摘要:同塔混压四回线发生故障时，由于近距离物理条件，不仅要考虑相间互感，也要考虑不同电压等级系统之间的互感对故障分析及保护产生的较大影响。针对弱电强磁与强电联系两种场景下同塔混压四回线中单回线发生接地故障的情况，首先阐述零序去耦等值电路的建立依据，然后对零序方向元件的动作特性及主要影响因素进行理论分析。结果表明对于弱电强磁场景，不同电压等级之间的零序互感对零序方向元件动作行为的影响可以忽略不计。对于强电联系场景，零序互感、电气强度及故障位置综合影响零序方向元件的动作行为。基于ATP-EMTP建立1 000 kV/500 kV同塔混压四回线模型，对单回线故障条件下的零序方向元件动作行为进行了建模仿真，验证了理论分析的正确性。

摘要:为解决风电并网导致电力系统频率偏差过大的问题，设计了一种基于无模型负荷频率控制和电动汽车辅助调节的频率协调控制策略，能够在系统受到风电和负荷扰动时对其频率偏差进行快速调节。利用新能源电力系统的频率偏差设计了无模型自适应滑模负荷频率控制器，对传统机组进行二次频率调节。同时为充分利用电动汽车的快速响应能力，采用分频技术将区域控制高频偏差信号接入集群电动汽车控制中心作为调频参考指令，使得电动汽车参与辅助系统调频。最后通过Matlab/Simulink软件在不同的工况下进行对比分析，仿真结果验证了所提出策略的有效性。

摘要:励磁涌流是制约变压器差动保护成功率的主要原因之一，为此提出一种基于Jarque-Bera系数来识别励磁涌流的新策略。对变压器区内故障电流和励磁涌流波形的整体形态进行特征分析，利用两者波形正弦度不同所导致的正态性差异，结合Jarque-Bera算法在正态性检验领域中的优势，对变压器差动电流进行绝对值处理后求取杰 氏系数，根据该系数大小选取合适的阈值来辨识励磁涌流和故障差流。仿真测试了变压器各种工况下的差流波形。与二次谐波制动方案进行对比分析，表明所提方法原理清晰，且具备良好的抗干扰性能，即使在电流互感器饱和的情况下，也能迅速、准确地识别出励磁涌流。最后，通过现场试验录波数据分析，进一步证明了该方法的正确性。

摘要:电压无功控制是保证配电网经济安全运行的重要任务，协调多种调节手段能提高配电网的运行效率。考虑了有载调压变压器、电压调节器、分组投切电容器和分布式电源逆变器等电压无功调控设备，并针对现有电压无功控制模型存在的无谓动作和求解效率低等问题，提出了一种考虑设备动作损耗的配电网分布式电压无功优化策略。首先，基于支路潮流方程建立了配电网电压无功控制模型，并松弛为混合整数二阶锥规划。同时考虑到设备的动作损耗，提出了基于模型预测控制的滚动优化模式。进一步基于交替方向乘子法实现配电网多区域分布式协同优化。最后，基于改进的IEEE33节点测试系统进行了仿真。仿真结果表明：所提控制策略能够避免设备的无谓动作，并解决了“维数灾”问题，提高了配电网的电压无功控制效率。

摘要:为了准确评估多机电力系统中发电机的阻尼特性，提出了一种基于发电机振荡能量消耗的阻尼评估方法。首先，推导了基于6阶电气参数模型发电机的振荡能量流的表达式，克服了现有基于4阶电气参数模型的振荡能量流存在保守性的不足。其次，建立了基于振荡能量消耗的模式阻尼贡献指标，提出了基于发电机响应和特征值/特征向量的指标计算方法，评估了多机系统中发电机的阻尼特性。模式阻尼贡献指标物理意义明确，所有发电机的指标之和即为振荡模式的衰减因子。最后，4机2区域系统的分析结果验证了所提方法的准确性和有效性。

摘要:通过在配电网中配置自动化设备可以有效限制故障带来的负面影响，从而提高供电可靠性，减少停电损失，但采用全覆盖式的布点方案会极大程度地加剧电力公司的资金压力。为了合理地配置各类自动化设备，最大程度地发挥资金效能，提出了配电自动化设备的多目标优化布点模型。首先，分析了各类设备布点情况与负荷停电时间之间的关系，进而获得了供电可靠性与停电损失关于设备布点情况的表达式。然后，以各类设备的全生命周期费用作为约束，搭建了基于混合整数线性规划的配电自动化设备多目标优化布点模型，并通过数学求解器配合EPSILON约束法对其进行求解，以有限的资金获得最大的供电可靠性以及最小的停电损失。最后，基于IEEE RBTS-BUS4的算例结果表明，所提出的模型可以精确有效地对配电自动化设备进行优化布点，并直观地反映供电可靠性与停电损失之间的关系，为电网规划人员提供了辅助材料。

摘要:为研究变电站在检修或故障情况下的负载安全裕度，提出一种计及设备动态容量的变电站负载能力计算模型及负荷控制方法。首先，根据负载导则和温升限值构建变电站主设备的动态载流能力计算模型，得到设备的动态容量。其次，考虑站内和站间转供，运用最大流方法，确定变电站系统和各母线段负荷点在当前拓扑接线方式下的供电能力，进而依据当前负荷水平求出负荷安全裕度或超额负荷量。然后，依据负荷情况确定相应负荷控制方法，对不满足供电要求的情况根据负荷优先级确保供电，切除过载的负荷量以保证系统安全运行。最后，算例证明所提方法可以针对各类停运情况提出相应的负荷转供或负荷切除策略，在保证主设备安全的前提下充分挖掘变电站系统的供电能力，提升供电可靠性。

摘要:约定电力曲线的交易方式能为交易双方提供更多选择，避免中长期电量合同分解问题，细化电力交易的时间粒度，有利于中长期市场与现货市场的衔接。为此，提出一种面向需求侧的约定曲线形状及价格的曲线交易机制。在此基础上，考虑电力交易中心和售电公司两个利益主体，构建曲线交易机制设计双层优化模型。其中上层以电力交易中心平衡账户在结算周期内余额方差之和最小为目标，构建曲线交易机制关键参数优化设计模型。下层考虑了售电公司的购电策略、可中断负荷购买策略和储能租赁策略，构建以单个售电公司利润最大化为目标的经营决策模型。算例结果表明所提出的曲线交易机制设计双层优化模型能有效反映电力交易中心参数设置对售电公司经营策略的影响，为电力市场机制设计提供定量分析的依据。

摘要:光伏阵列通常受局部阴影的影响，导致系统输出功率较低。这主要归咎于光伏阵列的功率-电压特性曲线在阴影条件下具有多个功率峰值，而常规最大功率跟踪算法易陷入局部最优。设计了一种新颖的MPPT算法，即基于动态领导的集体智慧。与传统启发式算法不同，该算法由多个子优化器组成，每个优化器同时进行全局寻优，并选择适应度函数最小(最优解)的子优化器作为其他子优化器的领导者进行后续引导。三种算例(恒定气候条件、时变气候条件和大型光伏电站)下的Matlab/Simulink仿真结果显示，所提算法与导纳增量控制法和其余五种经典的启发式算法相比，DLCI能在PSC下实现最快速与稳定的全局最大功率跟踪。最后，基于dSpace的硬件在环实验验证了所提算法的硬件实施可行性。

摘要:针对充电拓扑存在开关工作频率范围过宽的问题，提出了一种适用于蓄电池充电的IPOS双LLC谐振变换器，并针对其恒压恒流输出特性展开了研究。所提变换器包含两组LLC谐振腔，通过辅助开关管S的开闭改变其中一组谐振电容参数，从而实现变换器的恒压和恒流输出转换。恒压恒流模式下所提变换器均定频工作：在恒压模式(S闭合)，两组谐振腔工作在LC串联谐振点处；在恒流模式(S断开)，一组谐振腔工作在LLC谐振点处实现恒流输出而另一组仍恒压输出。所提变换器实现软开关的同时实现了原边开关管和副边整流二极管的复用，并详细介绍了其工作原理、电压电流增益、设计方法和控制方案。最后，通过实验和仿真验证了所提变换器的可行性。

摘要:针对逆变器死区效应引起的输出波形畸变问题，以单相电压型双极性SPWM逆变器为研究对象，提出一种以输出电压THD值最小为指标的选取逆变器开关频率的方法。首先，利用双重傅里叶变换和贝塞尔函数，推导了考虑死区效应情况下输出SPWM的傅里叶级数展开式。通过对输出SPWM电压进行频谱分析，研究了THD值和不同开关频率的关系。经研究发现，存在最优开关频率使得输出电压的THD值最小。其次，采用分段线性拉格朗日插值法，拟合不同死区时间选取最优开关频率的公式。最后，以TMS320F28335为控制芯片，搭建了单相双极性全桥逆变器试验样机，验证了理论分析与所提方法的有效性。实验结果表明，所提出的逆变器开关频率选取方法在减小输出电压THD的同时，减小了开关损耗，提高了直流侧电压利用率。

摘要:随着新能源渗透率的不断提高，电力市场需要细化定价颗粒度以反映时变的市场供需关系。基于多参数规划理论，提出时间连续节点电价的计算方法。以时间为规划参数构建经济调度模型，并基于多参数规划理论解析推导了节点电价与时间之间的解析表达式，可快速获得节点电价与时间的连续映射关系，为市场提供随时间连续变化的价格信号。基于IEEE30节点和IEEE118节点系统的仿真分析，验证了所提方法的价格信号合理性及计算效率优势。

摘要:为解决风光互补并网发电功率预测问题，针对前馈(BP)神经网络容易陷入局部最优而导致预测精度降低的问题，提出了一种自适应樽海鞘算法(ASSA)优化BP神经网络的风光互补并网发电功率预测模型。首先，在标准的樽海鞘算法(SSA)中引入动态权重策略和变异算子构建ASSA。其次，引入BP神经网络算法，构建BP神经网络的风光互补并网发电功率预测模型。最后，通过ASSA算法优化BP神经网络的权值和阈值，提出ASSA-BP的风光互补并网发电功率预测模型。仿真结果表明，利用ASSA-BP模型预测发电功率数据的相对误差小于BP模型预测数据的相对误差。ASSA-BP和SSA-BP的模型平均绝对误差数值更小，ASSA-BP模型的平均绝对误差最小，ASSA-BP模型的预测稳定性最强。该预测模型较传统风光互补并网发电功率预测方法有更高的精确度。

摘要:为研究容量机制对我国电力市场可能产生的影响，分别针对可靠性期权和战略备用两种容量机制下寡头企业的策略性行为，建立了基于古诺均衡理论的电力市场三重均衡模型。该模型重点考虑了不同容量机制下寡头发电企业的策略性行为对电力交易和用户成本的影响。通过采用伊比利亚半岛电力市场运营商OMIE公开数据，仿真验证了容量机制对市场供需关系的缓解作用。结果同时表明容量机制的引入仅改变了寡头企业行使市场力的方式，寡头企业影响交易价格的能力仍然存在，两种容量机制在不同方面均存在一定的局限性。

摘要:直流电压是衡量直流电网功率平衡的重要指标。系统功率的较大扰动使直流电压严重偏离额定值，影响了直流电网的安全稳定运行。下垂控制可实现多点直流电压控制，是直流电网协调控制的重要手段。为了应对直流电网单个换流站故障退出运行后造成的直流电压偏差超出其安全阈值，提出了基于增益系数优化的新型直流电网下垂控制策略。该控制策略考虑了直流电网中换流站容量限制，根据换流站整流和逆变的运行模式，分别给出不同的下垂控制器增益系数，对各个换流站进行优化功率分配，以此达到减小直流电压偏差量的目标。通过与传统下垂控制方法比较，突出了所提方法采用不同增益系数带来的优异性。并对两种方法进行PSCAD仿真验证，仿真结果表明所提方法在直流电网面对较大功率缺失和溢出情况下的直流电压调节效果优于传统方法。

摘要:海上风电机组齿轮箱运行状态的有效监测和及时预警对海上风机运维工作具有重要意义。为此，提出一种基于门控循环单元(Gated Recurrent Unit, GRU)和注意力机制的海上风电机组齿轮箱状态监测方法。在训练阶段，通过注意力机制自动提取海上风电SCADA数据集输入参量与目标建模参量间的关联关系，同时采用GRU网络提取数据间的时序依赖关系，进而建立风电机组齿轮箱的正常行为模型。在测试阶段，采用指数加权移动平均值(Exponentially Weighted Moving-Average，EWMA)控制图对目标建模参量实际值和模型预测值间的输出残差进行监控，实现海上风机齿轮箱运行状态的实时监测和预警。最后基于东海大桥海上风电场真实数据对所提方法的有效性和优越性进行了验证。结果表明：所提方法对故障和正常运行条件下的海上风电机组齿轮箱状态均可进行有效监测，且相比现有陆上风机状态监测方法具有更高的精度和可解释性，并能更早地揭示故障趋势。

摘要:为降低核相同步性要求，提高核相效率、安全性和可靠性，提出一种适用于跨电压等级非接触式单杆异步核相算法。利用平板电容型电场传感器电荷感应原理及波形变换与过零点检测相结合的方法，研制出一种高压无线核相器。分析了单杆异步核相原理，并对其进行误差修正。对不同电压等级输电线路及平板电容型电场传感器进行建模仿真，完成核相器软硬件功能和手机APP智能核相管理平台设计与调试，并在高压条件下进行核相试验。试验结果表明，在高压电场环境下，非接触式高压核相器可以实现单杆多点异步核相，核相结果稳定可靠。

摘要:在我国交直流电网互联规模及新能源发电并网容量持续扩大背景下，系统发电侧面临的有功缺额风险增加，这对电网第三道保护防线低频减载方案在地市电网的执行可靠性提出了更高的要求。针对现有执行方案轮次线路调整方法下执行合格率较低、稳定性较差及时效有限的不足，提出一种考虑配网线路负荷特性的轮次线路调整方法。基于低频减载方案设计执行评价指标，建立执行方案线路调整优化0-1整数规划模型，并加入考虑线路相对全网负荷曲线趋势相似性及线路负荷曲线波动性的诱导函数，实现算法流程设计。基于实际工程案例进行实证分析，证明了所提方法下轮次执行合格率及稳定度、应用时效相对现有方法均更优。通过建立低频减载执行方案评估决策系统，有效提升执行方案管理智能化水平，对地市电网低频减载执行方案的调整优化具有一定的参考意义。

摘要:针对智能变电站改扩建现场调试工作量大、一次设备配合停电次数及时间明显增加的问题，提出一种智能变电站改扩建镜像调试技术。基于改扩建域划分及改扩建前后子CRC(循环冗余校验码)的一致性比对，自动识别改扩建的测试边界。通过测试边界自动识别和虚回路镜像模拟传动验证了各设备之间虚回路连接的正确性，基于制造报文规范MMS报文模型实现技改、扩建设备更换时智能变电站继电保护闭环自动测试。并基于改扩建前后心跳报文比对，确保运行间隔改扩建前后报文模型参数正确。设计了智能变电站检修改扩建镜像调试系统，以某220 kV变电站改扩建测试为例验证所提技术的有效性。

摘要:随着电动汽车的普及，其配套的充电设施供给日益成为迫切需求。城市充电设施合理布局有助于推动电动汽车产业发展，有助于有效保护城市生态环境。通过分析电动汽车充电设施发展趋势与布局理念，提出城市充电设施规划模式、技术流程、需求预测和规划布局方法。将这种理念与方法应用于安徽省全椒县中心城区充电设施规划设计。规划结果表明，相应的需求预测和规划布局方法能够为完善城市电动汽车充电设施配套建设与空间布局实践提供技术支撑。