摘要:为了解决传统的三段式电流保护难以适用于有源配电网的问题，通过分析含不同类型分布式电源的配电网正序电流故障分量在区内外故障时的幅相特征差异，提出一种基于自适应制动补偿系数的电流纵联差动保护新方法。该方法采用改造后的e指数函数构建制动补偿系数，根据线路两侧正序电流故障分量的相位差和幅值比自适应决定补偿制动电流的程度。为有效应对不可测负荷分支给保护可靠性带来的消极影响，利用比幅式方向阻抗继电器的动作方程构造辅助判据。仿真结果表明，与传统电流纵联差动保护相比，该方法能够满足各种故障场景下有源配电网的保护需求，且灵敏度高，可靠性、耐受过渡电阻能力和抗时间同步误差能力强。

摘要:深度学习算法在电力系统暂态稳定性评估问题上有着优秀的表现，然而模型评估结果的不可知性与决策过程的不可控性阻碍了其在实际中进一步的应用。构建了基于Transformer编码器的暂态稳定评估模型，尝试通过模型对于特征量的注意力权重，解释和分析模型所关注和学习到的规则。在此基础上，结合可解释性结果提出了一种利用物理信息指导模型优化的模型更新方法。从模型的损失函数出发，通过微调的方式修正模型对特征量的注意力权重分布，加强对于样本失稳模式的挖掘。在微调模型的过程中，引入注意力引导函数提高对特定失稳模式关键机组的关注度，以减少对于特定失稳模式样本的误判，进一步提高整体的预测精度。在IEEE39节点系统和华东电网系统的仿真均验证了该方法的有效性。

摘要:在大量分布式电源接入中低压配电网的新形势下，三相潮流计算是分析其影响的基本手段。针对现有中压不接地配电网三相潮流研究主要采用人为设置参考中性点/零序电压的方式，导致无法仿真分析中性点/零序电压偏移、不接地网络零序潮流和相-地电压不平衡等情况，提出一种中压不接地配电网三相潮流新算法。首先，提出不接地配电网三相潮流在节点变量和导纳矩阵方面的特殊性。然后，设计基于功率平衡方程和牛拉法，采用导纳矩阵可逆化处理和矩阵替换技术实现约束零序电流为零的不接地配电网三相潮流算法。最后，基于6节点系统和修改的IEEE123算例仿真不接地配网的潮流，结合PSCAD验证所提方法在不同场景下的准确性以及在大电网中的适用性和收敛性，并在地市电网中进行实际应用。算例分析表明，所提算法计算结果准确，具有良好的工程实用性。

摘要:实现失电微电网的黑启动恢复，可以加快电力系统的恢复进程，有助于减少大停电事故造成的社会经济损失。为此，提出了一种考虑可调度机组、新能源以及储能等多类型异质资源的微电网两阶段黑启动恢复方法。首先，对多类型异质资源的恢复特性进行分析，确定其在黑启动恢复过程中的运行约束。其次，提出了一种改进的微电网节点重要度与线路权值评估方法，并以此构建了微电网黑启动恢复两阶段优化模型。第一阶段以最大化微电网的可用有功出力为目标优化微源的恢复方案，第二阶段以最大化负荷综合恢复量为目标优化负荷的恢复方案。最后，基于21节点系统进行了算例分析，结果表明所提模型能够提升微电网的黑启动恢复效率，有效降低停电事故造成的损失。

摘要:准确评估多级电压暂降的严重程度对敏感设备的稳定运行及电压暂降治理具有重要意义。提出了一种基于改进层次分析法的多级电压暂降严重程度评估方法。首先，分析了瞬时性故障和永久性故障下重合闸相应动作过程的多级电压暂降波形。然后，运用权值函数法求出各级暂降的严重程度。基于过程免疫时间的特性，刻画出敏感设备的多级电压暂降过程免疫时间(process immunity time, PIT)特性曲线。利用各级暂降的关联性和严重程度指标值对层次分析法进行改进，确定了各级暂降的权重，实现了多级电压暂降严重程度的量化评估。最后，采用改造后的IEEE30节点系统进行仿真验证。结果表明，所提方法合理且有效，减少了评估结果的主观性，为敏感设备多级电压暂降的评估和治理提供依据。

摘要:在两级式逆变器中，后级逆变器在带有单相或三相不平衡负载时会产生二倍频的瞬时功率波动，此二倍频波动会耦合进入前级直流变换器，造成前级双有源串联谐振变换器(dual active bridge series resonant converter, DBSRC)的交流谐振电流幅值出现较大的二倍频波动。考虑到DBSRC高阶模型较为复杂，提出简化的降阶一阶小信号模型。基于此简化模型，通过在电压闭环回路中串入二倍频陷波器，大范围地增加二倍频处的闭环输出阻抗，从而实现抑制前级的DBSRC的谐振电流波动。进一步，提出保证两级式逆变系统稳定的二倍频波动抑制的控制参数设计方法。最后，通过仿真和实验验证了所提出的简化降阶模型和控制系统参数设计的有效性和可行性。

摘要:针对近年来电动汽车(electric vehicle, EV)数量的不断增加和分布式发电的快速发展对电网造成巨大冲击的问题，提出了综合考虑电动汽车和柔性负荷等可控资源的优化调度方案，降低微电网运行成本并减少了对电网的冲击。首先建立考虑电动汽车和各种柔性负荷的“源-网-荷-储”微电网典型拓扑结构。然后对微电网中可调节资源进行建模，并考虑不同渗透率及电动汽车数量下峰谷平时段的重新划分，求解不同渗透率、储能容量及电动汽车数量下微电网的最低运行成本，同时确定最优微电网配置方案。最后通过仿真验证表明，所提优化方案可以在微电网运行成本降低8.1%的同时，将联络线功率波动维持在50 kW以内并且保持较高的柔性负荷用户满意度。

摘要:为解决新能源大规模接入配电网带来的电压波动及越限问题，提出了一种针对光伏场站及静止无功发生器(static var generator, SVG)接入的配电网系统动态无功电压控制方法，以实现扰动下多无功源协同调压目标。首先，分别推导了光伏场站和SVG的无功-电压控制小信号模型。其次，通过类比等效实现了不同类型无功源电压控制模型形式的统一，并结合系统电压灵敏度关系建立了系统整体电压控制模型。在此基础上考虑系统状态变化对控制参数的影响，并计及各设备无功出力约束，设计了系统模型预测控制器。最后，基于IEEE33节点系统进行仿真，验证了在光伏出力波动和负荷投切两种情况下所提方法均能够快速、有效地抑制电压波动，为有源配电网快速电压协同控制提供了理论基础。

摘要:风电和与其打捆的火电机组的模式相互作用存在诱发次同步振荡的风险。研究了风火打捆系统的模式准强相互作用的规律：随着参数的改变，直驱风机(permanent magnetic synchronous generator, PMSG)锁相环(phase-locked loop, PLL)模式靠近火电轴系模式并发生模式准强相互作用，两个模式的运动方向发生改变，其中的弱阻尼模式穿越虚轴快速变为负阻尼模式，引发次同步振荡，模式相互远离后系统振荡消失。研究表明，火电厂汽轮发电机轴系模式和PLL模式都可能穿越虚轴导致次同步振荡，而系统主要振荡的部分由负阻尼的模式决定。增强发生耦合的模式的阻尼有利于抑制相互作用，增大并网风机数量与线路阻抗都会加剧系统次同步振荡风险和振荡程度。最后基于PSCAD/EMTDC搭建风火打捆系统模型验证了理论分析的正确性，并提出应对措施避免振荡的发生。

摘要:由于同步发电机的惯性较大，导致传统的集中式负荷频率控制模式反应不够迅速，而用户侧具有快速响应能力的可控负荷资源为系统的频率调节提供了新机遇。研究了考虑用户侧可控负荷资源主动参与系统频率调节的多区域互联电力系统分布式模型预测负荷频率控制问题。通过建立的含可控负荷的多区域互联电力系统负荷频率响应模型及自动发电控制模型，基于连续时域交替方向乘子法和分布式模型预测控制方法，提出了一种用户侧可控负荷资源主动参与的多区域互联电力系统分布式模型预测最优负荷频率控制模型。基于修改的IEEE39节点三区域互联电力系统进行仿真验证，结果表明所提考虑可控负荷的分布式模型预测控制策略可显著减少系统恢复至稳态所需的时间。分布式控制策略的控制自由度更高，增强了系统的可控性。

摘要:为抑制两级式单相光伏并网逆变器前级电路中的二次谐波电流，利用开关周期平均模型对前级电路中二次谐波电流产生的原因进行了分析，基于此提出了抑制二次谐波电流的改进调制方法。该方法根据实时采样得到的母线电压修正占空比，无需复杂的运算处理，易于实现。进一步分析了改进调制方法下前级Boost电路的小信号传递函数，提出了欠阻尼条件下基于微分先行PID算法的光伏电池最大功率点电压跟踪方法。仿真表明，改进后的两级式单相光伏并网逆变器最大功率点跟踪过程振荡小，光伏电池输出电流平稳，二次谐波电流抑制效果显著。

摘要:针对传统DC-DC变换器电压增益低、开关管电压应力较高、输入电流和输出电压纹波较大等问题，提出一种由两个多电平升压变换器差动连接而成的DC-DC变换器。首先，详细分析了所提变换器的拓扑结构、工作状态以及电路参数设计。理论分析结果表明，在占空比为0.5时，该新型变换器输入电流和输出电压的纹波相互抵消，具有明显的纹波抑制功能。同时，当电容器以互补开关方式运行时，电容器纹波的减少降低了电容器的尺寸。此外，该新型变换器无需添加额外的开关管，驱动及控制电路设计简单。然后，对所提变换器与其他类似变换器在电压增益、元件器数量以及半导体器件的电压应力等方面进行了对比分析，进一步说明了所提变换器的优越性能。最后，通过仿真研究和样机实验验证了理论分析的正确性，以及所提拓扑结构在降低元器件电压应力、提高电压增益方面的有效性。

摘要:现有通用电力系统仿真软件自动化和智能化程度不高的问题极大影响了安全稳定分析工作的效率。为此，从工程技术人员的实际需求出发，基于电力系统分析综合程序(power system analysis software package, PSASP)设计并开发了电网智能仿真计算工具。该工具通过从数据解析与处理、计算功能优化、结果分析自动化3个方面对现有软件进行了优化，提升工作效率。引入达梦数据库系统，实现海量数据的存储、计算、查询和共享。开发了厂站接线图自动绘制功能，可自动实现元件连接关系的可视化展示。开发了运行方式数据自动生成功能，可形成对应海量运行场景的潮流作业数据。开发了静态安全自动分析功能，可进行N  1开断的自动计算和结果的智能分析与展示。最后，以华中电网安全稳定分析为例，验证了智能仿真工具的实用效果。

摘要:随着智能变电站的大规模建设推广，数字化设备及测试仪的应用越来越多，电力系统数字信号准确度的检测校准成为必需环节。目前，电力系统数字信号准确度测试方法不统一，测试系统针对性不强、便利性不足、不确定性高，影响了检测校准的效率和质量，不利于数字化设备在智能变电站的推广应用和长期质量安全。为解决这一问题，研究和实现了一种电力系统数字信号检测校准装置。从理论值、时标和算法溯源三方面，实现电力系统数字信号准确度全性能指标检测校准。试验及工程验证表明，研究成果的功能和抗干扰性满足标准要求和应用需求，提升了电力系统数字信号检测校准的效率和质量。

摘要:为解决10 kV长配电线路损耗大、电压质量差及降损设备年投资回报率低等问题，提出一种结合蝴蝶优化的配电线路双层迭代降损增效方法。首先，考虑线路负荷三相不平衡，应用电力系统仿真软件OpenDSS建立目标配电线路分相潮流仿真模型。其次，增加10 kV线路无功补偿装置容量与位置以及调压器分接头挡位与位置为控制变量，建立以考虑全寿命周期成本(life cycle cost, LCC)的年投资回报率最大为目标的外层规划模型，以年有功损耗及年平均电压偏移量最小的多目标为内层运行模型。然后，利用蝴蝶算法通过Python调用OpenDSS潮流计算模型仿真，得到潮流结果和理论线损并求解降损模型。最后，以某供电公司线路为算例进行验证，结果表明该方法能为线路降损提供实用的实施方案。

摘要:随着光伏发电系统大规模接入电网，不可避免地带来了严重的谐波污染问题。为了有效监测光伏并网系统输出电流的谐波、间谐波，提出了一种基于改进快速最小二乘法-旋转不变法(total least squares-estimation of signal parameters via rotational invariance technique, TLS-ESPRIT)与2阶Blackman-Harris自卷积窗相结合的检测方法。首先对待测信号进行三次采样并利用快速TLS-ESPRIT算法检测频率。随后对检测结果基于简化K-means聚类算法进行分析，提取出真实的谐波分量。最后结合2阶Blackman-Harris自卷积窗对信号进行加窗插值计算，准确估算出其幅值、相位信息，实现了谐波、间谐波的高精度检测。仿真算例和现场数据测试结果表明，所提方法相较于传统方法具有更高的谐波、间谐波检测精度，且抗干扰能力更强。

摘要:针对直流近区域交流系统故障与特高压直流交互作用下的暂态电压机理尚不明确的问题，在深入分析交直流系统无功功率交互作用的基础上，明确了影响暂态电压的主导因素。考虑故障持续时间及故障严重程度，建立了换流母线暂态电压计算表达式，揭示了不同故障严重程度及短路比下整流器无功功率消耗对暂态电压的影响机理。基于此，推导建立了直流电流指令值计算表达式，并提出了整流器控制优化策略，实现了直流系统对暂态电压的主动支撑。最后，基于PSCAD与CIGRE HVDC的仿真结果验证了理论分析的正确性与暂态电压支撑策略的有效性。

摘要:随着电力系统中新能源渗透率的不断提高，储能被广泛应用于平抑新能源波动，促进新能源消纳。但传统储能存在分布范围小、投资成本高等缺点，广义储能将储热、储冷以及灵活性负荷视为储能资源，具有灵活可靠、分布广等优点，能够实现分布式资源的互补互济。基于此，提出了一种考虑热惯性的广义储能共享交易模型，计及了建筑物热惯性、柔性负荷、热水管道等广义储能，并采用双边拍卖的交易机制来进行储能共享。所提储能共享机制中，储能买家与卖家各自进行投标，中间拍卖商根据投标价格决定最终中标情况。最后，基于算例分析了广义储能的共享交易情况，研究发现储能的时移特性能够提高社会效益，交易参与者所含的市场力将会影响到最后共享的中标情况。