摘要:

摘要:燃气-蒸汽联合循环机组将电热冷气等多种能源系统耦合成多能源系统，电转气(P2G)技术应用于消纳弃风，进一步加强了电力与天然气2个系统间的耦合。文中探讨了P2G的消纳弃风原理，研究了P2G设备的启停控制策略，并建立了基于P2G的气电耦合模型和天然气管网储气模型，构建了考虑天然气-电力耦合运行的多能源系统协同优化调度模型。最后通过算例仿真，分析了计及天然气-电力耦合的多能源系统的消纳弃风效果，以及天然气管网储气能力与P2G配置容量的关系。研究表明，充分利用天然气管网的储气能力可进一步消纳弃风，且管网储气能力越强，系统配置的P2G容量可越小。

摘要:为解决当前换流站在线监测系统在运行中存在的可靠性、安全性以及误告警频发等问题，文中基于泛在电力物联网技术对系统进行优化重构。首先，通过构建平台层，将系统接入物联管理平台以及数据中台，实现数据的融通共享，减轻云端存储压力，提升服务响应。其次，设计基于边缘计算的物联智能终端，实现站内设备的安全接入和泛在物联，该装置作为边缘计算节点通过集成深度学习算法，实现站端数据的采集存储、计算分析与异常识别，提高了告警的准确性和系统运行的可靠性。因此，基于泛在电力物联网的换流站在线监测系统架构优化为后续工程实践提供了一种新的建设应用模式。

摘要:为了综合多维度信息，快速准确判断变压器缺陷，同时解决多维度信息融合权重难以确定的问题，文中基于深度学习理论，采用稀疏受限玻尔兹曼机搭建了用于故障诊断的深度学习故障分类模型，结合大型变压器的多维度监测量，提出了一种基于深度置信网络和多维度信息融合的变压器故障诊断方法。该方法能够利用变压器海量的无标签多维监测数据作为学习样本，只需对少量带标签数据进行辅助优化，根据变压器实时在线多维监测数据，被训练后的模型能够对变压器本体状态做出准确的故障诊断。对某市220 kV主变进行诊断测试，结果表明，文中提出方法的故障诊断准确率较现有方法高约4%，验证了该方法的可行性和有效性。

摘要:针对电力大数据背景下用户用电行为复杂多变、分析困难的问题，提出了一种基于欠完备自编码器的用户用电行为分类分析方法。首先，通过欠完备自编码器对智能电表数据进行编码，实现对原始数据的特征抽取，并使用反向传播(BP)神经网络进行用户用电行为分类分析；然后，对最佳编码比率进行优选，并结合用户的典型用电特征作为神经网络的输入，提高了分类准确率；最后，在爱尔兰智能电表数据集上进行了仿真实验，并与直接使用BP神经网络进行对比，分析表明，文中所提出的用户用电行为分类分析方法不仅可以提高检测准确率，帮助电力公司更好地掌握用户用电规律，辅助需求响应实施，还能显著降低算法的运行时间。

摘要:传统光伏电站光伏阵列内一般采用RS485总线通信方式组网，存在施工量大、组网困难、不易维护等弊端。Wifi、Zigbee、4G这3种无线通信技术较为成熟，已经在光伏发电领域取得了应用，但分别存在技术复杂、通信速率低、成本过高的问题。为了解决上述问题，文中引进了全新的蓝牙5.0技术，该技术具有实现简单、通信速率高、经济性好的特点。在分析了现有蓝牙组网技术的基础上，提出了一种光伏电站蓝牙网格网(mesh)组网方案，给出了具体的组网过程和简单可行的路由算法，通过分析计算论证了该方案具有较小的通信延时、良好的抗干扰性和较高的安全性，为光伏电站组网提供了新思路。

摘要:针对目前高压直流输电(HVDC)系统的比例-积分(PI)控制器参数优化方法中仅基于单一数学模型的局限性，提出了一种PI控制器参数的整定方法。通过建立高压直流输电逆变侧系统的传递函数模型，求出控制器参数的稳定边界，基于该稳定范围求取符合系统稳定裕度的区域；接着，建立了高压直流输电逆变侧系统的小干扰动态模型，验证了小干扰动态模型的正确性，求解得到符合系统渐进稳定的区域，并将2个区域进行叠加，得到既能满足系统稳定裕度要求，又能满足系统渐进稳定要求的PI控制器参数范围。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建电磁暂态模型进行仿真验证，结果表明该整定方法能兼顾系统的稳定裕度和渐进稳定性。

摘要:独立型微网容量优化配置是微网规划建设中的重要环节，文中提出一种基于莱维飞行的量子引力搜索算法(LQ-GSA)对独立型微网系统中的风力发电、光伏发电和蓄电池容量进行优化配置。在保证系统供电可靠性和新能源消纳的基础上，建立以平准化能源成本为优化目标的独立型微网容量优化配置模型，通过引入收缩扩张系数动态调整策略和莱维飞行改进量子引力搜索算法以增强算法的全局寻优能力。利用文中所建立的模型进行仿真分析，并与其他万有引力搜索算法和粒子群算法结果比较，算例结果表明所提算法具有较高的求解精度和稳定性，能够保证独立微网系统的经济可靠运行。

摘要:近年来，光伏电站低电压穿越技术得到了快速发展，但受限于光伏并网系统电压检测速度影响，光伏电站故障穿越的快速性等问题亟需解决。文中提出一种适用于光伏电站故障穿越的的新型统一电能质量控制器(UPQC)接入结构及控制方法。该型UPQC能够在高电压故障时，通过补偿使光伏电站出口电压稳定在额定值，系统具备高电压穿越的能力，并兼有谐波补偿功能，有助于光伏电站快速响应电网电压波动情况，提升光伏电站故障穿越能力。UPQC可以配合光伏电站在低电压故障时输出无功功率，帮助光伏电站在指定的时间内发出电网需要的无功功率，并且能够在高电压故障时吸收电网无功功率，加速电网电压恢复过程，综合提升光伏电站穿越能力。最后，文中给出100 MW光伏电站运行仿真结果，验证了所提电力电子补偿系统的有效性和可行性。

摘要:随着越来越多的分布式储能系统在负荷侧并网运行，需求侧响应获得了更多的手段。用户侧储能响应容量是用户侧系统需求侧响应能力的重要组成部分。为估计不同时刻和条件下用户侧储能容量，文中提出一种基于需求侧响应的配电网储能容量识别方法。考虑不同类型负荷用户的需求响应协同控制策略的目标，用粒子群算法进行储能充放电与受控负荷投切策略过程求解，最后计算储能系统的响应容量。结果表明，各类负荷的占比与分布式电源出力对响应容量均产生一定影响，为了取得安全性和稳定性以及使用效率之间的平衡，应当根据控制目标合理配置储能容量。

摘要:在“颠簸”的电网中，电力弹簧(ES)将电压的波动转移到非关键负载上，可实现用电量跟随发电量变化，有效缓解新能源发电的不稳定性带来的问题。但大量地投入非关键负载以追求ES稳压效果，势必会给电网带来新的安全隐患，目前在ES应用配置方面的研究还较少。文中首先阐述了ES的基本原理，分析了其在区域电网中对母线电压的调节机理，然后建立了ES应用配置数学模型，揭示了非关键负载接入量与ES发出无功的定量关系，并提出一种非关键负载接入量最小的ES配置方法。算例结果表明，通过该方法得到非关键负载最小占比，形成经济合理的配置方案，验证了配置方法的正确性和有效性。

摘要:在规模化电动汽车接入电网背景下，协调控制电动汽车群的充放电功率，可使之成为对电网有益的储能调频工具。文中从剩余电量的角度研究了电动汽车集群的自组织分类方法，设计了一个自组织神经网络，将电动汽车群根据电量划分为几个在数学空间上相近的类。以聚类结果为基础，根据不同类中电动汽车的电量水平，提出一种自适应调节下垂系数的电动汽车充放电控制终端变参数下垂调频控制方法。仿真结果表明，应用文中提出的控制方法，规模化接入电网的不同电量水平的电动汽车将自组织地按各自容量比例分担电网峰值负荷、消纳电网富余电能，满足电网调频需求。

摘要:分层接入方式的特高压直流输电工程与常规直流特高压直流输电工程的明显差异之一是前者存在2个交流滤波器场，在绝对最小滤波器不满足功率回降、闭锁换流器等无功功率控制策略方面与常规特高压工程的无功功率控制策略差异较大。为了解决分层接入带来的绝对最小滤波器不满足回降直流功率协调控制问题，对分层侧的各种运行方式下出现绝对最小滤波器不满足回降直流功率的控制策略进行了研究，提出了通过控制模式转换、减少非故障电网被动功率损失量等措施，使得某一交流电网回降功率对另一交流电网影响最小，并在此基础上进行了RTDS仿真验证。仿真结果表明，所提的分层侧绝对最小滤波器不满足回降直流功率的策略可以较好地解决因分层接入带来的绝对滤波器不满足回降直流功率协调控制问题。

摘要:电力系统负荷是具有典型周期性和随机性特点的非线性、非平稳时间序列的负荷系统。为了降低负荷序列的非线性，提高预测精度，提出了集总经验模态分解法(EEMD)和基于改进人工神经网络(GABP)的短期负荷预测法。运用EEMD将负荷序列分解成若干不同频率的平稳分量，突出原负荷数据局部特征，解决了经验模态分解法(EMD)中分类模糊问题，同时利用GABP网络进行预测，解决了BP容易陷入局部最优解的问题，选择合适的参数对各分量构造不同的EEMD-GABP预测模型，引入气象因子对各分量分别预测，重构后得到最终预测值。算例表明，基于EMD-GABP预测模型的负荷量预测精度高于差分整合移动自回归移动(ARIMA)模型、支持向量机(SVM)模型等传统模型，稳定性更强。

摘要:目前智能变电站继电保护功能正确性判定方面的研究着重于保护系统整体评价或保护执行过程正确性判断，缺乏各种类型保护功能的实时状态评估以及保护功能触发的逻辑正确性判断。文中通过分析各类型保护功能的影响因素和影响逻辑，将各保护功能所处状态进行分类与评价，通过对采样值、设备状态的获取与分析，进行保护功能触发的正确性判断。梳理了保护功能触发时二次系统产生的信息序列，采用理论序列和实际序列对比的方式进行保护功能执行过程正确性判断，同时，增加前置条件解决同类型保护功能触发时不同信息序列选取和匹配的问题。通过现场实例分析，验证了所提出的保护功能状态与行为判定方法能够在智能变电站保护功能状态监测以及故障分析方面提供理论基础。

摘要:多微源直流微网系统母线电压稳定性是其电能质量的重要指标，也是限制其大规模应用的关键因素之一。针对直流微网母线电压波动较大的问题，提出一种以微型燃气轮机为主协调单元的主从协调控制策略。该控制策略充分利用微型燃气轮机的功率调节作用，在有效减小微网母线电压波动范围、使其输出电压更加稳定的同时，一定程度上减少了蓄电池单元投入数量和充放电次数，减少蓄电池的后期维护成本，并在Matlab/Simulink中分别搭建分级控制、变功率控制以及主从协调控制模型，通过对比仿真分析的方法，验证了文中所提控制策略在稳定电压及减少蓄电池充放电次数等方面存在的优势。

摘要:随着国家对新能源汽车的持续推进，成千上万的电动汽车(EV)接入电力系统，在充电过程中形成了关于EV充电行为的海量数据，因此有必要对EV充电行为特征展开研究。文中提出了一种基于随机森林的EV充电行为聚类技术，从充电行为的大量数据中辨识和分析不同类型的充电行为。采用英国Dundee市2018年1月的充电数据进行实验，分别得到该月工作日、双休日和节假日的充电行为分类。聚类分析获得的各个类别有着较为明确的特性，并以此推断出用户的充电方式、出行行为特点等。最后将该算法和欧式距离法进行对比，对比结果表明随机森林算法在EV聚类问题中的优越性。

摘要:针对海岛供电供水困难的现状，将海水淡化系统引入到微电网中，解决海岛居民的水电供应问题。针对微电网经济运行优化算法容易陷入局部最优的问题，将遗传算法中的小生境种群策略引入粒子群算法中，提出了一种改进小生境粒子群算法，对学习因子进行异步变化调整，对惯性权重进行指数递减，改善了算法寻优性能。以考虑海水淡化经济收益的孤立微电网系统经济运行成本最低为目标，建立数学优化模型，以改进算法进行优化计算，分别与标准粒子群算法计算结果以及不考虑海水淡化系统的微电网经济运行优化结果进行对比，验证了引入海水淡化系统可提高系统的经济性，所提改进算法具有良好的寻优能力。

摘要:为了实现含噪三相非平衡电力系统高精度频率无偏估计，引入了复数域直接频率估计(CDFE)算法，分析其原理并对其进行了改进。CDFE算法基于正弦信号的线性预测，求取误差函数的瞬时平方值关于频率的偏导数，并以该值作为频率估计的更新值。在此基础上，进一步提出变步长CDFE(VSS-CDFE)算法，根据最速下降法则动态更新步长因子来代替CDFE算法的固定步长。仿真分析及实验结果表明，在噪声干扰下，VSS-CDFE算法可以准确地对基于复数建模的三相非平衡电力系统进行频率追踪，其估计均方误差和理论值相吻合。相比CDFE算法，VSS-CDFE算法在相同的收敛速度下，估计均方误差更小，在相同的估计均方误差下，收敛速度更快。

摘要:由于配电系统线路功率和节点电压的约束，在微电网规划中需要弃风弃水来减少设备容量。文中提出一种高效能的友好并网型水风储微电网优化配置方法。通过量化风电资源和水电资源的最大可发电量，结合所提的微电网运行控制策略及运行约束，建立以微电网投资及运营成本、年弃风弃水电量和电源年发电量为目标函数的多目标优化模型；通过基于精英策略的非支配性排序遗传算法(NSGA-II)求出模型的最优解集，并采用逼近理想解排序方法(TOPSIS)选择满意的配置方案。通过韶关地区某实际配电系统进行多场景仿真验证，结果表明该模型提高了可再生能源利用率，保证了配电系统的电能质量，验证了该配置方法的实用性和经济性。

摘要:针对单相变压器首端匝间短路问题，研究不同匝间短路比例下电磁振动特性，利用电磁耦合原理建立变压器匝间短路状态方程，仿真模拟不同短路比例下电磁参数及振动加速度变化，结果说明在不同比例匝间短路故障下，短路绕组电流方向改变、幅值变大，未短路绕组电流改变较小；内部漏磁增加，且短路绕组对应区域漏磁增加明显；由于电流及漏磁增加致使绕组振动加剧，随着匝间短路比例的提高，变压器电磁参数及绕组振动加速度进一步改变。最后，搭建匝间短路动模实验平台，测量变压器首端不同比例匝间短路故障下绕组电流及振动加速度，对比仿真结果与实验数据，验证了建模的有效性及所得结论的正确性。

摘要:针对新一代300 Mvar调相机目前无实际的失磁运行数据支撑失磁保护的投退策略及定值整定，文中通过开展新一代调相机启动调试过程中失磁保护试验获得的关键数据，研究了失磁保护在调相机启动阶段及运行阶段失磁保护相应的定值调整及保护投退策略，详细阐述了新一代调相机启动调试工程中的失磁试验方法，并介绍了失磁试验过程中所需的实验条件。结合调相机额定进相运行工况、完全失磁运行工况下的实验，得到新一代调相机的最大进相深度及两种工况下的励磁电流、机端电压，并给出失磁保护励磁低电压定值建议整定值及启动阶段和运行阶段的失磁保护各段的投退策略，为今后投产的调相机提供参考。

摘要:针对电力巡线旋翼无人机续航能力不足的问题，提出一种基于脉冲功率技术的高压电场感应取能设计。以巡线无人机机载导体作为悬浮电极，在电力线与架空地线之间高压电场中储存感应电能，级联气体自触发开关和电感，并与架空地线构成取能回路，悬浮电极击穿开关气隙对地放电。随气隙放电发展，悬浮电极与电力线、架空地线间分布电容将迅速分压，抑制放电，使气隙间无法形成电弧，而转为高频流注脉冲放电，激发回路高频电磁振荡，通过电磁互感实现电场感应电能输出。文中详细介绍了脉冲功率电场感应取能设计及抑制放电原理，分析取能等效电路并建立了放电脉冲取能模型，在实验室环境下进行物理平台搭建与测试，实验结果证明设计可行。

摘要:由于大功率、高频高温等运行环境的需求，碳化硅(SiC)器件成为新一代半导体器件的代表，但其尖峰问题一直制约着这一新型器件的发展。以SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(SiC MOSFET)为研究对象，着重从逆变器中运用SiC器件的方面来进行尖峰问题的研究，分析了SiC MOSFET在开关过程中产生尖峰和振荡的原因，通过增加RC缓冲电路的方法对SiC的尖峰和振荡问题进行优化，结果证明RC缓冲电路可以降低SiC器件产生的尖峰和振荡。通过多组实验进行数据曲线的拟合，确定了RC缓冲电路中缓冲电容与缓冲电阻的关系表达式。

摘要:在无线电能传输系统中，负载的接收功率对发射线圈与接收线圈之间的互感与负载阻值的变化比较敏感，当接收线圈与发射线圈之间出现偏移或负载等效阻抗变化时，需要通过有效的控制方法较快地保持负载接收功率基本稳定。文中在分析次级侧包含DC/DC电路的无线电能传输系统结构的基础上，给出了互感与负载电压、负载电流之间的关系，并推导出了DC/DC电路的占空比与负载接收功率之间的关系；然后提出通过检测负载电压、电流，调节DC/DC电路的输出功率稳定控制策略；最后，通过Matlab/Simulink仿真以及样机实验，验证了文中理论分析与控制策略的有效性和正确性。

摘要:为准确预测复杂环境下输电线路绝缘子污秽度，实现污闪的有效预警，提出数据驱动的绝缘子积污特征量识别与污秽度预测方法。该方法结合改进粗糙集与样本加权方法，基于粒子群算法优化的误差反向传播神经网络，得到绝缘子积污特征量综合量化模型，对影响积污程度的因素进行量化识别。在识别的基础上，构建基于改进粗糙集的特征加权支持向量机，来预测绝缘子污秽程度，识别污闪风险。实例分析表明，该方法完全基于数据驱动，避免人为干预，能实现不同运行环境下绝缘子积污特征量的准确识别。相较于其他方法，所提污秽度预测和风险识别方法更精确，误差更小，具有良好的应用前景。

摘要:配电房环境封闭、透风性差、温度较高，为解决因温度高而影响电力设备安全运行的问题，需要研究配电房温度变化的预测模型，以便进行温度调控。提出基于灰箱理论研究的配电房温度变化的预测模型，为实现配电房温度的自动化控制提供了模型基础。首先介绍了配电房的基本结构，然后根据传热学、动力学等物理知识及热电相似理论得到配电房的热电模型；接下来基于灰箱法利用相关数据的时间序列估计该模型中未知的物理参数，并通过其自相关矩阵验证模型的合理性；最后，将模型的一步和六步预测温度值和实际温度值进行对比分析，结果表明该模型能够较好地描述配电房的热动力学特性，与配电房的实际温度变化相一致。