摘要:现代电力系统的发展使得系统频率特性更加复杂化，同时系统安全稳定经济运行对频率稳定提出了更高的要求，电力系统频率问题日益显著，关于系统频率特性的研究涌现并被应用于保障系统安全稳定运行。首先回顾了近年来国内外电力系统频率事故的发展过程并结合事故过程中频率特性分析事故原因，结合现代电力系统的特点从多角度分析了高比例电力电子接口装置接入对电力系统频率特性的影响，然后以单机模型为例分析了机组参数对电力系统频率动态过程的多重交互影响，并总结了系统惯量估计、发电机组调频性能监测和两者共同作用对系统频率动态行为影响监测的相关研究及应用情况。最后提出了在未来系统频率特性领域值得探索研究的问题和方向。

摘要:大规模新能源并网后，传统的备用体系在应对电力系统电源侧及负荷侧存在的双侧随机性时，存在经济性及可靠性欠优的问题，为保证系统安全稳定运行，需要对系统备用的配置及优化方法进行研究。文中阐述了大规模新能源并网对电力系统备用的影响，充分挖掘系统多类备用资源; 并阐述了电力系统源、荷、储3类备用资源及其作为互联电网跨区备用的研究现状，用以应对大规模新能源并网环境下系统面临的各类长时间、大扰动、大容量功率缺额风险事件；详细分析了电力系统备用现有的各类容量配置方法及调度优化方法，并指出下一阶段的研究方向，为后续大规模新能源并网下电力系统的备用配置及优化方法研究提供参考。

摘要:随着移动负载对动态无线充电功能的迫切需求，动态无线供电技术逐步进入人们的视野并成为新的研究热点。文中首先针对现有动态无线供电系统的主要结构及优缺点进行比较研究；然后分别从高频逆变电路、补偿网络、电磁耦合机构、供电线圈切换方法和电磁兼容等方面，探讨动态无线供电系统的关键技术；最后结合近年来国内外学者的研究成果，对动态无线供电技术的工程应用现状进行总结分析，并对动态无线供电技术在未来的发展趋势进行了预判，指出动态无线供电技术在自动导引车、变电站智能巡检机器人、移动式机电设备、轨道交通和电动汽车等领域将具有广阔的应用前景。

摘要:随着柔性直流输电系统电压等级和输电容量不断提升，采用电压源型换流器的柔性直流输电技术在我国得到了大量应用，同时其对电网的影响也进一步增强。文中基于PSD-BPA机电暂态仿真软件中新开发的计及故障穿越策略的柔性直流控制系统，比较了不同直流接入方案下弱受端电网受扰恢复特性的差异。在此基础上，分析了柔性直流控制方式、直流传输功率大小以及故障穿越控制策略等因素对换流站动态有功和无功功率特性的影响。最后针对西藏弱受端电网电压稳定问题提出了优化方案，仿真结果表明优化柔性直流故障穿越控制关键参数可以改善弱受端电网故障后的恢复性能。

摘要:作为解决柔性交流输电系统(FACTS)装置可靠性低、维护成本高等问题的可靠手段，分布式柔性交流输电技术(D-FACTS)以其灵活快速的特点成为FACTS研究的热点方向。文中从分布式串联电抗器(DSR)和分布式静止串联补偿器(DSSC)的结构和原理出发，将DSSC和DSR的工作方式相结合，得到分布式潮流控制器(DPFC)方案。该DPFC子控制单元使得阻抗调节兼具连续性和分级性的特点，在系统层面以集中控制的方式进行子单元整体投切和连续控制。文中提出了基于该方案的“DSSC+”集中控制、分布安装的DPFC系统架构，具体研究了基于在线负反馈的系统控制策略，并通过实时数字仿真算例验证了该策略的有效性，为该方案的工程应用提供理论支撑。

摘要:风电场柔性高压直流输电(VSC-HVDC)系统交流不平衡运行时，并网输出功率存在二倍电网频率波动，并网电压、电流波形畸变，恶化风电场并网的电能质量。为改善风电柔性高压直流输电系统在交流不平衡状况下的并网性能，针对双馈风电场侧交流不平衡运行状况提出了一种改善控制策略。该改善控制策略在计及相关平波电抗器、变压器等值阻抗影响的基础上，建立了风电场VSC-HVDC系统不平衡运行数学模型，并提出基于正负序双dq解耦轴系下的正负序控制给定电流策略。最后，通过Matlab/Simulink仿真平台对比仿真引入改善控制策略前后的系统运行性能，对比结果表明所提改善控制策略可以有效抑制风电场并网功率波动，改善系统并网电压、电流波形。

摘要:对于具有小集中、大分散特点的内陆风电，交流并网存在电能质量下降、经济性差等诸多问题，两端柔直并网也无法满足要求。使用多端柔直是未来风电并网的发展方向，文中提出一种适合风电接入的多端柔直系统协调控制策略。该策略综合考虑直流电压改变的方向、电压改变的大小以及换流站功率裕度等因素，自适应实时调节下垂系数，优化换流站之间功率分配，避免不当下垂系数造成的系统损耗增加、部分换流站功率过载。引入附加频率控制与自适应下垂控制协调，可充分利用系统调频容量，改善系统频率稳定性。控制器参数易于整定，结构简单。在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件中搭建了嵌入多端柔直系统的四机两区域模型，验证了所提策略的有效性和可行性。

摘要:考虑孤岛电网存在有源电网状态和无源电网状态之间的状态变化，文中提出了向孤岛电网供电的柔性直流逆变站综合控制策略，以实现在孤岛电网状态变化时保证对其可靠供电。从柔性直流的控制原理出发，分析了有源电网和无源电网下柔性直流逆变站控制方式的差别。当孤岛电网从有源电网变为无源电网，向其供电的柔性直流逆变换流站控制方式切换时，文中从稳定交流电压和快速恢复有功平衡考虑，提出了相角跟随和有功功率优先2个控制策略，以保证切换时刻孤岛电网和直流系统的各电气量波动最小。建立柔性直流输电系统的PSCAD/EMTDC仿真模型，仿真验证了文中控制策略的有效性，在孤岛状态变化时可实现持续可靠供电。

摘要:基于电网换相换流器(LCC)和基于电压源换流器(VSC)在稳态模型和工作原理上有本质的不同，当这2种换流器混合运用于同一个多端直流输电系统，系统的稳态数学模型和潮流计算方法也发生了相应的变化。首先描述了该混合多端交直流系统的稳态模型，然后在综合考虑2种换流器工作原理的基础上，导出了该混合系统的潮流计算数学模型。为实现系统的功率平衡和保证各换流器有一定的裕度配合运行，分析了混合系统控制方式的配置原则，利用牛顿法得到了一种适用于该系统的交替求解算法，并给出了算法的具体实现步骤。最后，分别通过两端和多端的混合直流输电系统算例验证了该算法的准确性和有效性。

摘要:在线安全稳定分析数据由本地状态估计数据和上级下发的其他调度机构数据拼接构成，由于两者时间不同步造成区域联络线功率出现偏差。文中提出了一种内外网数据拼接的区域联络线潮流调整方法，在将联络线聚合成联络通道以及将对联络通道灵敏度较大的若干节点聚合的基础上，通过求解聚合节点调整量和联络通道潮流偏差量的线性方程组获得调整量，避免采用优化方法时计算速度慢和部分节点调整量过大的问题；当方程组病态时，通过求解极小范数最小二乘解避免线性方程组无解的问题。该方法可以满足在线安全稳定分析计算速度和准确性要求，且某实际电网的算例验证了该方法的有效性。

摘要:统一潮流控制器(UPFC)并联侧连续的无功调节能力为电力系统无功优化提供了新的控制手段。基于此，首先建立适用于新型UPFC拓扑的UPFC稳态模型；然后考虑无功设备动作次数的约束，明确多目标无功优化问题的目标函数和约束条件，建立计及UPFC的多目标无功优化模型；接着，提出一种多阶段方法对其进行求解，其中，第一阶段将原问题进行松弛并采取归一化的方法统一多个目标的量纲，第二阶段基于规格化平面约束法获取松弛问题的Pareto最优候选解集，并给出折衷解的选取方法，第三阶段基于三角罚函数法对折衷解中的整数变量进行归整，获取原问题的最优折衷整数解。最后，对南京西环网实际等值系统进行算例测试，验证了算法的有效性及UPFC在无功优化问题中的应用前景。

摘要:为了研究行波测距在半波长输电线路上的适用性，首先基于行波幅值衰减特征和折反射规律，估计适用单端测距的临界故障距离。其次，分析不同故障状况下行波畸变对传统测距方法的影响，据此提出适应半波长线路故障定位的新方案。该方案在线路中间布置额外测点，利用该测点行波极性判断故障区段，选择在故障区段内采用单端或双端法进行精确测距。利用PSCAD/EMTDC搭建半波长输电线路模型，进行不同情况下的故障仿真，结果表明：单端行波测距可以适用的临界故障距离约为100～240 km；此外，所提方案能消除测距死区，有效提升测距精度，基本不受故障条件、调谐网络和负载状况影响，具有较高可靠性。

摘要:文中综述了并联多端直流线路保护的研究现状，基于并联多端直流主回路拓扑，提出了配置直流高速隔离开关(HSS)的并联多端直流的线路保护配置方案。为解决配置HSS的并联多端直流线路主保护选择性问题，对现有的多端线路主保护存在选择性盲区的原因进行分析，并提出一种新的线路保护策略：将线路主保护分为2段，通过定值配合和新增保护辅助判据策略，解决了通信正常和通信故障下线路主保护选择性问题。通过RTDS仿真系统试验，验证了提出的线路保护策略能有效区分线路区内故障和区外故障，解决选择性问题，实现了某一线路全长范围内发生永久故障时无需多端直流全停，只需隔离故障线路而剩余线路可继续运行，可应用于配置HSS的并联多端直流输电系统中。

摘要:针对电力系统云平台快速应用发展情况下, 电网数据分析处理资源利用不均衡、电力系统数据中心结构复杂的现状，文中提出基于电力分析计算任务划分的云计算虚拟资源配置方法，从而较好地解决当前云计算存在的资源调度不合理问题。该方法引入膜计算概念，将云平台下的复杂分析任务按资源配置时间的不同划分为多类；采用改进蚁群算法按照资源占用率和计算机能耗为应用目标逐类实现虚拟资源的优化分配。仿真证明基于任务划分和蚁群算法的电网云平台虚拟资源配置方法可以提高调度效率，均衡分配资源，较好地实现云平台虚拟资源利用的最大化。

摘要:针对现有配网分布式故障定位方法复杂、可靠性差、设备要求高等问题，文中借助于低采样、低成本的故障指示器，提出了一种基于零序电流分布特性的配电网故障区段辨识方法。首先，定性分析线路不同位置、不同中性点接地方式下零序电流的组成成分及分布特征；然后，定量推导各情况下健全区段与故障区段零序电流幅值的差异，以此构造故障区段辨识判据；最后，结合零序电流分布特征与聚类过程，以最后2个类的距离之比确定故障线路，同时根据故障线路最后2类的分界编号确定故障区段，方法简单、有效。在PSCAD/EMTDC中搭建10 kV小电流接地系统进行仿真验证，结果表明，所提方法与故障初相角无关、抗干扰能力强，且不受故障电阻、故障位置的影响。

摘要:可调回热式微型燃气轮机具有多变量、强耦合、非线性、参数时变等诸多复杂的特性，常规控制方法难以满足控制要求。对于两输入两输出的微型燃气轮机控制系统设计，如何准确快速地实现扰动下的稳定输出，是设计控制系统的关键。首先文中基于动态矩阵预测算法设计出预测控制器，并给出误差校正矩阵、误差权矩阵、控制权矩阵和柔化系数矩阵关键控制参数分析；接着在稳定工况点下，设计了转速给定值扰动、燃料量内扰下的预测控制策略；最后基于传递函数模型进行仿真控制分析，结果验证了该控制方法能够更好地符合快速性、鲁棒性和抗扰动的控制要求，并且超调量比常规PID控制方法要小。

摘要:针对变电站配置描述(SCD)文件对于物理链路信息描述的不完整，光纤物理回路模型(SPCD)文件对于物理链路描述的不直观，SCD与SPCD缺乏关联性, 以及变电站运维中因缺乏虚实回路映射信息导致链路故障排查困难等问题, 提出了基于SPCD的虚实链路映射方案。利用SPCD的物理链路描述信息对物理链路模型编码、扩充了SCD的物理链路模型，补充了电(光)缆编号，关键是建立了物理链路与虚链路的映射关系。为全站物理回路可视化、虚实链路映射可视化、快速故障诊断等高级应用提供了数据支撑，为交换机免配置提供了可行性方案，同时保证了SCD与SPCD的链路信息一致性。

摘要:为了研究±1 100 kV直流滤波器典型故障过电压的特点及其相应的保护措施，针对±1 100 kV昌吉—古泉直流输电工程，利用PSCAD计算并分析了双极全压运行方式、单极大地回线和单极金属回线运行方式下直流滤波器短路、滤波器高低压电容器组分别击穿等滤波器典型故障产生的过电压及其暂态特性，并在最具代表性的故障情况下，研究了避雷器对过电压特性的影响。基于此，进一步研究了保护控制策略对过电压与能量的影响。结果表明，整流侧发生直流滤波器短路故障时，过电压更为严重；单极金属回线下发生直流滤波器短路故障时，过电压更为严重且避雷器吸收能量过大；增设避雷器与保护控制后，关键节点的过电压值均低于该处的绝缘水平，避雷器吸收的能量也未超过其吸收能力。

摘要:为准确评估防雷设备性能，冲击电流测量装置的测量精度和响应特性至关重要，因此文中提出了高频性能好、抗干扰能力强、灵敏度足够大的多层印刷电路板(PCB)罗氏线圈设计方案。文中分析了雷电流波形的频率范围以及罗氏线圈的传变特性；依据罗氏线圈尺寸、匝数与线圈频率特性之间的关系曲线，确定了线圈的结构尺寸；设计了新型屏蔽和信号输出方式，增强抗干扰能力。通过增加线圈厚度和串联线圈的方法，增大输出电压灵敏度。根据标准要求，进行测量装置的动态特性、标准雷电流测量误差以及线性度试验研究。试验中测量装置响应时间小于90 ns，相对过冲小于10%；与标准Pearson线圈比对，峰值误差小于0.2%，时间参数测量误差小于0.3%；5～40 kA电流范围内，测量装置线性度约为0.3%。试验结果表明研制的冲击电流测量装置具有良好的高频电流信号测量能力。

摘要:气体绝缘组合电器(GIS)中绝缘缺陷的存在会造成局部放电，导致设备劣化，进而危害到电力系统的稳定性。其中危害较严重的为绝缘子沿面放电缺陷，为探究其在工频恒定电压作用下的放电发展过程及规律，文中制作了“三结合”模型模拟SF₆中沿面放电缺陷并展开试验。保持工频电压在模型闪络电压的95%不变，每隔5 min记录一次局部放电信号，直至模型频繁发生闪络，分析各阶段放电统计参量的变化。结果表明沿面模型在闪络前的放电呈现放电重复率增加、放电量增加、放电间歇、放电再次增强的发展过程。放电间歇的产生与SF₆的强电负性、电场均匀化等均有一定关系。因此，需通过长时间放电检测以准确判定设备劣化阶段，并采取相应措施。

摘要:为确定张北柔性直流工程直流电缆的绝缘厚度，文中提出了一种直流电缆绝缘厚度设计方法，分析了寿命指数、击穿场强换算系数和Bahder系数3个关键因素对绝缘厚度的影响；通过建立方程组计算了±535 kV直流电缆绝缘厚度；采用有限元仿真方法计算了不同电导率温度系数、电导率电场系数和绝缘温差下的电场分布和电场畸变率。研究表明，不同电导率温度系数、电导率电场系数和绝缘温差下，±535 kV直流电缆绝缘电场畸变率均符合国家标准的要求，设计方法的合理性得到验证。研究结果为直流电缆绝缘厚度设计和验证提供了理论指导，为张北工程的建设提供技术支撑。

摘要:机械振动信号能反映有载分接开关的运行状态。为提高有载分接开关机械故障的诊断准确率，提出了一种基于参数自适应变分模态分解(VMD)和模拟退火优化极限学习机(SA-ELM)的故障诊断方法。首先对振动信号进行VMD分解，根据能量准则自适应确定模态数的取值，得到一组窄带、区分度较好的模态分量。然后求取各模态的能量值，形成特征向量组，不同故障状态的模态特征区分明显。最后将特征向量组输入SA-ELM，实现振动信号的识别和诊断。在模拟试验平台上进行试验并对采集的信号进行分析，结果表明文中故障诊断方法可有效提高有载分接开关机械故障的诊断准确率。

摘要:对锂离子电池荷电状态(SOC)进行准确估算是保证电池管理系统安全稳定运行的关键。常用的安时积分法存在累积误差，卡尔曼滤波算法需要建立精确的电池模型，神经网络法不依赖具体的锂电池模型，能够反映锂电池的非线性关系，因而受到广泛关注，然而传统神经网络估算SOC训练时间长、精度低。针对以往电池SOC估算精度低等问题，文中提出粒子群(PSO)优化极限学习机(ELM)神经网络的方法。以电池电压、电流和温度作为PSO-ELM模型的输入向量，以SOC作为输出向量。将实验获得的数据导入模型进行训练和测试，采用PSO对ELM随机给定的输入权值和隐含层阈值进行寻优。仿真结果表明，与BP神经网络的预测结果相比，文中估算SOC的方法具有更高的精度。

摘要:弱电网条件下直驱风电机组与电网的交互影响得到了国内外的广泛关注。目前，阻抗分析法是研究风电机组并网系统稳定性分析的主要研究方法之一，传统的基于dq坐标系的阻抗建模过程中忽略了直流侧电压波动及直流电压环的影响，并且未分析风电机组控制参数对系统稳定特性的影响。因此，以直驱风电机组并网系统为例，计及锁相环动态特性、直流侧电压波动和直流电压环，建立风电机组在dq坐标系下的阻抗模型，并通过扫频实测阻抗特性验证了理论模型的正确性。结合基于系统总阻抗矩阵行列式的稳定判据分析系统稳定性的影响因素，为风电机组控制参数的优化奠定基础。时域仿真结果验证了理论分析的正确性和有效性。

摘要:随着电网优化调度的精细化、智能化和计及电力系统安全性与经济性的电网高级应用的广泛采用及分布式能源的大量接入，母线负荷预测的精度要求不断提高而负荷的不确定性和非线性特征进一步增强。针对上述问题，文中提出一种基于相空间重构(PSR)和深度信念网络(DBN)的超短期母线负荷预测模型，首先采用C-C法对净负荷时间序列进行PSR，然后利用DBN对重构后的数据进行拟合并得出负荷的预测值。文中利用某市变电站实测负荷数据检验了该超短期母线负荷预测模型的有效性，证明该模型在分布式电源渗透率较高且母线负荷波动较大的情况下仍然有较高的预测精度。

摘要:变压器差动电流波形在区内故障后第一周期内由于非周期分量和高次谐波的影响而存在较大偏移，导致保护容易出现误判。为解决该问题，在PSCAD中建立变压器差动保护仿真模型，对三相差流瞬时值取绝对值后求和得到特征电流。研究发现励磁涌流与内部故障电流的特征电流在波形间断角和纵向偏移上存在明显差异，可以通过在时间轴上方设置合理的门槛值，取特征电流波形在该门槛值以下的波宽作为识别涌流与内部故障电流的判据, 由此提出一种基于特征电流波宽判据的变压器差动保护方法。仿真表明该方案能有效提高保护动作速度，维持在20 ms左右，弥补了波形对称性原理的差动保护在可靠性和速动性上的不足。

摘要:为预防电动汽车大量普及后其充电不确定性对配网的冲击，文中提出了一种基于动态交通信息，考虑大规模、多类型电动汽车接入的充电需求联合建模方法。从电动汽车作为交通工具这一特性入手，基于不同类型电动汽车的运行特点，结合交通信息，建立了对应的运行时空模型。考虑快充和慢充2种模式，研究了各类电动汽车的充电行为，并配合其运行特性构建充电需求模型。结合用户日行驶里程，提出基本运行周期，并采用蒙特卡洛模拟法，对不同工作日下多类型电动汽车的综合充电需求分布进行测算。仿真结果验证了建模方法的可行性，并表明多类型电动汽车的接入将会在整体上为配网带来多个用电需求高峰。