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计及送端电网频率稳定的直流联络线极限承载能力评估
肖友强，邓步青，文云峰
2021(2):3-12, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.001
[摘要] (44) [HTML] (0) [PDF 1.28 M] (33)
摘要：
异步互联电网的发展为清洁能源跨区消纳和资源优化配置提供了有利条件,而与之带来的频率稳定问题也日益凸显,成为送端电网安全运行的一大挑战。为此,提出一种计及送端电网频率稳定的直流联络线极限承载能力评估模型。模型中构建大容量直流闭锁下的送端电网惯性、备用与频率稳定相关约束,并计及事故后一次调频与直流紧急功率支援、稳控切机的协调配合,通过优化计算确定正常状态下直流联络线在未来多个运行时段的最大传输能力。最后,在改进的 RTS-79系统上进行算例仿真分析,测试结果验证所提评估模型有效正确。
计及全时空要素的配电网综合节能评价方法
杜振东，沈春林，滕晓兵，田书欣，李振锋
2021(2):13-23, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.002
[摘要] (17) [HTML] (0) [PDF 984.70 K] (30)
摘要：
配电网损耗一直是供电企业考核的重要指标,配网线路复杂,分支多,精细化线损带来的成本效益计算困难。以配电网综合节能降损为目标,基于全时空节能要素特征,从时间、元件和费用维度建立全寿命周期内的全网成本指标和节能降损效益指标,并利用融合层次分析和基于交叉效率的数据包络分析的改进 VIKOR 方法对配电网综合节能效果进行评价,给出配电网综合节能降损的最优设计方案。最后,利用中国某地区配电网算例验证该文所提评价方法的可行性和有效性。
考虑不确定性的综合能源系统日前经济调度
陈晨，李端超，王海伟，苏寒，徐晶晶
2021(2):24-30, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.003
[摘要] (18) [HTML] (0) [PDF 1.04 M] (50)
摘要：
考虑光伏出力和负荷的不确定性,研究一种适合工程推广的综合能源系统经济调度求解方法。首先,建立综合能源系统混合整数非线性概率模型;其次,采用特殊序列集合(SOS-2)方法对非线性模型进行分段线性化;然后,采用对称采样策略的无迹变换方法进行确定性转换,以揭示概率性背后隐藏的信息;最后,对比分析混合整数线性规划(MILP)求解方法与粒子群算法的计算结果。采用 PuLp开源建模框架对某示范性综合能源项目进行建模、 求解,结果表明:一方面,对称采样策略的无迹变换方法求解效率较高,其概率密度分布结果可为运行人员揭示概率性背后隐藏的运行状况信息;另一方面,与粒子群算法相比,PuLp开源框架的 MILP求解方法效率可提高数倍,适于工程推广。
支路短路电流直流分量及衰减时间常数计算方法
曹炜，张正，陈春阳，张捷
2021(2):31-39, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.004
[摘要] (10) [HTML] (0) [PDF 1.03 M] (41)
摘要：
随着电力系统电压等级的提高,直流分量对断路器开断能力的影响被密切关注,但针对断路器支路短路电流直流分量计算方法的研究却非常少。基于此,提出一种基于转移阻抗实现支路短路电流直流分量及其衰减时间常数计算的方法。利用支路追加法形成节点阻抗矩阵的原理,在已知原网络节点阻抗矩阵的条件下,根据系统短路时网络的特点,使变换后的网络能够方便地进行各断路器支路短路电流直流分量及其衰减时间常数的计算,并归纳出计及网络拓扑结构变化时修正节点阻抗矩阵的统一算法,该算法具有计算速度快、物理概念清晰以及易于编程实现扫描计算等特点。EMTP仿真验证该文方法的准确性,并与 PSS/E计算支路短路电流直流分量的计算结果进行比较,验证本文方法的优越性。
计及源荷不确定性和多类储能响应的园区IES多目标优化调度模型
吕振华，李强，韩华春，赵宇鑫，马瑞
2021(2):40-50, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.005
[摘要] (13) [HTML] (0) [PDF 1.16 M] (44)
摘要：
考虑综合能源系统形态与运行特点的变化,提出一种计及源荷不确定性和多类储能需求响应的综合能源系统多目标调度模型。首先,建立综合能源系统分布式风电和电热气负荷不确定模型以及确定电、气、热多类储能激励和价格需求响应模型;其次,以电、气能源购买、弃风和环境污染成本等多目标函数优化,在源荷侧不确定性和多类储能需求响应下,考虑多类能源功率平衡、冷热电系统之间转化耦合等约束条件,建立综合能源系统源荷储多目标优化调度模型,并采用多目标粒子群优化算法(PSO)对所构建模型优化求解;最后,采用园区能源系统算例对文中模型进行仿真,结果表明其正确有效,该模型可为园区综合能源源荷储需求互济服务提供新的策略。
考虑风电不确定性的分布鲁棒机会约束机组组合模型
刘明，曾成碧，苗虹
2021(2):51-57, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.006
[摘要] (11) [HTML] (0) [PDF 934.63 K] (31)
摘要：
风电渗透率的不断提高大大减少了化石燃料的消耗和温室气体的排放,但风电输出功率的不确定性和间歇性,使传统机组组合问题的解决方法不可行。在此背景下,为了描述风力发电的不确定性,首先,引入一个基于矩信息的椭球式模糊集,并将机会约束运用到机组组合模型中,将功率平衡约束变为软约束;其次,运用分布鲁棒优化方法,将机组组合问题通过线性化方法重构为混合整数线性规划(MILP)问题;并提出限定模糊集中的分布具有单峰性及分时段设定置信度的值的2种改进方法,提高模型的经济性,最后,通过案例分析和仿真结果验证模型与方法的实用性和可行性。
基于组合赋权和梯形云模型的发电商市场力评价
刘军，王苗，严清心，王彩，袁超
2021(2):58-66, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.007
[摘要] (5) [HTML] (0) [PDF 945.22 K] (21)
摘要：
针对目前发电商市场力评价忽略指标数据不确定性和模糊性的问题,提出一种基于组合赋权和梯形云模型的发电商市场力综合评价方法。首先,该方法建立发电商市场力评价指标体系,采用组合赋权法得到各指标的权重;然后,利用梯形云模型计算各指标对各等级的隶属度,得到发电商隶属度评价向量;最后,将组合赋权与梯形云模型相结合按最大隶属度原则实现对发电商市场力的综合评价。算例分析验证该方法的可行性及有效性。
基于多维极值分布的风雨荷载下输电线路风偏放电概率分析
邓红雷，周晨，夏桥，张莉彬，唐崇旺，陈涛威，朱凌
2021(2):67-75, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.008
[摘要] (6) [HTML] (0) [PDF 1.02 M] (22)
摘要：
大风天气下通常伴随着降雨,强风雨荷载的冲击会对输电线路可靠性产生不利影响,导致风偏放电事故,对电力企业及用户侧造成重大损失。提出一种基于风速、风向和雨强三维联合分布模型的输电线路风偏放电概率预测模型。首先,以极值风速、极值雨强及其风向角为变量刻画风速、雨强、风向的分布特性,然后,考虑风速、雨强、风向的概率相关性,采用 ArchimedeanCopulas函数建立多维联合概率分布,以此为基础得到输电线路风偏放电的实时概率预测模型。最后,通过 Matlab编程实现该预测模型,并通过实例数据验证该输电线路风偏放电概率预测模型的合理性和有效性。
台风风场下的1000kV输电塔风洞试验与风振响应分析
李涛，王谦，吴登国，苏杰，程远，楼文娟
2021(2):76-82, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.009
[摘要] (6) [HTML] (0) [PDF 1.17 M] (17)
摘要：
以东南沿海地区的特高压角钢塔为对象,针对台风风场在极值风速与风荷载分布相对常规风的差异性,进行风洞试验与风振响应分析。首先,基于台风实测数据,对风剖面指数进行拟合,并对 A 类地貌下的湍流强度设定进行修正以更符合实际台风风场;然后,针对1000kV 输电塔采用高频天平测力风洞试验,获得各项平均风力系数随风向角的变化以及全塔、塔头、塔身体型系数,并基于谐波叠加法模拟输电线路上各点脉动风速,获得不同工况下的等效静风荷载及风振系数;最后,进行特高压杆塔在台风风场下的结构阻尼、结构频率、塔顶加速度、最大基底荷载等参数的敏感性分析。结果表明:加速度响应对阻尼较为敏感,位移响应和加速度响应对自振频率较为敏感。
基于注入信号的发电机定子对地电容测量方法
黄路明，熊锋，巫晓云，陈豪威
2021(2):83-88, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.010
[摘要] (7) [HTML] (0) [PDF 969.80 K] (29)
摘要：
定子绕组对地电容作为发电机的一项重要参数,其准确测量可为发电机定子接地保护方案的制定提供重要依据。在此背景下,对发电机定子绕组故障分支进行分割,并对电压互感器内部结构进行研究,提出一种采用电流信号注入形式的发电机定子绕组对地电容实时测量方法。首先,通过从电压互感器低压开口三角形侧注入电流信号,流经电压互感器高压侧及绕组对地电容构成回路;然后,分别测量电压互感器低压开口三角形侧电压和低压星型侧电压;最后,基于构成回路的简化电路以及注入的电流信号、测得的电压信号计算出定子绕组对地电容大小。 该法避免了电压互感器短路阻抗对测量结果的影响,经 PSCAD/EMTDC仿真结果和实验结果表明,该测量方法过程安全、接线简单、结果准确。
计及碳—电一体化交易的虚拟电厂竞价策略
贾德香，柳占杰，高骞，吴洁
2021(2):89-97, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.011
[摘要] (6) [HTML] (0) [PDF 1.10 M] (31)
摘要：
分布式能源与可调控负荷可通过虚拟电厂聚合参与电力市场、辅助服务市场以及碳交易市场。在此背景下,构建含有风能、微型燃气轮机、光能、电动汽车以及电池储能系统的虚拟电厂运行模型,并通过对碳—电一体化市场特征的进一步分析,构建虚拟电厂碳—电一体化交易策略模型,列出目标函数和各单元运行约束条件。仿真算例分析结果表明,碳交易机制的引入将显著降低高碳机组的竞价出力水平,继而影响虚拟电厂内能源出力结构以及竞价策略。仿真结果验证了碳—电一体化交易虚拟电厂竞价策略的有效性。
基于振动信号的GIS机械松动与局部放电诊断方法
屈斌，张利，王永宁，方琼，臧旭，马宏忠，陈荣，王小朋
2021(2):98-106, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.012
[摘要] (8) [HTML] (0) [PDF 1.75 M] (23)
摘要：
为诊断运行中气体绝缘组合电器(GIS)典型的机械松动与绝缘故障,搭建 GIS故障模拟实验平台,模拟 GIS 的绝缘子松动、尖刺放电与悬浮颗粒物放电故障,采集不同故障形态下 GIS振动加速度信号。利用改进集总平均经验模态分解(MEEMD)的方法对信号进行模态特征提取,将提取的模态特征进行希尔伯特黄变换(HHT),得到希尔伯特边际谱。通过比较边际谱中不同频率段振动信号能量大小,判别 GIS发生机械松动或局部放电故障。再利用小波变换求得反映放电程度的放电因子,区别不同放电故障的特点。通过分析不同模拟实验下的实测数据,结果表明:上述方法能够对 GIS进行故障诊断,反映局部放电程度并区分放电故障类型,为 GIS的机械松动与绝缘故障诊断提供一种有用的方法与途径。
基于模糊和灰色关联的配电自动化开关柜故障诊断方法
韩学森，刘博文，李永杰，于雷，王松，陶诗洋，刘皓璐
2021(2):107-115, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.013
[摘要] (8) [HTML] (0) [PDF 1.02 M] (23)
摘要：
针对配电自动化开关柜故障诊断对配电网安全性和可靠性的影响,提出一种基于模糊 C均值聚类和灰色关联的配电自动化开关柜故障诊断方法。首先,该方法通过各类遥测信息分层影响因子,计算隶属度函数并采用 AHP -熵权法确定权重完成配电自动化开关柜状态评价的分层模糊运算。然后,针对配电自动化开关柜典型故障信息, 应用 FCM 法聚类后灰色关联分析,完成六类配电自动化开关柜典型故障的诊断,在保证诊断准确度的同时极大地减少了计算量。最后,对北京市某地区配电自动化开关柜故障信息的状态评价及故障诊断结果并与传统灰色关联分析对比表明,所提出方法的故障诊断准确度可达90%,为快速、准确、客观地实现对配电自动化开关柜状态的实时监测及智能电网自动化的进一步发展提供参考。
基于模型预测的简化定频PWM三电平整流器控制策略
李飞，刘战，赵强，王贵峰，李春杰，夏正龙
2021(2):116-123, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.014
[摘要] (7) [HTML] (0) [PDF 1.50 M] (31)
摘要：
对于三相电压源型 PWM 整流器而言,有限控制集模型预测控制(FCS-MPC)是一种新颖的高性能控制算法。但对于三电平 PWM 整流器而言,存在计算量巨大和开关频率不固定等缺点。在此背景下,提出一种基于模型预测控制的简化定频 PWM 调制策略。该算法无需对三电平27个矢量进行轮询计算,直接通过求取含有电流偏差和中点电位偏差的价值函数获得最优目标电压矢量,大大减少了计算量。实验结果表明,提出的简化调制策略能够实现 NPC三电平整流器定频控制和中点电位调节,并且具有良好的动、静态性能。
适应电力电子变压器功率双向交换的低电压穿越运行控制策略
孔祥平，李鹏，韩杰祥，张哲，尹项根
2021(2):124-131, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.015
[摘要] (5) [HTML] (0) [PDF 2.13 M] (26)
摘要：
针对交流电网故障导致机端电压跌落时电力电子变压器的运行特点,该文提出一种适应 PET功率双向交换的低电压穿越运行控制策略。在电压跌落期间,根据正序电压跌落深度,自动调整注入无功功率,以协助电网电压恢复;并根据电压跌落前 PET有功传输情况,在保证 PET电流不越限的前提下,最大程度保持有功传输的水平及方向,减少对交直流电网的扰动。在电压不对称跌落情况下,同时辅之以负序电流抑制控制,以保证注入电网电流的对称性。最后,通过仿真模型验证该低电压穿越运行控制策略的有效性。
基于趋势理论的源—网—荷协调性控制
田皓，谭浩
2021(2):132-141, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.016
[摘要] (9) [HTML] (0) [PDF 1.45 M] (25)
摘要：
针对电网不同运行方式下的源—网—荷协调性存在差异问题,提出基于趋势理论的源—网—荷协调性的辨识和控制方法。首先,利用方向导数证明电网的整体功角安全性指标与路径负载均衡度同趋;通过电网运行均衡度和路径负载均衡度之间的差异分析,引出电网可能存在源—网—荷不协调的观点;然后,基于电网的映射弹性网模型对局部电网进行物理分析,再通过数学工具对其进行奇异值分析,得出雅可比矩阵的最小奇异值和发电出力或负荷是同趋关系;最后,提出源—网—荷协调性的辨识和控制方法。采用IEEE9节点系统验证整体功角安全性指标与路径负载均衡度同趋,而与电网运行均衡度无关;采用IEEE39节点系统验证源—网—荷协调性控制方法的合理性。该研究通过跟踪大电网实时运行数据,提出在不同运行方式下的源—网—荷协调性的控制方法。
非对称压力下大用户直购电价格的讨价还价博弈
徐云，应黎明
2021(2):142-147, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.017
[摘要] (5) [HTML] (0) [PDF 875.20 K] (22)
摘要：
在开放的电力市场环境下,市场中存在着生产者剩余或消费者剩余,这会直接影响到大用户直购电的定价策略。在此背景下,运用鲁宾斯坦模型的思想构建不完全信息、非对称压力下单一发电商与多个大用户以及多个发电商与单一大用户之间关于直购电力价格的讨价还价模型,给出不同情况下发电商与大用户的均衡收益。仿真结果表明,谈判双方的收益与双方的贴现率以及谈判过程中对保留价的估计有关。发电商或大用户可以利用与不同对象达成协议时的收益进行计算评估,合理地选择合作对象。文中模型及结论同样适用于市场中存在生产者剩余和消费者剩余的讨价还价博弈。
计及失负荷等级和抢修效率的全能型供电所多目标选址
朱文广，肖园，郑春，高骞，樊丽君，胡彩红
2021(2):148-154, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.018
[摘要] (4) [HTML] (0) [PDF 1.06 M] (30)
摘要：
全能型供电所的科学选址,对于提升抢修效率,减少用户损失具有重要意义。为体现失负荷等级对供电所选址的影响,在分析全能型供电所业务特性的基础上,比较考虑失负荷等级2种情况下对应的抢修距离与成本的变化,建立供电所应急抢修多目标模型。采用 Pareto支配的多目标粒子群算法进行模型求解,利用拥挤距离排序以更新非劣解集,并确定最终优化方案。最后,通过算例得出计及失负荷等级情况下加权距离与综合成本均优于未考虑负荷等级情况。仿真结果显示,该文构建的应急抢修多目标选址模型和提出的求解方法对全能型供电所抢修策略具有一定的指导意义。
基于单周期和LCL型有源阻尼Z源逆变器并网研究
杨旭红，孙克帅，何超杰
2021(2):155-161, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.019
[摘要] (5) [HTML] (0) [PDF 1.02 M] (28)
摘要：
Z源逆变器克服了传统电压型逆变器只能降压不能升压、必须加入死区时间等缺点,在实际中得到了广泛应用。针对传统 PWM 控制和 L型、LC型滤波器的缺陷,采用单周期和 LCL型有源阻尼控制方案进行三相 Z源逆变器并网控制。单周期控制较传统 PWM 控制具有结构简单、高次谐波含量低等优点,LCL滤波器较 LC、L型滤波器滤波性能优越,但谐振峰值会降低系统稳定性,因此,采用滤波电容电流反馈有源阻尼法构成陷波器来矫正 LCL滤波器谐振峰值对系统稳定性的影响。最后,在Simulink环境下进行仿真测试,验证了所提方案的可行性和有效性。
考虑频率电压空间分布特性的电网实时减载及负荷恢复策略
李晨，张昊，周济，王国鹏，孙大松，汤奕
2021(2):162-171, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.020
[摘要] (4) [HTML] (0) [PDF 1.58 M] (21)
摘要：
由于网络架构、机组参数和负荷特性等多种因素的影响,故障后电网各节点的频率电压表现出一定的空间分布特性,因此在不同节点实施稳控措施和负荷恢复策略对系统稳定性影响存在差异。同时,应考虑频率、电压、有功及无功等多种强耦合性电气量的交互作用对负荷减载或恢复过程的影响,以提高负荷调节效果。在此背景下,提出一种新的基于负荷控制灵敏度指标的低频低压减载及负荷恢复策略,该方法综合考虑频率电压的空间分布特性以及各种耦合电气量的交互特性。基于实际省级电网的时域仿真表明:在负荷减载和恢复阶段,根据负荷控制灵敏度指标的负荷调节策略均有利于电网稳定性提升。
在役瓷绝缘子串温度梯度分布相关性分析
胡丹晖，周学明，易福明，陈钊，陆倚鹏，朱向前，尹骏刚
2021(2):172-179, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.021
[摘要] (5) [HTML] (0) [PDF 2.41 M] (20)
摘要：
在绝缘子现场红外检测中,零值绝缘子铁帽温差往往达不到相关标准所规定的阈值,易造成漏判。为进一步提高瓷绝缘子红外测零技术的准确率,提出一种结合铁帽温差阈值法和温度梯度相关系数法的双判据零值检测方法,并开展变电站内盘形悬式绝缘子红外检测对照试验。试验结果表明:在适宜的检测环境条件下,当铁帽温差阈值法检测结果出现模糊度时,通过研究温度梯度分布相关系数分散特性,可以进一步确认零值是否发生,减少零值漏检概率;在不适宜的检测环境条件下,温差阈值法检测结果的模糊度增加,温度梯度相关系数分散性增大,正常绝缘子串和含零值绝缘子串温度梯度相关系数区分度也随之下降。
基于单端暂态能量谱相似性的配电网故障区段定位新方法
朱占春，潘宗俊，唐金锐，周海，袁成清，闻生学，张新宇
2021(2):180-191, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.022
[摘要] (2) [HTML] (0) [PDF 1.00 M] (17)
摘要：
故障行波在配电线路始端与不连续点之间来回反射,这些来回反射路径下的关联特征频率分量的能量明显强于其他频率分量的能量。根据配电网固有不连续点对应的特征频率划分频段。当故障发生在馈线始端附近、主干线路的2个分支点之间、分支点与负荷终端点之间这3类情况时,单端暂态波形在所划分频段的能量谱分布具有显著差异,据此可构建稳定可靠的故障区段定位算法。对记录的单端故障暂态波形能量谱与各区段典型位置对应的能量谱进行相似性比对,当能量谱差异指标小于自适应给定阈值时,即可判定故障区段。所提出的故障区段定位方法不受线路长度误差、导线换位、导线截面积不均匀等影响,定位可靠性高。仿真结果证明了该方法的正确性和可行性。
变电站母线短路容量就地测量方法
邓朴，郝正航，薛毅，张广梅，陈薇
2021(2):192-198, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.023
[摘要] (2) [HTML] (0) [PDF 1.04 M] (35)
摘要：
母线短路容量是电力系统运行与控制所需的关键参数,在线测量短路容量对电网实现可观性和可控性至关重要。通过对并联电容器投切引起母线电压扰动,并根据电压扰动进行电网母线短路容量的在线测定。首先,基于变电站电路模型,采用线性电路的替代定理和叠加原理,推导母线短路容量测量的精确计算方法。所提方法揭示电容器投切引起的电压矢量相位变化是影响测量精度的关键因素,突破既往研究的近似公式,具有很高的精确性;其次,进一步提出电压矢量相位差的迭代计算方法,该方法比直接测量更加方便可靠。最后,基于 Matlab/Simulink建立变电站母线及在线测量模型,对多种场景的仿真分析,结果表明,所提方法测量误差小于1%,技术上易于实施和实用化推广。
高水电比重系统中梯级水电群与风光电站协调调峰优化运行策略
魏明奎，蔡绍荣，江栗
2021(2):199-208, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.024
[摘要] (4) [HTML] (0) [PDF 1.88 M] (17)
摘要：
全球环境和气候问题的加剧,凸显了发展以水电、风能和太阳能为主的清洁能源的迫切性。在高水电比重系统中,梯级水电站需要同时承担峰荷和基荷,如何协调梯级水电站与间歇性风光电站的出力用以优化调峰能力具有重要意义。在此背景下,考虑风光电站出力的不确定性,提出梯级水电群与风光电站协调调峰优化运行策略,一方面利用梯级水电群出力可调的优势,增大系统接纳风光电站出力的能力,尽可能平抑负荷波动、减小系统的调峰压力;另一方面对非线性的水电转换函数进行线性化处理,方便模型求解。最后,以某高水电比重系统作为算例进行仿真验证,结果验证了所提优化策略的正确性和有效性。
一种宽负载高效率磁耦合谐振式无线输电逆变器设计
方艺翔，张宇华，赵晓轲，张玉伟
2021(2):209-216, DOI: 10.19781/j.issn.1673-9140.2021.02.025
[摘要] (8) [HTML] (0) [PDF 1.17 M] (17)
摘要：
针对磁耦合谐振式无线输电(MCR-WPT)在功率传输过程中因负载变化导致效率下降的问题,设计一种高效逆变器,改进后的结构能够显著拓宽 MCR-WPT系统在高效率电能传输下的负载适应范围。分析 MCR-WTP系统负载与输入阻抗之间的关系,并在 E类逆变器电源的基础上,通过改变逆变器结构,实现 MCR-WPT 系统全负载内逆变器的软开关运行,保持 MCR-WTP系统的高效率运行。仿真结果验证了所提结构的有效性。

显示模式：
计及综合需求响应的园区综合能源系统优化运行
白雪婷, 杨德昌
                                                                                                               
[摘要] (0) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
摘要：
为提高综合能源系统对新能源的消纳能力，降低系统运行成本。本文以工业园区综合能源系统为研究对象，提出了一种考虑综合需求响应的优化调度模型。首先，建立了包含CHP机组、燃气锅炉、电锅炉等耦合设备的园区综合能源系统基本模型，并将系统需求侧柔性负荷分为可转移、可中断、可替代负荷三种，其中可替代负荷实现了多类能源之间的协调互动。其次，讨论了需求侧灵活资源电动汽车的可调度价值，结合系统分时电价以及负荷曲线，有序引导电动汽车充放电以参与综合能源系统的优化调度。最后，进行了实例分析，验证了所提模型在运行成本、消纳新能源以及“削峰填谷”等方面的优势。
基于映射弹性势能增量的电网主振荡路径识别
路广才, 竺炜, 唐颖杰
                                                                                                               
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摘要：
实际电网的边界波动会激起低频振荡,主振荡路径下的若干线路振荡剧烈,严重影响电网的安全稳定运行,故本文研究电网边界扰动下的主振荡路径识别方法。通过对比电力系统与弹性力学系统的相似性,将电网映射成弹性力学网络,构建了映射弹性力学动态模型,以力学视角分析电网的低频振荡现象。根据受迫振动的能量转换机理,分析了电力系统功率振荡时的能量转换特性。结合网络能量的交互及分布特征,建立了路径振荡指标,提出一种电网主振荡路径的辨识方法。算例仿真结果证明了电力系统与弹性力学系统动态映射的合理性及主振荡路径辨识方法的有效性。本文结论有益于理解电力系统低频振荡的物理过程,且对开展相关抑制振荡措施的研究具有参考价值。
基于多典型场景采样的微网可靠性计算方法
徐明忻, 石勇, 邢敬舒, 王姣, 金国锋, 刘自发
                                                                                                               
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摘要：
随着微电网系统在海岛区域的广泛应用,微电网系统的可靠性评估难度也有所提升。首先采用k-means聚类算法对电网运行大数据进行典型场景的提取,将体现时间关联性的“出力-负荷”作为提取特征量进行处理；其次,提出了基于场景概率分布的拉丁超立方抽样方法,使得采样频率与场景出现概率一致；最后,根据各场景中各元件的状态时间序列进行抽样并计算各场景的可靠性指标,再利用全概率公式得出微电网综合可靠性指标。采用某微电网系统进行算例分析,结果表明本文所提模型方法能够快速准确地进行微电网可靠性评估。
电缆终端红外图像过热区域提取方法
夏湛然, 杨斌, 郭浩然, 徐小冰, 周文俊, 周承科
                                                                                                               
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摘要：
红外图像中异常发热区域的准确提取,是实现电气设备热状态智能诊断的重要前提。针对电缆终端,文章提出一种红外图像过热区域提取方法。首先,利用基于最大后验概率估计的自适应小波阈值去噪方法滤除噪声,改善图像质量；之后,通过深度学习网络在图像中识别并定位出电缆终端,滤除干扰信息；最后,利用均值漂移算法实现像素点聚类,基于聚类结果提取出异常发热区域。以巡检拍摄的电缆终端红外图像作为测试样本,结果表明该方法适用于不同拍摄背景以及不同拍摄角度的红外图像,在识别并定位出电缆终端之后,能够准确提取其过热区域。且相较于现有的一些方法,文中的方法效率和准确率均更高。
基于博弈论组合赋权和KPCA的配电网项目投资效益评价
贺春光, 檀晓林, 周兴华, 安佳坤, 赵阳, 苏娟
                                                                                                               
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摘要：
近些年电网公司对配电网投资持续加大,但缺乏一套科学合理的配电网项目投资效益评估体系。 首先,从装备水平、网架结构、供电能力、新增供电量等方面构建了两级配电网项目投资效益评估指标体系；接着,分别采用层次分析法、熵值法计算各评价指标权重,并采用博弈论综合二者权重形成各指标最终权重；然后,采用核主成分分析方法抽取各项目评价指标数据的主成分,基于主成分综合得分和投资金额对各项目投资效益优劣进行排序。该方法可以科学合理评价配电网项目投资效益,有效地指导配电网建设与改造。
10kV线路首端负荷安全域边界的估算方法
竺 炜, 高 琪, 李爱元, 周彦尧
                                                                                                               
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摘要：
10kV线路的主线具有单端注入的母线功能,其末端容易出现低电压问题。将主线压降约束转变为出线负荷约束,可为安全运行与规划提供极大便利,故本文研究首端负荷安全域边界的估算方法。针对沿线众多的台区负荷,基于分段压降特征,提出了主线压降快速估算的力矩法；将实际台区负荷分布,等效为沿线均衡分布附加若干重载点的特征形式,更加符合实际情况；基于力矩法得到线路首端负荷与压降的关系,进而得到首端负荷安全域边界的线性化方程。算例结果表明,力矩法的压降分析和安全域边界分析都能满足工程精度要求。基于首端负荷安全域边界可得到10kV线路的承载裕度,便于负荷控制和配网滚动规划,具有较好的工程应用价值。
三相虚拟磁链观测并网逆变器预测技术研究
曹以龙, 余小婵, 吴卫民, 刘元
                                                                                                               
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摘要：
基于传统三相并网逆变器模型分析,发现采用虚拟电网磁链定向控制策略,可以有效的减少系统额外的成本,大大提高系统可靠性。在分析传统不加补偿磁链观测模型基础上,为解决相角偏移问题引起系统误差,采用加LPF补偿的磁链观测器模型,研究电容电压观测器和电网电压观测器新设计方法。对传统无差拍控制深入研究,发现存在一定程度的控制延时问题,为解决提出一种改进型的无差拍电流预测控制,增加预测k+2时刻采样电流,抗扰动性能更好。应用三相无交流电压传感器的估计策略与改进型无差拍预测电流控制算法相结合,实验结果验证了所提控制策略的有效性与可行性。
考虑柔性氢需求的区域综合能源系统优化调度方法
韩华春, 李强, 袁晓冬
                                                                                                               
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摘要：
氢相较于电更易存储的属性使其可在高比例可再生能源消纳中发挥重要作用。本文着重研究了不同时间尺度氢需求（柔性氢需求）对区域综合能源系统运行优化的影响。在区域综合能源系统建模中，重点考虑了可再生能源出力不确定性、需求侧响应和柔性氢需求。通过小时级年电力负荷需求和光伏出力数据，以最小化系统年运行费用为目标，研究了不同光伏消纳水平下柔性氢需求对区域综合能源系统优化运行的影响。结果表明，随着氢需求时间尺度逐渐增大（终端存储能力逐渐增强），系统经济性逐渐提高，并在设备运行、与上级电网交易和需求侧响应等方面效果显著。
超高压架空线-电缆混合线路合闸过电压特性仿真分析
石逸雯, 徐星, 屠幼萍, 陈向荣, 裘立峰, 周文俊
                                                                                                               
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摘要：
随着城市的发展与供电需求的增大, 架空线-电缆混合线路以其结构灵活等优点得到越来越广泛的应用,混合线路的合闸操作所引起的过电压已成为系统安全可靠运行的重要影响因素。本文采用PSCAD仿真软件对某地区220 kV超高压架空线-电缆混合线路合闸过电压特性进行研究,建立了过电压仿真模型,仿真分析了混合线路合闸操作时产生的合闸过电压特性,探讨了影响合闸过电压的影响因素。结果表明：考虑三相不同期性时合闸过电压比三相同期合闸过电压幅值增加了10%~20%；合闸过电压与合闸相角有关,且合闸过电压幅值与合闸电阻大小呈反比关系；通过合闸时间的配合,合闸电阻分级投入,使能量逐级释放,在此基础上发现采用多级合闸电阻可更有效地限制操作过电压。研究工作为超高压架空线-电缆混合线路的设计提供了参考依据。

波动参数的多类型储能协同控制

赵建勇, 张震霄, 康钧, 余紫薇, 王正伟, 周军

                                                                                                               

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摘要：
针对光伏可再生能源的消纳和波动，结合我国西北地区长期供电供热的需求，提出一种基于光伏功率波动特征的多类型储能协同控制方法。分析了光伏、热泵和混合储能的电-热联合微网的特点及能量转换方式。对于微网中热泵和混合储能平抑的光伏功率，根据波动的不同时间尺度，采用变参数的低通滤波方法处理，大时间尺度的出力波动由热泵进行平抑，中小时间尺度的波动则由混合储能进行平抑。其中，混合储能中的超级电容负责平抑小时间尺度的功率波动，蓄电池负责提供超级电容平抑后的功率，从而有效避免电池频繁的充放电。算例结果表明所述策略有效，系统灵活性较强。
110kV输电线路巡检无人机电磁兼容分析
党世轩, 王岩, 胡聪, 梁新福, 罗日成, 张宇飞
                                                                                                               
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摘要：
高压输电线路周围恶劣的电磁环境直接影响到巡检无人机运行的稳定性，进而影响地面操作人员对巡检结果的评估。为保障巡检无人机在恶劣电磁环境下巡检作业的可靠性，对无人机巡检作业的电磁环境进行仿真。根据干扰电磁波的耦合途径分别构造电场耦合模型与磁场耦合模型，对无人机内部电气结构与高压输电线路之间的耦合进行分析从而确定受扰对象，从干扰源的产生及电磁耦合途径出发，对无人机进行电磁兼容优化，利用电磁屏蔽削弱无人机内部电气结构及敏感元件所受到的电磁干扰，使无人机的电磁兼容性能得到提升，保障了巡检无人机运行的稳定性。
基于SVM和SCADA大数据的母线负荷曲线识别方法
青灿, 行舟, 智勇, 刘文飞, 郝如海, 马瑞
                                                                                                               
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摘要：
针对传统基于统计的负荷曲线分类准确性和费时实际,本文将非侵入式负荷监测与分解技术拓展应用于变电站母线负荷曲线分解。提出一种基于SVM和SCADA大数据的母线负荷曲线识别方法。首先分析典型行业负荷有功功率曲线变化过程,提取有功突变时间进行负荷预筛选,然后对有功功率波形进行傅里叶级数拟合,从而获取行业负荷特征标签,实现波形特征提取,最后采用支持向量机将变电站母线有功功率波形特征分类识别,实现行业负荷特征辨识。甘肃省电网某330kV变电站SCADA系统实际数据验证表明,该方法可有效获取母线负荷类别,从而提升负荷建模效率。
基于Yolo v3的特定电力作业场景下的违规操作识别算法
丘浩, 张炜, 彭博雅, 丁兆钧, 林翔宇
                                                                                                               
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摘要：
电网作业常处于高空、高压等危险环境,威胁电力作业人员的安全,仅靠人力监管常会出现监管不力的情况,现有的目标检测算法也只能进行简单的安全识别,无法根据特定的电力作业场景识别违规操作行为。针对这一问题,本文提出了一种基于YOLO v3的特定电力作业场景下的违规操作识别算法,选用YOLO v3算法进行目标检测,同时融入场景识别算法,并引用交并比设定逻辑判断函数,检测特定场景下电力作业的违规操作行为。以电焊作业场景为例进行了实验验证,实验结果表明,本模型的检测精确率为82.15%,证明了该方法的有效性,同时本文也对后续优化该模型提出了几点建议。
基于Q学习的区域综合能源系统低碳运行策略研究
郑洁云, 宋倩芸, 吴桂联, 陈浩, 胡志坚, 陈志, 翁菖宏, 陈锦鹏
                                                                                                               
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摘要：
在全球能源短缺、环境污染的背景下,在电力系统中引入区域综合能源系统(regional integrated energy system, RIES)是提高清洁能源在终端占比、提高能源利用率的重要手段。为了实现RIES的低碳经济运行,首先搭建了RIES的基本结构模型,接着充分考虑二氧化碳排放量的治理费用,以RIES日运行费用最低为目标函数构建了RIES运行策略的数学模型,然后建立该模型的马尔可夫决策过程(Markov decision process, MDP)问题,并引入改进的Q学习(Q learning)算法以寻求RIES的最佳运行策略。仿真结果表明：所提模型能实现RIES的多能互补,能在满足供需平衡的基础上实现RIES的低碳经济运行,继而最终实现能源的高效灵活运用。
考虑分布式电源及需求响应不确定性的 园区综合能源系统经济调度
潘华, 姚正
                                                                                                               
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摘要：
需求响应（demand response，DR）在协助园区综合能源系统（park integrated energy system，PIES）消纳分布式电源（distribution generation，DG）上发挥了重要的作用，然而其不确定性却又给PIES经济运行带来了巨大的挑战。鉴于此，提出一种基于信息间隙决策理论（information gap decision theory，IGDT）的PIES经济调度模型。首先，以系统运行成本最小为目标，构建了含DR的冷/热/电联供型PIES经济调度模型。在此基础上，利用IGDT处理DR和DG的不确定性，针对传统IGDT仅适用于单因素偏差系数的问题，赋予DR和DG出力偏差系数不同的权重，兼顾了二者的不确定性对PIES经济运行所带来的影响；针对不同类型的决策者分别建立了风险规避鲁棒模型和风险偏好机会模型，满足不同类型决策的需要。然后，通过GAMS软件求解，量化分析了PIES在不同目标运行成本下，两种不同决策模型所对应的不确定性的等效偏差系数。最后，通过算例验证了所提模型的有效性，为PIES调度计划者制定调度计划提供了定量的决策依据。
面向BPA规划电网短路电流计算一次设备零序参数的取值方法研究
何必伦, 曹炜, 卫皇莅, 桂世成, 王超
                                                                                                               
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摘要：
目前在电网扩建规划仿真中,新规划元件零序参数的取值范围比较宽泛,具体取值缺乏依据,影响单相短路电流计算结果的可信性。提出了一种基于PSD-BPA平台用于电网扩建规划的零序参数取值方法。以某地方电网各个分区为典型场景,分析典型场景中BPA暂态稳定程序中500kV主变零序参数XO卡、220kV线路零序参数LO卡、220kV主变高压侧母线下级等值零序参数XR卡值的变动对500kV变电站220kV侧母线单相短路电流的影响,通过误差分析找出关键影响因素,再按照计算误差的要求,抓住主要忽略次要,给出对应零序卡的取值方法建议。实例分析表明所提方法能够便捷、有效地评估规划年某地方电网500kV变电站220kV侧母线单相短路电流,可应用于工程实际。
考虑需求侧可控负荷的含储能社区综合能源系统优化调度
周俊宇, 李伟, 花洁, 黄炳翔, 刘柏罕
                                                                                                               
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摘要：
对社区综合能源系统需求侧潜在的大量可控负荷,提出了考虑需求侧可控负荷的含储能社区综合能源系统优化调度模型。首先,分析了综合能源系统的框架并以此建立了包含能源生产、转换、存储等模块的数学模型。其次,根据需求侧电、热可控负荷的响应类型建立了三类负荷响应模型。最后,以社区综合能源系统在一个调度周期内综合运行成本最小为目标,构建考虑可控负荷的社区综合能源系统优化调度模型。通过算例仿真结果表明,可控负荷及储能设备的参与对提高系统经济性具有积极的影响并能有效减小系统负荷的峰谷差值,验证了文中所提模型的合理性。
基于熵权-灰色关联变权重的有序用电决策方法
唐夏菲, 殷旭锋, 刘镂志, 潘轩, 李雪芹, 彭雪莹
                                                                                                               
[摘要] (27) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
摘要：
当前，季节性、时段性电力供需矛盾日益凸显，通过避峰、错峰、限电等措施开展的有序用电在一定程度上能够缓解电力供需紧张局势，更好地保障电力系统的平稳运行。首先，本文克服单一常权重对异常指标不能灵敏反应的缺陷，提出将信息熵与灰色关联度结合，引入变权重的方法应用于用户参与有序用电潜力的综合评估，以此确定企业参与有序用电优先级。然后，针对传统人为编排有序用电方案造成电网公司收益损失，提出了基于MATLAB实现的有序用电辅助决策方法，仿真模拟用户避峰、错峰等操作。以长沙市黑石线2020年迎峰度夏运行方案为例，结果表明，所提出的基于信息熵-灰色关联变权重的有序用电辅助决策方法，能够缓解高峰期电网调峰压力，具有一定的经济与实际工程价值。
一种智能变电站的多规约通信映射方法
李国号, 胡春潮, 洪毅文, 刘冲
                                                                                                               
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摘要：
智能电网的发展需要为变电站提供多种通信协议映射方法，且对通信性能提出更高要求。目前大多数变电站的通信是基于IEC 61850标准,变电站通信直接转为轻量级协议较为困难。本文提出了一种多规约的通信映射方法，结合简明二进制对象表示(CBOR)格式，将IEC 61850映射到受限应用程序协议(CoAP)。与现有的如WS-SOAP和HTTP映射方案相比，CoAP+CBOR只需要44%和18%的信息大小，71%和85%的通信时间，这缓解了电网中设备和网络资源受限的问题。此外，CoAP具有基于具象状态传输(REST)体系结构，它通过统一的标识和交互支持系统集成，具备互操作性。这种方法促进了传统平台与智能变电站以及电网自动化系统等通信兼容和集成。
基于运行方式与故障信息融合的配电网保护策略优化
孙睿择, 潘凯岩, 孔海滨, 张恋, 陈怀蔺
                                                                                                               
[摘要] (42) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
摘要：
为实现配电网继电保护策略的自适应优化,根据继电保护故障处理流程,将保护分为故障辨识环节以及出口决策环节,并提出基于运行方式与故障信息融合的配电网继电保护策略两级优化方法。首先依托运行方式跟踪,实现故障辨识环节的保护动作定值整定；故障辨识环节产生故障信息,故障信息开放给出口决策环节,从而实现出口决策环节的优化整定。着重研究了融合故障信息的出口决策环节优化方法,通过故障拓扑分析、保护出口配合分析以及重合闸效益分析,给出了配电网继电保护在应对不同故障场景下保护出口决策的隔离动作选择、出口定值整定与重合闸策略选取,有效提升了保护的灵活性。
一种适用于直流微网的电流差动保护研究
李佼洁, 刘毅力, 沈志雨, 方存龙
                                                                                                               
[摘要] (33) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
摘要：
直流微网线路发生故障时，故障电流的迅速飙升对系统供电的可靠性极其不利，因此快速检测并切除故障对其可靠运行至关重要。传统电流差动保护具有良好的速动性和选择性，但其灵敏度受短路阻抗影响较大，在高阻短路故障时可能出现拒动问题。文中针对放射形直流微电网，根据故障点两端电流变化特性，引入低制动系数实现对高阻故障的检测，并在PSCAD/EMTDC中搭建直流微网模型对保护方案进行了仿真验证，结果表明被保护线路发生不同短路阻抗故障时，改进的保护方案均能够准确识别并切除故障。
大规模新能源并网下SVG协同风电场的电压精细化控制策略研究
向川, 畅昶, 周鑫, 李胜男, 和鹏, 杨蕾, 黄伟
                                                                                                               
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摘要：
新能源大规模并网下，区域电压合格率降低的问题越来越显著，其主要原因是新能源自身不稳定性和有待改进的控制策略。本文以提高区域电压精度和稳定性为目的，详细计算了DFIG无功限度，并考虑过电流因素，进一步更正了DFIG无功下限。改进了DFIG机组控制结构，将GSC无功容量计入DFIG无功补偿中，使风电场在保留最大有功的同时，深度发掘无功潜能，提高风电场无功补偿能力，并结合SVG设计出协调控制策略，既能保留SVG灵活补偿能力，又可使风电场提供无功支撑，分担SVG补偿负担。最后通过分析灵敏度、无功裕度等参数，设计区域无功调配策略，进一步完善电压精细化控制策略，并通过两区域并网系统验证整套控制理论。
电力市场环境下的电-氢一体化站优化运行研究
顾玖, 王晨磊, 解大
                                                                                                               
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摘要：
电转氢技术为解决弃风弃光问题提供了一种新思路。本文针对氢能大规模环保供应的问题，提出了一种电-氢一体化站的构建思路，在确定一体化站的削峰填谷、可再生能源消纳与氢能供应的三个功能的基础上，分析了一体化站参与主能源与新能源市场的购电策略；接着建立了考虑市场环境的电-氢一体化站的优化运行模型，以一体化站的总运行成本最小为目标函数，并考虑了一体化站中电-氢系统的功率平衡与约束条件，运用线性规划工具求解该模型。算例结果验证了本文提出的一体化站可以有效地提高电网削峰填谷能力以及可再生能源的消纳能力。
电力系统低模型耦合智能状态估计
赵化时, 李胜, 林子杰, 何宇斌, 周华锋, 陈根军, 胡斯佳, 曹一家
                                                                                                               
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摘要：
在传统电力系统状态估计中，状态修正方程的迭代步长一般选取固定值，从应用效果看，该方法常因数据质量低、网络条件复杂而不能有效收敛。为解决该问题并提高状态估计的适配性，本文对经典逻辑函数进行重构，找到了在图像上与状态估计高质量数值迭代具有天然适配性的母函数，并将其作为步长控制因子；设定母函数的形状控制参数并使部分参数可通过“迭代效果”进行实时微调，母函数会自动进行状态估计适应性调整；此外，引入权因子函数，使算法在迭代过程中执行变权操作，可降低不良数据的影响。因所提方法的步长调整机制直接由迭代效果控制，无需电网数学模型的直接“介入”，相对于传统采用解析方法调整步长的策略，该方法具有对模型耦合性较低、可移植性强的特点。基于IEEE30节点系统的研究显示，在量测出现不良数据和网络准病态、病态的条件下，本文所提方法的数值稳定性、运算效率和估计质量均明显优于传统固定步长方法。
不依赖状态估计的山区电网电压无功区域优化控制方法研究
吴晋波, 宋兴荣, 洪权, 熊尚峰, 李理, 李振文, 刘志豪, 谢培元
                                                                                                               
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摘要：
山区电网状态估计数据常达不到实时控制的要求。现有的AVC区域优化控制方法依赖状态估计数据，在山区电网无法正常实施。本文提出了一种依托AVC系统的山区电网电压无功区域优化控制方法，无需依赖状态估计数据，按山区电网AVC控制目标优先级给出了对应的优化控制策略。还提出了10kV母线电压控制目标值精确选取方法。通过在一个典型的山区电网中应用表明，所提方法在不依赖状态估计数据的前提下，显著提升了电压合格率。
计及电磁模特高频信号的局部放电模式识别方法研究
辛文成, 姚森敬, 陈浩敏, 席禹, 张凡, 敖榜, 宾峰, 林晓青, 汪沨
                                                                                                               
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摘要：
特高频（UHF）法局部放电检测已经成为高压GIS及变压器等设备常用的运维检测手段，但由于该方法是通过测量电磁波间接检测局部放电强度，使得基于该方法的局部放电模式识别技术准确率不高，而且一直没有得到很好的解决。本文引入TEm1模截止频率作为PD UHF信号时频分布图的分割依据，对单一绝缘缺陷激发的PD UHF信号进行预处理、时频分布图分割、特征参数提取和选择、PSO-ELM识别等操作，最终准确地判断出PD信号类型，提高了GIS绝缘缺陷类型的识别准确率。这种分割方法增强了图谱特征的空间分布信息，对改善特高频法识别局部放电的准确率具有实际应用价值。
基于改进免疫遗传算法和Holt-Winters模型的电能计量器具配送网络优化
王杰, 孙林, 郑直, 张嘉浩, 黄雷
                                                                                                               
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摘要：
电能计量器具的物流配送问题包括需求量预测、配送中心选址以及客户分配等多个问题,本文提出了一种基于改进免疫遗传算法和Holt-Winters模型的电能计量器具配送网络优化策略。采用Holt-Winters模型来预测未来一年的月度需求量,黄金分割法可用于搜索最优平滑系数,提高预测的准确性。采用高斯投影法将客户的经纬度转换为平面直角坐标,建立配送运输成本最小的目标函数,基于种群的相似性和矢量距,对免疫遗传算法的抗体浓度进行改进。以某省网计量中心-配送中心-客户二级电能表配送问题为例,采用改进免疫遗传算法求解目标函数,筛选最优的配送中心位置和客户分配方案。结果表明,改进免疫遗传算法具有更高的收敛效率和避免局部收敛的能力,本文所提的电能计量器具配送网络优化策略对减小配送成本具有一定的参考价值。
基于WMM与HATF的暂态电能质量扰动检测方法
徐敬伟, 程杉, 严潇, 王瑞
                                                                                                               
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摘要：
针对噪声环境下暂态电能质量扰动检测困难的问题,文中提出了一种基于小波模极大值(Wavelet Modulus Maximum,WMM)与分层自适应阈值函数(Hierarchical Adaptive Threshold Function,HATF)相结合的检测方法(WMM+HATF)。首先为了有效对扰动信号降噪,即保证降噪后信号的平滑度以及保留突变点信息,采用自适应调节的HATF,该函数在阈值处和小波域内均可导,避免了传统与其他改进阈值函数不能或过度降噪的缺陷。其次,基于WMM通过细节系数的模极大值点位置对降噪后的暂态电能质量扰动进行定位。基于含噪的单一和复合扰动信号仿真及对比分析可见：HATF降噪优势明显,WMM+HATF通用性好,定位准确率高。
遗传算法优化的BP神经网络在配网故障诊断中的应用
祁升龙, 芦翔, 刘海涛, 朱林, 王放
                                                                                                               
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摘要：
BP神经网络作为人工神经网络中的典型网络模型,在配电网故障诊断中也有广泛的应用,但由于其初始权值和初始阈值的随机性,应用中存在诊断精度不高等问题。本文提出一种基于遗传算法优化的BP神经网络的配网故障诊断方法,利用遗传算法对BP神经网络的初始权值和阈值进行优化,并在算例中与传统神经网络进行故障诊断结果对比,最后分析两者仿真误差值,验证其可行性。结果表明：利用遗传算法可得到BP神经网络较为理想的初始权值和阈值,可有效降低运行结果的误差,使诊断结果更加准确。
考虑电网扩容的配电自动化系统规划
朱传谱, 李聪, 宋丽珠, 吴清玉, 刘柏罕
                                                                                                               
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摘要：
配电自动化系统建设与电网扩容需要大量资源，需对其进行长期规划。配电自动化系统规划与电网扩容规划之间存在耦合关系，为了处理这一复杂的规划问题，本文提出了一种新的综合规划方法。首先考虑配电系统的主要软硬件基础设施，建立了混合整数非线性规划（MINLP）模型。规划模型的目标函数是在规划时间范围内最大化电网公司的利润。然后利用遗传算法求解考虑电网扩容后的配电自动化系统规划问题，确定电网扩容以及自动化系统建设的最佳方案和时间表。在24节点系统上对提出的方法进行了测试，并对比了先进行电网扩容规划再进行配电自动化系统规划的方法，所提出的方法可在少量减少收入的情况下大幅提高电网公司的利润。
电网侧电化学储能电站AGC控制策略优化及试验分析及试验分析
张江丰, 苏烨, 孙坚栋, 梅简, 郑可轲, 汪自翔, 陆生兵, 岳华飞
                                                                                                               
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摘要：
浙江省首座电网侧铅碳电池储能电站在浙江长兴投运，在夏季迎峰度夏时段充分发挥电池储能系统调峰、调频、应急响应的作用，解决了湖州长兴地区夏季负荷供电缺口，有效增加了电网的调节手段和调节能力，有助于电网安全稳定运行。为了增加浙江电网调节的灵活性，该储能电站不仅具备全站AGC控制能力，还首次配置了储能单元AGC控制功能。本文重点介绍浙江电网侧储能电站全站及储能单元AGC控制策略，并在考虑电池能效的基础上对其AGC控制策略进行优化，最后开展了电化学储能电站AGC现场试验，试验结果证明该电站的AGC控制策略是可行的。
基于停车需求的电动汽车移动储能多目标充放电协调控制
杨钰君, 于艾清, 丁丽青
                                                                                                               
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摘要：
电动汽车在不同类别规划用地间的移动及停放具有一定规律，基于居民区、工业区、商业区不同的停车充放电需求建立了电动汽车移动储能模型。此外，为更好地体现电动汽车移动储能在负荷管理上的优势，综合考虑电网、车主、停车充放电场所这三方，以负荷标准差最小和经济利益最大为目标构建了电动汽车充放电的多目标优化模型。通过快速非支配排序遗传算法（NSGA-II）解得帕累托（Pareto）最优前沿面，采用模糊隶属度法求折中最优解。最后对包含三个居民区、一个工业区、一个商业区的电动汽车移动储能充放电案例进行仿真，验证了所提模型及策略的有效性。
一种新的基于深度置信网络的电能质量扰动分类方法
王康, 席燕辉, 胡康
                                                                                                               
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摘要：
针对在噪声干扰下多重扰动识别正确率不高的问题,提出了一种新的基于深度置信网络的电能质量扰动分类方法。首先,对电能质量扰动信号进行平稳小波多尺度变换,再利用软阀值函数处理估计小波系数重构原始信号,从而实现了对电能质量扰动信号的去噪。进一步,提出利用深度置信网络对重构后的单一扰动信号和多重扰动信号进行分类识别,仿真结果表明该方法对7种单一扰动和13种多重扰动信号的识别正确率均较高,即使在20dB噪声干扰下,其分类正确率高达到93％以上,证明了该方法抗噪声干扰的能力较强。
含逆变型分布式电源的配电网故障暂态分析
魏亚军, 李开灿, 董振
                                                                                                               
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摘要：
大规模分布式电源的接入给配电网运行可靠性带来挑战,导致传统电网故障诊断方法难以满足含分布式电源配电网安全运行要求。文章从提高配电网综合可靠性目标出发,分析了含逆变型分布式电源 (Inverter Interfaced Distributed Generation, IIDG) 的配电网因控制器的快速响应导致其故障电流变化大的问题。针对传统故障分析方法进行扩展,使得在配电网故障分析中能够准确计算来自IIDG的故障电流和电网检测的电流的均方根值 (Root Mean Square, RMS)。通过IEEE标准配电网上的算例分析,证明该方法在不同故障情况下计算故障电流的准确性。研究成果为提高配电网运行稳定性、可靠性,及全面提升配电网自动化水平提供了参考依据。
基于物联网构建模糊矩阵的计量装置 状态评估方法
贾晋峰, 程超贻, 周欣, 夏向阳, 周为, 王宁, 任发隽, 朱真辉
                                                                                                               
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摘要：
为了更全面准确地对电能计量装置运行状态进行评估，提出了一种基于模糊层次分析法的电能计量装置状态评估方法。通过物联网传输电能计量装置的各状态量数据，构造模糊判断矩阵并进一步求解各层元素的权重，再由权重和各层次指标评分通过加权求和计算出评估目标的最终得分，由得分所在的区间段来判断电能计量装置各个部分是否正常运行，通过定性与定量综合分析，能够系统有效地分析最终评估目标和各层次之间的关系，最终通过实例分析验证了该方法的有效性和准确性。
基于风向风速气象参数动态调整线路容量的方法
陈友慧, 刘 然, 李冬雪, 许傲然, 谷彩连
                                                                                                               
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摘要：
大多数输电线路的额定容量设计基于高温低风速等保守的气象条件，而且额定容量为定值，这种保守的方法往往导致线路容量利用率不足。动态调整线路容量的方法是利用当地的风向风速等气象参数和电网负荷，自适应地计算线路的可用容量。本文基于流体力学计算对当地风场进行了建模，并将风场建模的结果与气象站数据相结合，来进行线路可用容量估算。在沈阳市郊区架空线对所提出的方法进行了测试。结果表明，线路计算可用容量在76.6%的研究时间内高于季节性静态额定容量的情况，比季节性静态额定容量增加了22%，验证了所提出方法的有效性。
基于灰狼算法的负荷模型参数辨识研究
郭成, 谢浩, 孟贤, 和鹏, 杨蕾, 王德林
                                                                                                               
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摘要：
为了提高负荷建模准确性以满足电力系统仿真计算准确度的要求,本文从总体测辨法的角度提出了一种基于灰狼算法(GWO)的负荷模型参数辨识策略。该负荷模型参数辨识策略以电网发生扰动时变电站母线电压、电压相角为输入,选取感应电动机并联ZIP负荷的经典负荷模型,通过灰狼算法实现对目标函数的迭代优化获得一组最优的负荷模型参数,使得模型响应能较好拟合样本功率曲线。GWO算法具有较强的快速收敛能力和全局搜索能力,将其运用于负荷建模参数辨识实践中,可以有效提高辨识精度。通过在PSD-BPA软件中建立电力系统仿真模型,以变电站母线处的扰动数据作为负荷建模的输入数据样本,两个算例仿真结果表明,GWO相对于常用的粒子群算法在计算精度、收敛速度等方面都具有明显优势。
基于PCA与加权TOPSIS的县域配电网投资效益评估方法
檀晓林
                                                                                                               
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摘要：
近年电网公司对县域配电网投资持续加大,但缺乏一套科学合理的县域配电网投资效益评估体系。首先,从装备水平、网架结构、供电能力、降损增供等方面构建了两级县域配电网投资评估指标体系；接着,综合层次分析法、熵值法计算各评价指标权重,采用主成分分析方法降低各评价指标相关性；最后,采用TOP SIS对各评估单位配电网投资效益优劣进行排序。该方法可对县域配电网投资效益进行科学合理评价, 进而有效地指导配电网建设与改造。
考虑电动汽车碳足迹与分时电价的虚拟电厂协调优化调度
何志涛, 孙欣, 谢敬东, 孙波, 张亚迪, 陆池鑫
                                                                                                               
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摘要：
文章以虚拟电厂(Virtual Power Plant,VPP)作为分布式可再生能源的管理手段,提出了一种同时考虑电动汽车(Electric Vehicle,EV)碳足迹与分时电价的VPP协调优化调度模型,模型中为了进一步调动VPP聚合单元内的EV用户参与碳减排的积极性,以燃油车的单位行驶里程碳排作为参考,考虑EV用户能够将行驶同里程下电动汽车相比燃油车省下的碳排量以碳配额的形式通过在碳交易市场进行交易来获取利益,使其在降低用户成本的同时充分发挥EV的节能减排能力。模型以VPP日运行收益最大作为优化目标,并将计及碳配额收益基础上的电动汽车充电成本与分时电价考虑进模型中,最后通过算例分析验证该模型能够有效减少弃风弃光量,为虚拟电厂如何在风光出力随机性前提下接纳更多可再生能源提供了一种解决思路。
基于贝叶斯网络和假设检验的变压器故障诊断研究
何宁辉
                                                                                                               
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摘要：
电力变压器故障的准确诊断对于电网的可靠运行至关重要。为此本文提出了一种基于贝叶斯网络和假设检验的溶解气体分析的新型多分类概率诊断模型,该贝叶斯网络模型可嵌入专家知识,从数据中学习数据模式并推断与诊断结果相关的不确定性,并且通过假设检验环节改进数据的选择过程。本文使用IEC TC 10数据集,对比三种传统诊断方法进行了诊断实验,验证了所提出模型的有效性,结果表明本文提出的诊断模型最大诊断准确性为88.9％,相比传统诊断方法有较大提升。
一种10kV电压等级非接触式电压互感器研究
刘刚
                                                                                                               
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摘要：
与电磁式电压互感器相比，电力系统中常用的电容式电压互感器存在诸如耐冲击电压强度高、造价较低以及维护成本及工作量小等优点，但仍存在一些常见问题，例如所占空间大，所需绝缘设计水平高（与高压直接接触），恶劣环境下绝缘失效等问题。针对这些问题，本文设计了一种适用于10 kV及以下电压等级的非接触式耦合型电压互感器。首先基于电磁感应原理，利用电压互感器侧量端与电缆内芯、输电线路、绝缘套管内部引出引入线等形成的耦合电容充当高压端电容，利用电压互感器侧量端与大地间形成的电容充当低压端电容。之后理论分析了电压互感器电容对频率特性的影响，通过有限元仿真计算并优化了耦合式电压互感器测量端与高压输电线之间的电场和电容。最后在单相10 kV电压等级下输电电缆上进行了试验，结果表明所设计的互感器可以准确、实时的测量电压，能够为建立智能电力系统，电网实时在线监测，继电保护现场运行提供新的方法和思路。
主动配电网中光-储单元功率协调控制策略
张克勇, 王冠瑞, 耿新, 贾子昊, 李晓航, 申亚涛
                                                                                                               
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摘要：
为缓解光伏出力曲线与本地负荷曲线不一致所导致的潮流随机波动和电压越限问题,针对主动配电网中的光-储单元提出了一种分布式功率协调控制策略。该策略首先根据配网PCC处功率参考值与实际值的差值产生光-储单元负荷率变化量的参考值,然后利用牵制一致性算法,分别调节储能和逆变器的有功/无功负荷率,实现功率均分,并保证配网PCC处功率跟踪参考值。然后,引入平均一致性算法计算系统平均SOC,各储能单元结合自身SOC对有功参考值进行修正,实现不同储能单元间SOC的均衡控制。在Matlab/Simulink软件中搭建了包含分布式光-储单元的配电网仿真系统,仿真结果验证了所提方法的有效性。
基于灵敏度分析的交直流配电网无功补偿策略
全少理, 郭 勇, 杨 卓, 陈 春, 王利利, 李秋燕
                                                                                                               
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摘要：
通过无功补偿可以优化交直流混联配电网的电压分布,减少网络损耗,增大电网安全裕度,提高供电可靠性。为了实现交直流混联配电网无功功率的定向补偿,直观地刻画系统的电压薄弱点,提出了基于灵敏度分析的交直流混联配电网无功补偿方法。基于交替迭代法进行交直流混联配电网潮流计算,以获取潮流收敛后的雅克比矩阵,据此计算节点电压变化关于无功注入的灵敏度,选择灵敏度最大的点作为无功补偿接入点；并以满足系统功率因数要求为目标,确定接入点的无功补偿容量。对某11节点系统进行算例分析,计算结果与和声算法相比,本文方法计算耗时更短,补偿效果更优。结果表明本文方法能以最小的补偿容量最大程度地提升系统电压水平,有效降低系统网损。
中国省级天然气分布式能源开发环境评价及聚类分析
赵振宇, 叶慧男, 耿孟茹
                                                                                                               
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摘要：
天然气分布式能源正成为清洁能源利用的新的重要领域，因地制宜进行开发是成功的关键，当前亟待建立用以分析地区天然气分布式能源开发环境的指标体系，并开展不同地区的评价和对比研究。本文首先识别天然气分布式能源项目开发的影响因素，从中归纳出地区天然气分布式能源开发的资源条件、能源环境、经济环境和社会环境4个维度的16个可量化指标，并建立评价指标体系；进而，应用所建指标体系采用主客观组合赋权法对全国31个省级行政区的开发环境进行评价。依据评价结果对不同地区聚类分析，将天然气分布式能源发展的地区环境划分为五类，针对五类地区的不同环境特征，提出相应的发展策略建议。
基于改进物元可拓模型的一体化营配调综合风险评估
李聪利, 刘日亮, 杜建, 霍现旭, 张磐
                                                                                                               
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摘要：
营配调一体化能够实现营销、生产、调度等多层次工作的有效集中,但与此同时在营配调一体化情形下供电系统面临的综合风险也会随之增加。为提升系统的综合风险预警能力,提出了一种新的营配调一体化风险评估模型。首先根据营配调一体化系统的特点构建了供电风险评价指标体系,并提出了一种以AHP和DEA为辅助模型的指标赋权方法,以降低传统物元可拓模型赋权过程中由于人为因素造成的主观误差；其次通过构造供电综合风险物元、划定供电风险评级,建立了营配调一体化的综合风险评估模型。最后以某地区为例分析了其供电风险情况和影响因素,验证了该营配调综合风险评估模型的科学实用性。
参与风电消纳的自备电厂发电权交易和清洁替代优化模型
李雪芹, 吴文娴, 张诚敏, 欧阳顺, 周任军
                                                                                                               
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摘要：
近年来电网调峰容量不足、弃风问题日益凸显,而大量燃煤自备电厂的调控潜能没有得到利用和重视。以现有市场政策为背景,针对热电联产自备电厂参与交易、促进风电消纳,设计自备电厂参与短时间尺度发电权交易模式,即在中长期电量交易基础上,发电权交易量、交易单价以小时为时间尺度,结算以天为时间尺度；在自备电厂内部,利用电加热装置消纳风电参与联合供热,解耦机组热电耦合约束,降低机组电出力；以自备电厂运行成本最低为目标,构建风电厂清洁替代热电联产自备电厂调度模型。仿真结果表明,该方法有效提升风电消纳水平,降低自备电厂运行成本,减少燃煤消耗,实现电能清洁替代。
串联逆变器输出型高频融冰电源控制方法
黄欣超, 周羽生, 汤赐, 曾薇
                                                                                                               
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摘要：
本文研究了一种高频高压激励电源,利用高频电场下覆冰的有损电介质热和电流集肤效应焦耳热进行融冰。输入侧采用基于空间矢量(SVM)调制技术的PWM可控整流器,降低谐波含量和调节功率因数；逆变模块端采用变流器串联实现大功率输出,利用载波相移(CPS-SPWM)调制技术产生触发信号控制电路,以降低开关工作频率；采用电压电流双闭环加重复PR控制来获得稳定的电压输出,提高系统抗周期性干扰性能。仿真实验表明,该高频激励源输出频率可达到1 kHz,电压输出波形好,谐波含量低,为高频融冰装置实用化研发提供参考。
基于神经网络的三级温度特性曲线的电力电缆老化故障率估计
何宁辉
                                                                                                               
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摘要：
电流产生的热效应是影响电缆使用寿命和老化故障的主要原因。因此,建立电缆温度特性模型极其重要,电力企业应能够正确估计配电网电缆的相关老化故障率。目前,现有的电缆故障率的估计是在额定温度下进行计算,并没有考虑实际运行中温度变化的影响。因此,本文采用一种基于人工神经网络的方法来估计电缆的最高温度,该温度变化满足一定的日负荷曲线。人工神经网络只需要四个容易获取的输入变量,利用电缆绝缘组合电热寿命模型,对预测温度曲线各阶段的寿命损失进行了估计。最后,利用该寿命模型和概率失效模型预测未来一段时间内电力电缆的故障率。结果表明,失效概率的估计与实际结果一致性好,说明所估算的电缆温度三级逐步变化曲线能够真实反映电缆瞬态温度变化。
交直流电压下油纸绝缘典型缺陷的局部放电特征
田天, 周秀, 丁培, 李秀广, 罗艳, 何宁辉, 马飞越, 杨鑫
                                                                                                               
[摘要] (69) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
摘要：
油纸绝缘局部放电问题受到业内普遍关注,为探究在交直流复合电压下的局部放电特征,本文在对此问题的研究过程搭建了测量平台,并设计了气隙放电、悬浮放电、柱板沿面放电和针板放电四种油纸绝缘典型缺陷的放电模型。结合这四种局部放电的的实验结果,经分析后发现：四种典型缺陷局部放电会在不同的复合电压比例下发生不同的变化,前三种缺陷起始阶段平均放电量与直流分量呈现负向变化的特征,与局放起始电压的关系是正向变化特征。与其他三种典型缺陷相比较,悬浮绝缘放电模型在交直流混合电压下局部放电的起始电压明显增加,交流电压下的平均放电量降低。所得结果为利用局部放电试验判别换流变缺陷类型和电压形式对局放的影响提供了基础数据。
基于高斯过程回归与不确定性耦合关系的电力系统规划典型场景提取技术
李 峰, 高效海, 郑鹏飞, 刘帅, 高 洁
                                                                                                               
[摘要] (48) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
摘要：
为解决典型场景生成方法未能全面考虑风、光、负荷等不确定因素间的耦合关系、传统聚类方法在高维数据集上表现较差、提取的典型场景不能很好体现原数据特征等问题。在改进核函数的基础上,结合贝叶斯公式和多元高斯分布,利用高斯过程回归(GPR)对电力系统中的多种不确定因素的耦合关系进行建模,生成模拟运行数据；采用时序分段典型场景提取方法,划分总调度区间为若干子区间并分别进行中心点聚类,得出子区间带权典型场景并用笛卡尔积连接,生成全调度区间典型场景集；应用Earth Mover’s Distance (EMD)方法,进行典型场景提取效果评价；算例验证了提取的典型场景能更好保留原始基础场景集合的概率分布特性,充分体现原始数据集合中不确定因素之间的耦合关系；验证了所述方法提取的典型场景能更好体现原数据特征。
考虑分布式电源的配电网无功调度和储能优化方法
王秀茹
                                                                                                               
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摘要：
在配电系统中使用光伏、电池储能系统等分布式电源可实现灵活高效的无功补偿。本文提出了一种考虑分布式能源的配电网无功调度和储能优化的分析方法。该方法以运行成本为目标函数，结合前推回代算法和近似拟合法对分布式电源的无功调度和储能方法进行优化。用实际太阳辐照数据和系统运行数据在两种配电系统对该方法的有效性进行了验证。该方法消除了对初始解和参数整定的依赖，求解速度比现有常用算法快50倍以上，可用于实时调度。
基于区块链的电动汽车充电桩共享平台策略研究
陶梦林, 王致杰, 付晓琳, 王鸿
                                                                                                               
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摘要：
针对充电桩数量不足，各充电桩运营商平台相互独立的问题，文章提出基于区块链的电动汽车充电桩共享平台策略研究。首先分析采用区块链搭建平台的可行性，建立基于区块链的电动汽车充电桩共享平台，设计交易平台的工作流程。然后构建三层寻找充电桩策略，以不同时段用户的不同成本需求最低为目标函数，运用粒子群算法求解，为电动汽车用户寻找最优充电桩。最后，利用MATALAB平台仿真，仿真结果表明采用区块链可提高平台的安全性；三层寻找充电桩策略能根据用户的不同需求匹配最优充电桩，降低用户充电成本，提高充电桩利用率，降低晚间电动汽车集体充电数。
基于改进粒子群算法的配电网检修计划优化方法
李亚国
                                                                                                               
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摘要：
为了提高配电网检修计划的合理性与经济性，提出了一种基于改进粒子群算法配电网检修计划优化方法。首先，以检修成本、供电损失和故障损失最小为目标，并考虑检修资源、电网安全、检修关系等多种约束条件，建立了配电网检修计划优化模型。然后，针对模型约束条件多且繁杂的特点，提出对不同类型的约束采取相应的预处理方法；在自适应粒子群算法的基础上融入自然选择的思想，对种群中的粒子采取“优胜劣汰”的处理以提高种群的整体质量。最后，将改进的粒子群算法应用于具体算例的求解，结果表明，本文提出的模型和算法具有很好的可行性与合理性。
基于邻域粗糙集与AMPOS-ELM的变压器DGA故障诊断
周秀, 怡恺, 李刚, 田天, 杨鑫
                                                                                                               
[摘要] (38) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
摘要：
基于DGA数据的智能变压器故障诊断方法准确率易受输入特征影响以及极限学习机参数选择困难的问题,提出基于邻域粗糙集与自适应变异粒子群极限学习机算法的变压器故障诊断方法。首先,结合各DGA故障诊断标准建立变压器故障初始特征集,采用邻域粗糙集分析后获得属性重要度高的关键特征指标；其次,针对粒子群算法优化极限学习机参数时容易早熟、陷入局部最优的缺陷,提出带有早熟自检变异机制的改进粒子群算法优化极限学习机；最后,通过变压器DGA数据实例诊断,将之与IEC三比值法以及不同组合的极限学习机诊断性能进行比较,表明所提方法诊断精度更高。
考虑故障暂态信号衰减特性的分布式行波测距
戴锋, 刘贞瑶, 陈轩, 叶开
                                                                                                               
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摘要：
高压电网在电压过零点附近或过渡电阻较大的情形下发生故障时，产生的故障暂态信号微弱，衰减明显，波头检测困难，传统故障测距方法易失效。针对该问题提出一种考虑故障暂态信号衰减特性的分布式行波测距方法。首先，根据电流行波随传输距离的指数衰减规律，确定电流行波测量单元的最大布置间距；其次，基于电流行波首波头各频率分量幅值衰减特征，利用故障区间和非故障区间两端频率分量幅值比差异实现故障区间辨识；最后，基于故障区间两侧三个测点的电流行波到达时刻进行故障精确定位。在PSCAD/EMTDC中建立了IEEE30节点系统的仿真模型，仿真结果表明：所提方法不受故障类型、故障电阻、故障初相角的影响，且定位精度高、可靠性好。
基于多维状态空间MCMC充电负荷预测的充电站规划
张美霞, 叶睿琦, 杨秀, 孙铨杰
                                                                                                               
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摘要：
电动汽车充电站的规划布局与电动汽车充电负荷的出行特性密切相关，因而合理预测充电负荷需求才能得到有效的充电站规划结果。为此，本文首先定义了多个维度下的电动汽车充电负荷状态空间，在此基础上建立充电负荷状态转移概率矩阵，进而提出一种基于电动汽车多维状态空间的马尔科夫链蒙特卡洛（Markov Chain Monte Carlo, MCMC）负荷预测模型，结合车辆实际出行实时样本数据得到充电负荷时空预测分布。其次，建立考虑企业建站经济效益及用户满意度的双层规划模型，通过变权重粒子群算法进行求解，得到充电站的最优站址和规模。最后通过算例仿真，验证了所提方法的合理性和有效性。
考虑金属护层结构的电缆新型故障测距方法研究
张俊, 夏能弘, 王节, 袁志鹏
                                                                                                               
[摘要] (37) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
摘要：
单芯电力电缆的很多绝缘故障都和金属护层有关，只研究电缆导芯的简化结构模型不能进行护层相关故障的测距。基于分布参数模型，提出一种考虑电缆金属护层的新型故障测距方法。首先，使用分布参数理论分析计及金属护层的故障电缆等效分布参数电路，建立电压、电流方程；然后，通过边界条件求解电压、电流方程中的未知参数，得到故障点前、后的电压、电流值；最终，通过构建测距方程迭代搜索得到故障距离。该方法将复杂的相网络转化为相互独立的序列网络，使得该算法变得简单有效。大量仿真结果表明，该算法能实现护层相关故障（护层对地故障、芯-护层故障和芯-护层对地故障）的精确测距，测距误差基本不超过1.5%，且定位结果不受故障发生位置、故障类型以及过渡电阻的影响。
一种融合电气量和开关量的电网Petri网故障诊断方法
肖丰, 张彼德
                                                                                                               
[摘要] (36) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
摘要：
对故障元件进行快速、准确地诊断，是实现电网在线调控运行的重要前提之一。基于Petri网的电网故障诊断方法因其建模清晰、逻辑缜密，得到了研究人员的广泛关注。但目前的方法大多针对开关量分析，对电气量的关注度相对较少，而电气量在准确性、容错性等方面比开关量都更具优势。基于此，提出了一种计及电气量和开关量的电网Petri网故障诊断方法。首先利用希尔伯特-黄变换对元件的故障电流进行特征提取，通过模糊逻辑分析和模糊逻辑Petri网推理得到元件的故障概率表征；其次针对开关量进行分析，建立元件的Petri网模型，对故障时序信息进行约束检查和挖掘分析，经模糊推理计算得到故障概率表征。最后利用D-S证据理论对故障概率表征进行决策层融合，得到元件最终的故障概率。通过对新英格兰10机39节点系统的多组故障案例进行诊断测试，结果表明该方法能快速诊断故障元件，改善了基于单一故障源和单一诊断方法的局限性，能有效提高故障诊断的准确性和容错性。
基于瞬态油流量测量的电力变压器故障油流涌动特性研究
李远松
                                                                                                               
[摘要] (50) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
摘要：
变压器一直是电网中的重要设备，这类关键设备的任何故障都将严重影响电力系统的可靠性和稳定性。作为变压器的主保护，瓦斯保护动作的可靠性一直备受关注。近些年，外部短路冲击下瓦斯保护误动的事故屡次发生，严重威胁变压器运行效率。为了探究外部短路故障时管道内的油流特性，本文在电力变压器上建立了瞬态油流测量系统，开展了外部短路故障测试试验。试验结果证实，短路电流引起的变压器绕组变形和振动会导致油流涌过管道。由于液体惯性，本文试验所测得的油流动作出现的时间延迟长可达数百毫秒。实际运行中的瓦斯保护误动时间滞后于外部故障的时间也长达数百毫秒，这与油流动作的延时现象相符。试验还表明，故障的严重程度和位置都会对油流动作产生影响。最后，本文给出的油流动作延迟结果可以为进一步研究油流冲击和瓦斯保护误动的机理提供重要的参考。
基于二维码技术的继电保护设备身份识别与信息管理方法
段佳莉
                                                                                                               
[摘要] (45) [HTML] (0) [PDF 0.00 Byte] (0)
摘要：
继电保护设备数量繁多、种类庞杂，针对传统的纸质记录与人工管理相结合的继电保护设备运维方式存在工作量大、易出错等问题。本文分析了二维码技术在继电保护设备管理中的应用价值，利用二维码具有的容量大、尺寸小、识别率高的特点，将其运用于二次设备运维、资产信息的存储中。通过记录每台继电保护设备在安装、投运、缺陷、退运等不同阶段的信息，实现了对继电保护设备的全寿命周期管理。以具体的二次设备为例，通过二维码技术实现了对设备缺陷、资产信息的存储。结果表明，二维码技术很好的解决了人工管理存在的账实不符、效率低下的问题，对提高继电保护现场运行维护和检修效率具有重大意义。

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基于电压稳定性的电动汽车充电站最优规划
程 杉，许林峰，孙伟斌，苏高参，冯昱璋
,35(4):3-12, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.001
[摘要] (368) [HTML] (0) [PDF 1.09 M] (526)
摘要：
电动汽车充电站的无序规划及不合理配置会对配电网运行的稳定性、安全性和经济性产生严重的影响。为解决这一难题，构建基于配电网电压稳定指标的电动汽车充电站最优规划模型。此模型同时兼顾了充电站建设投资的经济性和配电网运行的经济性以及供电电能质量，充分考虑电动汽车的充电需求和便利性。为求解模型内含多约束的非线性优化问题，采用具有收敛速度快、寻优精度高的改进的自适应粒子群优化算法。最后，基于IEEE 33节点系统的仿真结果验证该文所提方法的有效性。
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基于色彩模型和纹理特征的输电线路绝缘子串航拍图像识别
唐 波，覃 乔，黄 力
,35(4):13-19, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.002
[摘要] (158) [HTML] (0) [PDF 1.01 M] (416)
摘要：
随着智能电网的建设，电网公司逐渐采用无人机（UAV）代替人工去巡视输电线路。提出一种对UAV拍摄到的输电线路绝缘子串航拍图像进行处理的方法。首先，利用色彩模型中RGB各分量阈值和范围分割出目标和背景区域；然后，用数学形态学和不重叠窗口纹理特征的方法粗略标记目标区域；最后，生成最小外接水平矩形框，并对所有最小外接水平矩形框内的图案进行纹理特征识别，定位出绝缘子串航拍图像的最小水平矩形区域。该文用2幅图像进行算法验证，并与文献算法进行对比，结果显示该文算法能更好地识别出绝缘子串位置。
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锁相环对柔性直流输电系统换流站输入导纳的影响分析
李培法，唐 欣，王 文，李 田
,35(4):20-26, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.003
[摘要] (89) [HTML] (0) [PDF 1.10 M] (416)
摘要：
换流站阻抗模型的准确性直接影响柔性直流输电系统的小干扰稳定性分析，然而模型越精确其阶数也越高，从而增大分析的复杂度。为分析锁相环对换流站阻抗特性的影响，首先建立d-q坐标下考虑和不考虑锁相环2种情况下换流站交流侧导纳矩阵，进而建立静止坐标下换流站的同序和镜像导纳，通过对比考虑和不考虑锁相环的输入导纳，得出锁相环对输入导纳值影响与锁相环传函的截止频率直接相关的结论。最后，在PSCAD软件中建立仿真模型，利用信号注入法获得换流站的同序和镜像导纳验证理论分析的正确性。
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基于材料和电场分布的不同电缆缺陷的震荡波表征效果研究
苑吉河，杨 阳，张 曦，黄华勇，汪先进，周 凯
,35(4):42-48, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.006
[摘要] (74) [HTML] (0) [PDF 1.43 M] (416)
摘要：
为理解振荡波电压法对电缆不同缺陷的测试结果，该文从电场角度分析振荡波对电缆界面和内部缺陷的表征效果。首先，在实验室搭建振荡波试验平台对人工制作的刀痕、外半导搭接不良2种缺陷进行局部放电测试；然后，通过起始放电电压（PDIV）与局部放电相位谱图（PRPD）初步分析振荡波对2种缺陷的激发特征；进而利用有限元仿真软件对2种缺陷进行三维电场仿真，以缺陷的不同尺寸表示现场缺陷的多样性，并从缺陷处的电场畸变情况解释2种缺陷的放电特征。试验和仿真结果表明：内部缺陷类的刀痕缺陷由于硅脂填充的影响难以被振荡波电压法检测出来，而界面缺陷类的外半导搭接不良缺陷具有较好的表征效果。
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基于逆变器直流侧电流控制的微网无幅差控制
解 东，杨欢红，丁宇涛，王 洁
,35(4):107-113, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.014
[摘要] (58) [HTML] (0) [PDF 1.05 M] (393)
摘要：
在储能系统作为主电源的微网中，储能系统的输出特性直接影响微网的电能质量。当储能系统输出不能快速调节时，将出现微网电能质量不满足要求的问题。传统的V/f控制策略采用无功－电压下垂控制策略，在孤岛运行时存在电压偏移，会影响微网整体的电能质量，且在下垂控制中下垂系数参数选取难免会出现误调节问题。为解决这些问题，该文探讨逆变器直流侧和交流侧电量的关系，在实施储能逆变器控制策略的基础上加入直流电流控制，解决电压偏移以及误调节问题，达到微电网无幅差控制的目的。最后，使用PSCAD软件搭建风光储微网模型进行仿真检验，证明控制策略的有效性。
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基于配电自动化的配网单相接地故障定位与自愈
杨 福，臧 璇，瞿寒冰，林 山，顾世龙，陈 浩
,35(4):176-181, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.024
[摘要] (69) [HTML] (0) [PDF 908.04 K] (384)
摘要：
多数配电自动化系统仅具备相间短路故障自愈功能，对单相接地故障缺乏有效的处理手段。在此背景下，针对中性点非直接接地的配电网提出将小电流故障选线装置接入配电自动化系统，在发生单相接地故障时，通过线路上智能开关的分合控制及单相接地报警信号的时序逻辑来判断故障区间，并通过配电自动化系统隔离故障区域，恢复非故障区域供电，实现配电网单相接地故障自愈。最后通过试验验证策略的有效性和必要性。
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LLC谐振变换器典型分析方法对比
颜湘武，刘新新，孙 磊，吕 正
,35(4):128-132, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.017
[摘要] (60) [HTML] (0) [PDF 1.08 M] (383)
摘要：
LLC谐振变换器可以在高频运行的同时实现软开关，对于提高开关电源的功率密度和效率意义重大。基波近似法和运行模态分析法是现阶段研究LLC谐振变换器的2种经典方法，但目前缺乏针对二者在电压增益精确性、效率、应用场合等方面的研究。该文首先分析这2种方法的原理；然后，在PSIM环境下对LLC谐振变换器工作模态进行仿真分析；基于LLC运行模态，在仿真电路中对比2种方法下的电压增益精确性；最后，基于峰值电压增益选择谐振参数，搭建1.5 kW/28 V输出等级的实验样机。实验结果表明，在下谐振区，基波近似法的电压增益比实际低10%~15%，而运行模态分析法迭代出的电压增益在全频率范围内与实际增益具有高度一致性，且基于运行模态分析法得到的谐振参数应用于样机时具有更高的效率。
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基于三相电流幅值分析的小电流单相接地故障区段定位方法
万信书，方连航，梁 钰，吴 强，刘红岩
,35(4):49-57, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.007
[摘要] (118) [HTML] (0) [PDF 1.60 M] (381)
摘要：
小电流接地系统单相接地故障定位一般由主站综合计算多个不同的电气量来实现。该方法计算量大且复杂，易产生较大误差，难以适用于结构复杂的配电网。对此，提出一种基于三相电流幅值分析的小电流单相接地故障定位方法。通过分析单相接地故障电流得出，故障路径上2个非故障相的相电流变化量近似相等，且小于故障相的相电流变化量；非故障路径上2个非故障相的相电流变化量近似相等，且与故障相的相电流变化量近似相等。根据三相故障电流故障前后幅值变化量设置判据以判断故障相并实现故障区段定位。ATP仿真结果验证该定位方法在不接地系统和经消弧线圈接地系统的可行性。该方法可实现就地定位，定位判据简单，降低了主站的计算复杂度。
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同相供电系统中负载突变时的电流检测方法
魏 睿，周力行，彭超敏，陈 浩，施灵卫，周路平
,35(4):147-153, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.020
[摘要] (52) [HTML] (0) [PDF 1.02 M] (376)
摘要：
在同相供电系统中负载突变时，传统检测方法在检测基波有功电流及无功电流时存在一个时间缓冲，这影响电网侧基波有功电流及无功电流的检测效果，可能导致无法及时对负载侧的无功与谐波电流进行补偿。基于上述问题，提出一种Scott平衡变压器结合平衡变换装置的同相牵引供电系统工作模式。通过两相平衡变压器特有的供电方式分析两相电压与电流，采用两相电路瞬时无功功率理论对整个单相基波有功与无功电流信号进行功率检测。通过对整个单相电路的有功电流进行功率分解，得到在基波突变情况下的负序量，再结合基波稳定下的正序量，使其在负载突变时的动态检测性能明显提高。仿真与理论的综合分析验证了该方法的合理性。
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基于鸡群优化BP神经网络的变压器油纸绝缘老化预测方法
袁佳波，徐鹏程，李 磊，刘彦文，王 昕，郑益慧
,35(4):33-41, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.005
[摘要] (143) [HTML] (0) [PDF 1.03 M] (374)
摘要：
为了深入研究变压器油纸绝缘老化状态与极化/去极化电流的内在联系，提出一种基于鸡群优化BP神经网络的变压器中油纸绝缘系统老化程度的预测方法。首先研究聚合度与扩展Debye模型的参数之间的关系。针对环境温度改变时，极化/去极化电流发生变化导致扩展Debye模型参数不能正确地反应油纸绝缘的老化状态的问题，训练BP神经网络拟合去极化电流和油纸聚合度间的关系，以消除环境温度变化带来的误差，实现不同温度下的油纸绝缘老化预测。然后针对BP神经网络收敛速度慢、预测效率低问题，采用鸡群算法优化BP神经网络的权值和阈值。此方法不仅加快网络的收敛速度，而且有效避免了算法寻优时易陷入局部最优解的现象。最后，针对此方法进行仿真分析。仿真结果证明，此方法能够校正环境温度误差对极化/去极化电流的影响，实现油纸聚合度的预测，具有较高的准确性。
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基于区间灰数动态灰靶的变压器状态评估
周敬嵩，俞京锋，杨欢红，朱斌泉，丁宇涛，王 洁
,35(4):133-140, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.018
[摘要] (49) [HTML] (0) [PDF 919.20 K] (369)
摘要：
针对目前变压器状态评估缺乏考虑多阶段信息的动态性、变化趋势的现状，提出一种基于区间灰数动态灰靶的变压器状态评估方法。首先，对效益型和成本型指标数据进行归一化处理；其次，引入区间灰数的方差和均差来衡量区间指标数据的波动性，进而赋予指标最佳权重；然后，综合考虑变压器多维时间阶段信息集结和指标的阶段间动态变化，提出一种基于区间灰数动态灰靶的变压器状态评估方法,求取靶心度作为状态评估的依据；最后，通过算例分析某变电站多台变压器多阶段的运行数据，验证了该状态评估方法的客观性和有效性。
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配网绝缘渐损接地增量电流波形及选线定位分析
周奕轩，皮 杰，宋天宝，邹 运，杨丽丽，骆德昌
,35(4):58-65, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.008
[摘要] (68) [HTML] (0) [PDF 1.24 M] (361)
摘要：
为提高配网包括绝缘渐损接地在内的单相接地选线定位的可靠性，仿真观察绝缘渐损接地在不同阶段的电流波形。首先，根据这些电流波形及发展变化的共有规律，选择接地相的次暂态锯齿波增量电流和健全相与之对应时刻的增量电流作为配网绝缘渐损接地自举选线定位的判据信号源，分析锯齿波电流反映所有接地电流的通用性特点，并研究设计锯齿波标量和矢量相位差的计算方法；然后，仿真研究并比较包括锯齿波在内的单相接地电流与操作性、诱发性扰动电流的波形特征，为辨识真伪单相接地找寻判别基准，并以此为依据，研究设计包括绝缘渐损在内的配网单相接地防误辨识和选线定位方法；最后，采用所制作的接地定位器在低压配网模型的合环运行线路上验证所设计方法的正确性。
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考虑热载荷能力的风火打捆外送电线路截面和火电容量联合优化
张梦婕，叶 荣，林章岁，温步瀛
,35(4):91-98, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.012
[摘要] (55) [HTML] (0) [PDF 988.92 K] (352)
摘要：
风火打捆外送电可以用火电来平抑风电的波动，提高线路的利用率，是大规模消纳风电的重要途径, 所以风火打捆外送电线路和配套火电的选择至关重要。而外送电线路可输送的容量又与其截面和环境温度有关。考虑线路热载荷能力即考虑环境温度影响，提出风火打捆外送电线路截面和火电容量联合优化的方法。该方法综合考虑送出风电及火电的收入、火电的总成本、线路投资成本和风电弃风成本对社会效益的影响。算例表明：该法与不考虑热载荷能力的方法相比能充分发挥线路的输电能力，增加社会效益。
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基于TOPSIS—灰色关联度的农网投资效益与风险能力综合评价
王利利，贾梦雨，韩 松，李 锰，刘 巍
,35(4):76-83, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.010
[摘要] (66) [HTML] (0) [PDF 941.42 K] (343)
摘要：
随着国家在2017年提出"乡村振兴"策略，农村电网势必又将面临新一轮的升级改造。如何平衡农网投资效益与风险将会是今后重要的研究课题。在传统配电网投资效益分析的基础上，本文将环境影响、辅助服务与农网投资效益进行统筹，提出包含项目效益、管理效益、节能减排和增值服务的新型农网投资评价体系，同时考虑到投资体量大、资金收回周期长等因素，引入农网投资风险评价体系，并基于TOPSIS-灰色关联度模型，对数据样本的优劣性进行排序。为体现评价体系的完备性与评价方法的适应性，选择不同供电公司进行实例验证。综上所述，该文为电网投资决策者提供基于多方风险下不同投资方案的对比，以更好地实现收益最大化。
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基于无缝换相装置的三相负荷不平衡治理
曹 磊，胡鹏飞，王 蕊
,35(4):99-106, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.013
[摘要] (51) [HTML] (0) [PDF 1.10 M] (343)
摘要：
三相负荷不平衡问题严重危害配电网的安全经济可靠运行。在此背景下，提出一种晶闸管无缝换相装置控制策略，实现三相负荷的的均衡分配。首先，建立基于无缝换相装置的配电台区三相负荷不平衡治理系统的数学模型；基于该数学模型，采用向量基因遗传算法求解实现三相不平衡负荷治理，获得台区负载的最佳相别分配方案，通过仿真验证算法可行性；最后，在低压配电台区安装无缝换相装置，通过实验验证了该控制策略的正确性和可行性。
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SVC和TCSC电磁暂态快速仿真新方法
徐圣扬，毛晓明，麦立昀
,35(4):66-75, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.009
[摘要] (84) [HTML] (0) [PDF 1.60 M] (335)
摘要：
在传统电磁暂态仿真中，静止无功补偿器（SVC）和晶闸管控制串联电容器（TCSC）的求解速度较慢。为克服这一不足，提出一种快速模拟SVC和TCSC电磁暂态过程的新方法。首先，根据晶闸管控制电抗器（TCR）支路通、断状态不变时SVC和TCSC的状态方程不变这一特点，建立分时段不变状态方程；通过引入辅助变量，将模型由非齐次转化为齐次线性方程组，得到各工况下统一的表达式。然后，采用缩放平方法计算矩阵指数，得到模型的输出响应。最后，与传统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC的计算结果进行对比，验证所提方法的合理性和高效性。
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一种关于静态电压稳定极限的工程改进计算方法
赵 瑞，苑画舫，杨俊炜，张 岩，张文朝，常乾坤，董 楠
,35(4):181-182, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.025
[摘要] (56) [HTML] (0) [PDF 960.60 K] (320)
摘要：
基于视在功率推导的静态电压稳定极限解析表达式，给出判别静态电压稳定薄弱点的指标，并提出一种关于静态电压稳定极限的工程改进计算方法。工程中主要采用电力系统仿真软件来计算静态电压稳定。该方法在稳定计算程序中模拟负荷增长，解决普通潮流算法中存在的静态电压稳定极限附近运行点潮流不易收敛造成的极限误判问题；在潮流计算程序中将区域内发电机PV节点修改为PQ节点，解决稳定计算程序由于计及发电机动态调节特性造成的无功出力超发问题。最后，以北京某分区电网为例，验证该计算方法的适应性。
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基于改进的滑模频率偏移的孤岛检测方法
孙 皓，王鲁杨，恽东军，李 丽，章 婧
,35(4):141-146, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.019
[摘要] (39) [HTML] (0) [PDF 1.18 M] (317)
摘要：
孤岛检测是光伏并网发电系统的重要功能。为了减小孤岛检测装置检测盲区及其对电能质量的影响，在对传统的滑模频率偏移（SMS）研究的基础上，提出一种改进的SMS算法，并对该算法的工作原理、检测盲区进行分析，在数字信号处理（DSP）环境下应用，并在单逆变器和多逆变器并联运行情况下进行仿真研究。仿真结果表明该方法既能保证检测时间短，又能减少对电网电能质量的影响，从而验证了该方法的有效性和实用性。
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大规模互联电网关键节点识别与应对策略研究
刘海涛，牛 健，刘 兵，张 顺
,35(4):114-121, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.015
[摘要] (58) [HTML] (0) [PDF 1.27 M] (313)
摘要：
随着电力系统的不断发展，大规模互联电网在极大提高能源资源配置的同时，也给电力系统同步运行带来了新的问题。大电网局部故障可能传播至整个网络，导致电力系统连锁故障的发生，而电力系统连锁故障一般伴随着线路有功功率的大规模转移。鉴于此，针对节点移除后的电网潮流转移情况，给出节点潮流转移度的概念；考虑到节点移除后可能会造成系统不连通的现象，提出节点位置重要度的概念；同时，基于此2个指标, 并借用电气耦合连接度的概念，结合多属性决策方法给出关键节点综合性指标的排序方法。最后，通过对特定网络结构制定薄弱节点分裂运行的主动防御策略，防止连锁故障发生或抑制连锁故障大规模传播。针对华中电网某省系统，应用该文所提识别方法和主动防御方案，仿真结果验证了该方法和策略的有效性。
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基于空间电场探针的输电线路故障行波检测
胡轶波，吕佳佳，彭翰川，冯 亮
,35(4):27-32, DOI: 10.19781/j.issn.16739140.2020.04.004
[摘要] (77) [HTML] (0) [PDF 1016.37 K] (309)
摘要：
在不影响行波检测精度的前提下，提出一种基于电场探针的行波检测方法以降低检测成本。该方法根据输电线路周围的空间电场情况，利用镜像法理论对输电线路附近的电场分布进行分析，选择恰当的检测位置安装探针以检测空间电位。探针不与输电线路直接接触，可在不停止运行的情况下进行安装与检修，通过接地线得到该电位产生的感应电流，再利用固有时间尺度分解方法分析感应电流信号以提取故障行波信号。仿真结果表明，利用探针感应电流表征输电线路上的电压信号的方法是可行的。此外，该方法定位误差较小，精度高，能够实现跨度较长输电线路的故障检测。
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