故障时，换流阀功率输送能力减弱，此时，整流站功率持续输出会加剧直流侧的功率盈余，造成VSC换流器电压急剧升高。故障结束后，系统需要较长时间恢复功率正常输送，严重影响系统的正常运行和稳定性。针对特高压混合级联系统受端换流器发生交流故障时直流侧过电压问题及故障结束后的功率恢复问题，提出了电压-功率协同控制策略及基于受端交流电压变化的交流低压限流控制策略。最后采用真实控制保护装置搭建基于RTDS仿真系统的硬件在环仿真平台，验证了所提策略的可行性。