摘要:

摘要:随着直流特高压输电系统的发展，大容量新型同步调相机成为满足系统无功动态需求的最优选择，逐渐成为研究热点之一。基于此，对新型同步调相机的研究现状进行了系统的总结和归纳。首先，从新型同步调相机的数学模型、运行状态以及控制策略3个方面对其运行原理进行介绍。其次，将其与电力电子无功补偿设备作对比，阐述了新型同步调相机优越的动态无功输出特性，并研究了其无功输出特性的影响因素。最后从新型同步调相机的现有故障诊断技术和参数辨识技术2个方面对其状态监测技术的研究现状进行总结。文中综述了新型同步调相机的数学模型、控制策略和运行状态监控等方面的研究情况，能够为新型调相机的进一步研究提供参考。

摘要:无功电压调控是保障电网区域电压稳定的重要措施，现有基于强化学习的单一智能体设计方式存在架构设计不合理等问题。文中提出了一种考虑节点电压幅值与电容器投切状况的电网综合运行状态描述方法，设计了面向电网无功电压调控的强化学习智能体群组架构。该群组根据电网当前综合运行状态确定智能体成员，并给出相应的无功调控动作，各智能体成员将相邻时段电网状态改善程度作为奖励机制。算例表明该方法可应用于电网无功电压调控环境，相较于单一智能体设计方式，可以有效减少动作集数量，更好地应对各种无功电压调控工况。

摘要:针对大型同步调相机并网条件差、成功率低的问题，对传统的相角差时间函数加以改进，改进后的曲线能够体现相角差在0到2π之间的变化规律，且直观表示出在一定的滑差转速范围内是否存在同期点和其存在个数以及在一定的相角差范围内所对应的合闸时间范围，为预计合闸脉冲发出时刻提供了很大便利。通过算例分析了当以惰性减速起始时刻为0时刻点，-0.167 r/s²为加速度开始惰性减速时，最大允许滑差范围内出现的同期点个数，以及调相机允许的合闸时间范围，并在Matlab/Simulink仿真软件上验证了算例分析结果的正确性。同时，以调相机所受冲击电流作为最大允许相角差的整定依据有效减少了并网时对调相机的冲击，提高了并网的成功率。

摘要:针对静止无功发生器(SVG)传统控制策略自适应调节能力不足的问题，对传统控制策略进行改进。在内环解耦控制的基础上，引入模糊控制对PI参数进行自适应调整，以提高SVG的补偿精确性。传统模糊PI控制以PI的初始参数为中心进行上下调整，因此调节范围有限。针对调节有限的问题，文中提出采用累加的方式调整PI参数，根据系统变化，在参数调整过程中，不再以初始参数作为调整基准，而是采用上一时刻的值作为基准进行调整，从而增大调节范围，实现PI参数的自适应调整。仿真分析表明，与现有的模糊PI控制策略相比，文中策略进一步提高了补偿精确性，增强了系统的动态特性。

摘要:在满足配电网稳定运行的前提下，充分利用光伏电站并网逆变器的额定容量，挖掘光伏的无功支撑能力，能够促使配电网经济运行，因此开展光伏电站无功支撑能力评估具有重要的现实意义。首先，提出了基于动态时间弯曲算法的无功支撑能力评估方法和评估指标体系，实现实时态的无功支撑能力评估；然后，提出了基于深度置信网络模型的光伏出力预测方法和预测指标体系，结合预测数据实现未来态的无功支撑能力预测。算例分析表明，预测的光伏电站未来态无功支撑能力与实际未来态评估结果相吻合，验证了所提评估、预测方法的有效性。

摘要:文中介绍了静止同步补偿器(STATCOM)在电网中的无功补偿原理及电压补偿原理，针对传统STATCOM拓扑电平数提升困难问题，采用了模块化多电平换流器(MMC)拓扑的STATCOM补偿负载不平衡条件下的电压。针对传统平衡条件下的控制策略在负载不平衡时控制效果较差的问题，在正负序模型下对此无功补偿器进行分析并提出了采用将电压和电流分成正序和负序分别控制的分序控制策略，用解耦双同步参考坐标系的锁相环技术锁住公共连接点处电压，同时对MMC子模块电容电压平衡采用分布式控制，最后在电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC中搭建五电平静止无功补偿器，通过仿真验证了分序控制策略和子模块电容电压分布式控制策略的有效性。

摘要:特高压直流相关的单回或多回直流闭锁故障可能存在严重静态安全问题，需要进行在线分析计算。目前采用动态潮流方法难以快速准确模拟故障后安控装置动作，文中按照安控先动作、发电机一次调频随后动作的时序，通过估算最低频率采用准静态方法模拟安控装置动作，进而计及一次调频特性获得预想故障下节点有功注入变化；针对直流控保无功电压控制模拟结果不准确问题，在计算中考虑换流站交流母线节点类型的转换逻辑，避免节点类型转换振荡，同时分析了无功电压控制模拟对潮流收敛性的改进，并通过某实际电网的算例验证了方法的有效性。

摘要:随着能源消费结构的改变，可再生能源发电的消纳比例逐渐上升。文中以光伏发电功率为研究对象，分析了不同天气状态下的发电功率曲线特性及不同气象因素与光伏发电出力的相关性，进而提出了一种经验模态分解-长短期记忆神经网络(EMD-LSTM)方法融合的光伏发电功率预测模型。首先对预处理后的光伏发电功率历史序列进行重构，并对重构后的出力序列进行EMD分解，针对分解得到的各子序列分别建立长短期记忆神经网络模型，最后将各子序列预测模型得到的结果叠加得到光伏发电功率预测值。采用国内某地区光伏发电的实际出力数据对模型进行了检验，与滑动平均自回归模型(ARIMA)、支持向量机模型(SVM)、LSTM等预测模型相比，文中所提出的模型预测误差小，能有效提高光伏发电功率的预测精度。

摘要:紧急控制作为微电网系统的最后一道防线，在系统受到大扰动以后，能够维持频率稳定，对微电网的稳定运行具有重要意义。文中分析了频率紧急控制策略以及轮次减载策略在微电网中存在的定值整定难、无法精准减载的问题，提出了一种基于储能变流器(PCS)输出功率越限判据的独立型微电网紧急控制策略：在外部扰动导致PCS输出功率越限时，通过计及电池荷电状态(SOC)的均衡控制策略计算PCS的越限功率，采用负荷精准减载方案精确切除负荷，并针对工程实施采用面向通用对象的变电站事件(GOOSE)通信技术、提出小步长趋势变化采样算法和防一点大数算法，提高了控制系统的响应速度，提升了大容量独立微电网运行的稳定性。通过新疆某独立型微电网项目工程案例验证了本方案的可行性和有效性。

摘要:近年来，随着世界范围内的能源危机越来越严重，新能源作为缓解能源危机的有效途径之一发展迅速。然而新能源具有不确定性的特点，大规模的新能源并网会给电力系统优化调度带来新挑战。在新能源和核电高速发展的情况下，电力系统峰谷差变大使得电力系统调峰压力增加。为解决调峰问题，建立了核电灵活调峰模型，同时构建了一种考虑新能源的运用核电进行灵活调峰的电力系统两阶段随机调度优化模型：第一阶段决定机组启停情况，第二阶段则根据第一阶段做出的决定对机组出力进行优化，以实现运行成本最小化。通过对IEEE标准24节点测试系统以及一个实际系统进行测试，验证了核电厂进行调峰的可行性和经济性。

摘要:大电网中有上千个暂态稳定故障，若对每个故障分别进行暂态评估，难以满足在线评估对时间的要求。为了满足电网在线暂态安全稳定评估快速性的要求，提出了一种基于电网运行历史数据聚类分析的暂态功角稳定故障筛选方法。基于历史数据中的电网运行方式和暂态功角稳定评估结果，提取关键特征量，通过计及稳定模式的矢量量化方法确定聚类数和初始聚类中心，采用K中心点算法对聚类中心进行优化。针对分类后暂态功角稳定的考察故障快速估算其暂态功角裕度，最后得到包含暂态功角失稳和估算裕度低于门槛值的故障组成的用于暂态稳定分析计算的严重故障集。通过对实际省级电网运行历史数据的聚类分析，验证了所述方法的有效性和实用性。

摘要:提高光伏发电功率预测的精度对于保证电网的安全稳定运行、提高光伏资源的开发和利用率具有重要的意义。文中提出了一种基于天气相似度以及改进布谷鸟算法优化Elman神经网络的光伏发电短期功率预测模型。首先在选取相似日上，提出一种基于距离和角度趋势的相似度计算方法，选出与待预测日相似度更高的相似日。其次，利用改进后的布谷鸟算法对Elman神经网络的权值和阈值进行优化并构建光伏发电短期功率预测模型。最后将文中提出的光伏发电预测模型与传统Elman神经网络模型的预测结果及实际输出值进行比较，结果表明改进布谷鸟算法优化Elman神经网络的光伏发电短期功率预测模型预测精度更高。

摘要:换相失败是高压直流输电系统中最常见的故障之一，而换相失败预测控制则是预防换相失败的重要手段。文中从断路器离散动作特性和控制原理等方面，详细分析了交流滤波器投入对换相失败预测控制造成扰动的机理，并从检测定值环节分析控制策略改进的可行性。另外，为彻底解决交流滤波器投入等轻微交流系统扰动对换相失败预测控制以及高压直流输电系统的影响，分析了直流电流在交流系统扰动以及交流系统故障期间的变化特征，引入新的电气参数作为辅助判据，完善换相失败预测控制原理。仿真测试结果表明，优化后的换相失败预测控制抵御交流系统扰动的能力更强，在高压直流工程中的适用性更高，更有利于高压直流系统的稳定运行。

摘要:针对现有信号处理方法无法有效解决电力系统低频振荡信号中的非线性及混叠问题的现状，将一种变分模态分解(VMD)方法引入到低频振荡的模式辨识中，并利用样本熵与快速傅里叶变换(FFT)对VMD无法自适应分解的情况进行了改进。原始信号由改进变分模态分解(IVMD)方法分解为若干模态分量，然后利用Teager-Kaiser能量算子(TKEO)对各分量分别拟合即可获得幅值、频率和阻尼等参数。在构造的测试信号下，令提出方法与VMD、经验模态分解(EMD)、总体最小二乘旋转矢量不变技术(TLS-ESPRIT)和Prony等方法进行模式参数辨识性能对比，结果表明，IVMD方法有效克服了EMD、TLS-ESPRIT和Prony在处理模态混叠、含噪声序列和非平稳信号等方面的不足。最后，通过对IEEE 4机2区域系统和新英格兰39节点系统仿真信号的辨识，验证了该方法在提取电力系统低频振荡模式参数中的有效性。

摘要:随着分布式发电(DG)的大量接入，微电网的安全稳定运行正面临较大的考验，精准切负荷控制策略的重要性愈发突出。为了最小化过切量，提升负荷控制的经济性，需对微电网精准切负荷的控制策略进行改进。首先，介绍了智能负载原理，通过调节电力弹簧(ES)电压的大小实现智能负载功率的动态变化；然后分析了应用权重法与轮次法的传统精准切负荷控制策略，在此基础上提出了一种基于智能负载的精准切负荷控制策略，通过负荷的动态响应实现最小化过切量，并将其应用于权重法与轮次法；最后，算例分析表明，所述方法可有效降低系统过切量，提升负荷控制的经济性。

摘要:为了提高光伏发电功率的预测精度，提出了一种基于小波去噪/聚类/核主成分分析(KPCA)神经网络的光伏发电功率预测方法。首先，应用二维小波阈值去噪法预处理光伏出力数据；然后，应用k-means算法将预测模型分为4种不同模式下的子预测模型；引入KPCA对输入空间降维重构，利用粒子群优化(PSO)神经网络算法建立基于聚类/KPCA/神经网络的光伏发电功率预测模型。采用某光伏电站的实例数据进行预测分析，结果表明该模型实现了不同模式下的光伏出力较为精准的预测，显示出良好的预测性能，验证了预测模型的可行性和有效性。

摘要:水、风资源和负荷不确定性影响微电网配置方案的经济性和鲁棒性。文中提出一种考虑源-荷不确定性的并网型水/风/柴微电网双层优化规划模型。上层优化为微电网电源容量优化配置模型；下层优化为考虑了小水电、小风电及负荷功率不确定性的微电网优化运行模型，并利用Seng-Cheol Kang提出的鲁棒线性优化理论(SCK型鲁棒线性优化)将不确定性模型转化为确定性模型。然后，结合含精英策略的快速非支配性排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和混合整数线性规划(MILP)求解微电网的多目标优化配置问题。最后，以韶关地区某实际配电系统为例进行仿真验证，结果表明该模型不仅提高了微电网的鲁棒性，而且保证了配置方案的经济性及供电可靠性。

摘要:为有效提升泛在电力物联网建设过程中的配电网运行安全感知能力，提出了一种基于多时间尺度状态估计的配电网实时态势预测方法，该方法可实现对配电网安全态势的快速、准确预测。首先，基于多元混合量测提出了多时间尺度递归动态状态估计方法，通过状态预测与伪量测递归变换改进了已有的量测线性等效变换方法，缩短了状态更新周期，在递归变换算法中添加了校正算法以消除伪量测波动误差，提高了状态估计算法的计算速度。然后基于状态估计得到历史估计状态，采用分区多元时间序列分析方法建立了实时状态预测模型，实现了配电网的实时安全性态势预测。最后在Matlab仿真平台中基于实际算例对所提方法进行了分析，结果验证了所提配电网实时态势预测方法的准确性和有效性。

摘要:高压直流电缆是柔性直流输电技术的关键装备，直流电缆的绝缘厚度设计以雷电冲击电压安全裕度为重要依据。为了获得直流电缆的安全裕度，文中提出了直流电缆雷电冲击电压安全裕度试验方法，建立了相应的试验回路，对冲击电压波形参数进行了计算、仿真和验证，获得了波前时间为1～5 μs、半峰值时间为40～60 μs的冲击电压波形；提出了直流电缆雷电冲击电压安全裕度的分析方法，计算了电缆绝缘的电场分布。研究表明，文中所提方法可以获得直流电缆的雷电冲击电压安全裕度，为高压直流电缆绝缘厚度设计提供了依据。

摘要:改良三比值法只关注若干个气体浓度比值，信息利用不充分，而且气体浓度的随机误差对故障诊断结果有影响，因此文中将变压器故障特征气体扩充为单种气体增长率、多种气体比值和相对浓度等62个故障特征，通过具有稳健性的最大信息系数提取与变压器故障状态相关度高的故障特征。同时为了避免筛选特征之间的冗余性，采用相关系数筛选冗余性小的特征组合，并采用距离相关系数和多种分类器进行检验。结果表明与油中溶解气体相比，筛选特征集合与变压器过热故障状态联系更加紧密，且针对过热故障类型的诊断精度，筛选特征集合在样本类别不平衡时性能更优，突破了单一分类器性能上限。

摘要:介电材料广泛应用于现代电网，但容易出现开裂现象，引起局部放电、电树枝等危害。将芯材为双环戊二烯，壁材为脲醛树脂(PUF)的自修复微胶囊掺杂进介电材料，可实现材料的自修复。但PUF微胶囊硬度不足，其机械性能需要增强。文中采用分子模拟方法建立3组模型，每组分别包括一个纯PUF模型和一个掺杂纳米SiO₂的PUF模型，经过计算后分析其密度、自由体积分数、机械性能，建立PUF/SiO₂界面相互作用模型以挖掘其内部机理。结果发现，掺杂纳米SiO₂有利于增大PUF材料的密度，减小自由体积分数、增强其机械性能。原因是PUF链上的极性原子和纳米SiO₂表面的羟基、O原子之间存在氢键相互作用。文中采用分子模拟技术揭示了纳米SiO₂增强PUF机械性能的内部机理。

摘要:针对电力市场中购电商串谋的识别方法定性分析居多，实时性不高的问题，文中提出基于AdaBoost-DT算法的串谋行为智能识别方法，将AdaBoost-DT集成分类算法用于串谋识别中，解决了串谋行为难以量化识别的问题。从串谋机理出发，设计了一套基于任意2个购电商之间的串谋识别指标体系。面对数据不均衡问题，采用过采样法对训练数据集进行增广，利用AdaBoost-DT分类算法训练串谋行为智能识别模型。最后，以月度交易数据为支撑进行算例分析，采用接收者操作特性曲线(ROC)和接收者操作特性曲线下的面积(AUC值)评价模型的识别效果。实验结果表明，该串谋行为识别方法的准确率较高且实时性较好，充分验证了算法的有效性。

摘要:针对用户拖欠电费频繁发生的现象，如何利用科学方法和技术手段来预测电力客户的欠费风险，降低自身的经营风险，是供电企业急需解决的问题。文中以某地高压用户为例，分析了导致用户欠费的影响因素，从欠费频度、违约时长等多个尺度提取用户欠费风险的特征，并基于逻辑回归算法建立模型用于预测用户欠费风险。模型的评价结果表明，在所获取的用户信息不够全面的情况下，模型的预测准确率、精确率和召回率等评价指标仍较为精准，特别是模型对风险用户的识别较为灵敏。该风险模型可用于指导供电企业制定欠费风险管理对策，提高管理水平。

摘要:为解决电力监控系统中网络安全威胁的防御问题，文中在借鉴国内外威胁溯源方法研究的基础上，分析了电力监控系统安全防护的要求，并结合电力二次系统安全防护特点，提出了建立事件发生链定位攻击源头的电力监控系统网络安全威胁溯源方法。首先对告警日志进行树状图建模，构建事件发生树，然后对发生树进行聚合得到初始的事件发生链集合，最后经过断链处理，得到最终的事件发生链集合。该方法能够自动对电力监控系统的告警数据进行有效分析，提取攻击事件，将原始告警处理成可直观展示的攻击图，实现关联主机的有效捕捉，帮助网络管理者实时监测网络安全状态，及时作出安全处置措施，保障网络、数据及设备等的安全。

摘要:在智能变电站中，电网安全稳定控制装置作为跨间隔设备，需要同时接收、处理多个间隔的采样量。针对稳定控制装置“直采”模式下多间隔采样同步问题，提出了基于本地时标的同步和重采样插值合并处理的方法。以本地时标为基准，借助系统提供的辅助时钟，以重采样间隔对采样数据进行同步和线性插值重采样，并对线性插值误差进行分析。最后，依托FPGA+DSP硬件平台实现了稳控装置的数字化采样，并搭建试验系统，从采样精度和同步有效性方面对文中提出的基于本地时标的同步重采样插值算法的时效性和可行性进行验证，试验结果验证了基于本地时标的同步线性重采样方法能够满足稳定控制装置实际工程对实时性和精度要求。

摘要:功率变流器是风力发电系统中电能变换传输的重要部件，其开路故障会造成风力发电系统非计划停机，因此对功率变流器开路故障的及时诊断尤为重要。文中分析了空间矢量脉冲宽度调制(SVPWM)在功率开关管发生开路故障前后其扇区受影响状况，以及基本电压空间矢量的变化。根据功率开关管故障前后SVPWM调制时扇区号的对比，提出一种能够对功率开关管开路故障进行判断以及定位的方法。相比于已有的诊断方法，该方法能够实现单管以及双管开路故障诊断，只需采集SVPWM调制时的扇区号单一变量，不需要增加额外的硬件设备，数据存储要求低，计算量小，易于实现。最后通过仿真及实验验证了该开路故障诊断方法的有效性与可行性。

摘要:常规单相重合闸方式无法识别线路瞬时故障与永久故障，当重合于永久故障时，将对系统或相关设备增加一次冲击，并有可能导致直流换相失败。文中提出了一种仅需本回线信息的同杆双回线自适应重合闸判据，工程实用性强。该判据采用故障相故障点恢复电压，通过线路电容参数和多种故障类型下电容耦合电压的大小关系实时计算动作门槛，消除由线路电容参数和故障类型造成的故障性质判别模糊区；引入辅助判据，合理设置重合闸时间，消除由异名相跨线不接地故障造成的模糊区。仿真实验表明文中提出的自适应重合闸判据适用于同杆双回线可能出现的多种故障类型。

摘要:针对防尘网格栅宽度设计不合理影响变压器散热的问题，文中提出了一种变压器防尘网格栅宽度设计方法，该方法在保证变压器散热效果的基础上，从风速衰减率和防尘网重量2个目标出发，建立优化模型，进而求解得到防尘网最优格栅宽度。在充分研究防尘网格栅结构的基础上，详细给出了防尘网最优格栅宽度设计步骤，并以1 000 kV特高压变压器为例，计算得到了最优格栅宽度。最后经第三方风阻率测试和现场试验，结果表明该方法设计的防尘网在保证变压器散热效果的基础上，有效降低了防尘网重量，安装便捷、经济实用，从而验证了该方法的有效性与可行性。