摘要:逆变型分布式电源的并网使系统的供电模式从原来的单电源供电变为多电源供电，给传统的继电保护带来了诸多挑战，可能导致保护装置发生拒动或者误动。以具有低电压穿越特性的分布式光伏电源为研究对象，分析了其接入配电网后对系统原有继电保护的影响，在不增加配网继电保护投资成本的情况下计及电流保护、节点电压及位置分布等约束条件，构建了考虑逆变型分布式电源并网容量和综合成本费用的多目标规划模型，并利用粒子群算法在IEEE 33节点系统中进行算例分析。结果表明：考虑电流保护约束的逆变型分布式电源配置方案能够确保故障发生时系统原有保护装置的正常动作，验证了计及电流保护的必要性。

摘要:随着双碳目标的推进和电力市场化改革的深入，研究电力批发市场发电侧多主体博弈对提高清洁能源利用率具有现实意义。针对发电商市场地位不对称，提出了计及碳交易成本下考虑市场份额偏好的电力批发市场寡头古诺-伯川德混合博弈模型。对所建博弈模型进行数学推理和数值分析，给出了电力批发市场动态博弈的均衡特征数值和局部稳定域。最后，研究了碳排放系数、发电商水平差异性参数、市场份额偏好参数对市场均衡的影响。算例结果表明：随着发电商水平差异性减小，发电商市场利润大幅缩减，化石燃料发电商电能产量呈U型趋势；考虑市场份额偏好下，偏好利润的发电商将采取控制电能供应量、抬高批发市场电价的竞争策略，以最大限度追求利润最大化。

摘要:在含大规模风电并网系统的智能频率控制策略中，仅考虑CPS控制准则易造成频率短期集中越限，严重影响智能自动发电控制（AGC）策略的控制效果。提出一种基于协同奖励函数的多目标强化学习（TOPQ?MORL）智能频率控制策略，该策略构建了计及多维度频率控制性能评价标准的协同奖励函数，实现了多维度频率控制性能标准在时间尺度上的配合评价。采用TOPQ学习策略对智能体动作空间进行全局寻优，有效解决了传统贪婪策略下的Q函数线性加权多目标强化学习算法运算效率不佳的问题。标准两区域互联电网AGC控制模型仿真研究结果表明：所提智能AGC控制策略能有效改善频率控制性能，显著提高系统在全时间尺度上的频率质量。

摘要:针对目前已有混合式直流断路器拓扑中存在的成本高、故障工况下电流过大的问题，本文基于传统直流断路器拓扑提出一种改进型限流式直流断路器拓扑结构。该拓扑的限流支路在故障发生后接入电路，可有效限制故障电流上升；转移支路由晶闸管和IGBT串联组成，减小IGBT使用数量；采用预充电电容给晶闸管提供反压使其关断，并提出一种电容预充电方案。首先分析所提拓扑的工作原理，然后对其进行参数设计，最后在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型，与传统断路器拓扑进行对比，验证所提拓扑的可靠性和经济性。

摘要:配网作为直接面向用户的最前端，其稳定安全运行直接关系到用户的用电安全性与可靠性。然而10 kV配网通常分支较多，线路环境复杂，线路发生故障时难以确定具体位置，影响供电可靠性。针对这一问题，利用粒子群（PSO）算法改进人工鱼群算法（AFSA），形成改进人工鱼群优化算法（AFSA?PSO），通过算例验证AFSA?PSO算法的可行性，最后应用于标准配网模型，验证其实用性与优越性。结果表明：AFSA?PSO算法能够准确反应配网中的单点故障和多重故障，且相较于AFSA和PSO算法，该算法寻优的平均迭代次数更短，具有更快的收敛速度。

摘要:光伏及风力发电等间歇性新能源的快速发展增加了微电网对储能的需求。共享储能及柔性负荷参与调度可以优化负荷曲线以及降低储能成本。为此,提出一种考虑共享储能与柔性负荷的两阶段鲁棒微电网优化调度方法。首先,在日前调度阶段,基于需求响应提前调度柔性负荷;其次,为了补偿日前阶段的决策,日间通过云平台每小时修改共享储能的充放电状态。考虑不确定性的预测信息大部分情况下处于期望值附近,为了寻求微电网运行的经济性和鲁棒性之间的平衡,采用基于期望场景的两阶段鲁棒模型,使用C&CG算法求解鲁棒可行解。仿真结果表明,柔性负荷和共享储能能够有效协调,以适应可再生能源和负荷需求的不确定性,同时实现微电网效益的最大化,从而有效平衡鲁棒性和经济性。

摘要:随着“双碳”目标的提出，大量新能源接入电网，以模块化多电平换流器(modular multilevel converters high voltage dc，MMC) 为代表的柔性直流输电系统获得广泛的工程应用。而电磁暂态仿真在MMC系统规划与运行过程中均发挥重要作用，但是大步长机电暂态仿真精度不足，小步长电磁暂态仿真耗时过长，无法适应MMC的发展需求。因此基于混合仿真的基本思想，将MMC详细等效模型拆分为交流和直流两部分，建立了接口等值模型，提出数据交互算法，从而实现交流系统使用大步长仿真、直流系统采用小步长仿真。基于PSCAD/EMTDC的MMC系统仿真验证表明，混合仿真方法相较于大步长机电暂态仿真的仿真精度明显提高，相较于小步长电磁暂态仿真的仿真时间大幅缩短。

摘要:架空配电线路电杆使用数量大、分布范围广,在极端天气条件下易发生倾覆,对局部区域甚至整条配电线路的供电产生威胁。如何借助科学有效的方法对电杆的抗倾覆能力进行仿真建模与分析,现已成为配电网建设与改造过程中的关键技术问题。针对该问题,以10 kV钢筋混凝土电杆为例,首先,结合气象条件对其荷载及内力情况进行计算;其次,基于FLAC3D软件,提出一种架空配电线路电杆抗倾覆能力仿真建模与分析方法;最后,结合河南某地区土体参数开展算例分析,详细分析极端天气条件下地基基础的变形破坏过程并绘制荷载—位移曲线,可为架空配电线路电杆的安装和加固提供技术支撑。

摘要:分析高压直流输电线路和线路边界对高频信号的衰减作用在目前高压直流线路保护方面的影响。研究边界和线路的频率特性，针对传统基于电气量导数的行波保护耐受过渡电阻能力差的问题，提出一种基于电气量二阶微分量的单端保护方法。经过二阶微分变换后放大暂态故障分量信息，并利用边界内外的二阶微分量差异进行故障判别。在所提出的直流保护方案中，仅利用单端故障暂态信息即可实现全线路保护。在PSCAD/EMTDC中进行仿真分析，结果表明，所提出的判据能够对区内外故障进行准确识别，且该方法不受线路长度和过渡电阻的影响，可以实现全线速动。

摘要:随着新能源电站的大量并网，其出力的随机波动给电力系统无功电压控制带来很大影响。为此，提出一种考虑新能源电站出力不确定性的采样鲁棒无功优化方法。首先，考虑新能源电站出力随机波动引起的发电机有功出力变化，建立电力系统不确定性无功优化模型。其次，基于采样鲁棒优化方法将此模型转化为双层优化模型，上层模型在平均最恶劣场景下寻找最小化有功网损的发电机机端电压、变压器变比和并联电容器投入组数；下层模型在各采样点附近的盒式集合中寻找对应的最恶劣场景。然后，为了考虑同种新能源电站间出力的相关性，利用Nataf变换及其逆变换，将独立正态空间的采样点转化为相关的原样本空间的采样点；再利用列与约束生成算法对双层优化模型进行交替迭代求解。最后，对修改的IEEE 39节点系统和实际贵州电网算例进行分析计算，验证所提出方法的正确性和有效性。

摘要:为避免城市施工过程中挖断电缆事故的频繁发生,需要科学合理地对电缆路径实施定位。以三芯电缆为研究对象,引入定位特征点和定位特征值K作为电缆上方磁感应强度判断依据,并根据电缆周围磁场分布特性确定电缆敷设路径;接着用该判据对影响检测点周围磁场环境变化的因素——线芯位置、电缆埋深、敷设间距和不同路径等进行分析论证。仿真结果表明:定位特征值K能较好地反应电缆周围磁场环境变化,定位特征点均出现在电缆正上方附近。最后,通过有限元和实验验证该判据的准确性和可行性,原理简单且可移植性强,可以为实现智能化和现代化的电缆路径定位提供重要参考。

摘要:为研究地铁杂散电流对交流电网的侵入范围和程度，根据实际运行下走行轨绝缘扣件的绝缘能力退化情况，建立杂散电流数学模型，推导得到每个轨枕泄漏的杂散电流。将地铁杂散电流离散为轨枕个数的有限点电流源，利用复镜像法求解格林函数的理论方法，建立地铁杂散电流引起地电位分布计算模型，并通过基于边界元法的商用接地软件CDEGS验证所提方法的准确性。讨论杂散电流泄漏量和土壤结构此类传统敏感性因素对城轨沿线地电位分布的影响，以及多线路交汇的交通枢纽地段多列车运行下的周围地电位波动情况。

摘要:针对社区综合能源系统需求侧潜在的大量可控负荷，提出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，分析综合能源系统的框架并以此建立包含能源生产、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三类负荷响应模型；最后，在一个调度周期内以社区综合能源系统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。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，从而验证文中所提模型的合理性。

摘要:实时监测并及时诊断输电线路故障是输电线路安全运行的前提。由于输电线路图像拍摄环境复杂，单独的检测或分割不能满足实时性要求，且图中小部件和遮挡部件难以提取，因此为了更精准地定位目标位置、检测并分割出图中小部件和遮挡部件，提出一种改进全卷积实例感知语义分割（FCIS）的输电线路部件同时检测与分割方法。将兴趣区对准（ROI Align）算法的思想引进到FCIS模型中，提出位置敏感区域前景/背景—感兴趣区域对准（PS2?ROI Align）方法，使用双线性插值法可以有效地解决输入图像特征图中的ROI与原图中位置信息不匹配的问题，并且引用梯度回传算法解决图像中小金具及遮挡金具特征难提取导致检测与分割精度差的问题。在本次构建的输电线路检测与分割数据集中进行检测分割实验，结果表明，改进前图中未能检测分割的小目标及遮挡目标得到了有效的检测分割，对比其他检测模型，改进后FCIS模型平均准确率（mAP）最高，并且相比改进前提升了1.73%。

摘要:传统微电网存在用户间缺乏互动性、可再生能源利用率低等问题。本文考虑不同气候条件下光伏出力及智能楼宇内储能的运行模式，提出基于多主体互动的微电网运行模式，用于优化微电网的用户用能成本，同时提升可再生能源的消纳能力。首先，对比分析微电网经典运行模式及多主体互动运行模式，研究各主体在不同模式下的用能行为；然后，灵活制定合约电价，提升智能楼宇运营商与电动汽车充电站运营商在微电网内电能互动的效率，并进一步分析多主体互动模式下微电网内部的能量流动情况；最后，考虑环境因素对光伏出力的影响，分析不同运行模式下微电网内用户的用能成本以及微电网消纳可再生能源的能力。仿真结果表明，在采用多主体互动模式时，在光照条件充足时，可再生能源消纳率从经典运行模式的67.83%提高到了100%，同时减少了智能楼宇运营商及充电站运行商的用能成本。

摘要:随着分布式电源、储能及智能环网柜等技术在配电网中的快速发展,配电网的有源化和智能化为其孤岛运行提供了有力支撑。面向上级电网故障后有源配电网(ADN)的孤岛划分问题,建立负荷停电综合损失最小的鲁棒优化划分模型，其中,停电综合损失计及切除可中断负荷的补偿成本和非协议停电所带来的负荷损失成本，损失成本采用分段线性化建模,并通过添加逻辑变量构建统一的线性约束式。为避免孤岛运行状态下任一负荷的频繁投退,提出负荷停电连续状态约束及其线性化方法。进一步考虑到ADN中分布式能源出力的不确定性,将确定性模型转为两阶段鲁棒优化模型,引入鲁棒调节系数灵活调整方案的保守性,并基于对偶理论和列生成算法迭代实现模型求解。算例仿真验证所提模型和方法的有效性。

摘要:针对击穿放电下(CF₃)₂CFCN/CO₂混合气体分解产物的定量分析和形成机理尚不完善这一问题，利用气相色谱质谱联用仪对工频击穿放电后(CF₃)₂CFCN/CO₂混合气体的分解产物进行定量检测，横向比较分析产物含量的差异性。此外，基于密度泛函理论从微观层面对C4F7N的稳定性以及(CF₃)₂CFCN/CO₂混合气体分解及产物形成路径展开分析，并计算不同温度下各反应的焓变及反应速率常速。研究表明，(CF₃)₂CFCN/CO₂混合气体的分解产物主要为CO、CF4、C₂F6、C₃F8、CF₃CF₂CF₂CF₃、C₂F4、C₃F6、CF₃C≡CCF₃、CF₂=CFCF₂CF₃、CF₃CN、C₂F5CN、C₂N₂和HF，且分解产物主要是小分子化合物，其中饱和氟碳化合物和不饱和氟碳化合物的体积分数都随着碳原子数的增加呈现出下降趋势，并且饱和氟碳化合物的体积分数总量相对较大；温度升高(CF₃)₂CFCN分解产生CF₃自由基变得更加容易，且温度升高也会加速(CF₃)₂CFCN的分解。相关结果揭示了工频击穿放电下(CF₃)₂CFCN/CO₂混合气体的分解特性，为混合气体的应用和维护提供参考。

摘要:为研究10 kV架空绝缘线路雷击断线机理，基于COMSOL建立绝缘导线烧蚀模型，对导线受到雷电流和工频短路电流时的烧蚀状况进行仿真，然后建立导线受力模型，分析导线被烧蚀时的受力情况。根据仿真结果，雷电流仅在导线绝缘层留下一击穿孔；若不考虑外力影响，工频电弧能在1.3 s内将绝缘导线烧蚀熔断。绝缘导线的力学仿真结果显示，导线在烧蚀处的张力发生突变，并且受到线间电动力及电弧电磁推力的作用。结合理论分析得出雷击断线的主要原因是导线在热学及力学共同作用下发生塑性形变及脆性断裂，造成断线，断口介于塑性断裂和脆性断裂之间。该仿真研究可为10 kV架空绝缘导线的防雷提供参考。

摘要:目前大多数变电站的通信基于IEC 61850标准，但其性能落后于现代通信技术，阻碍了变电站向智能轻量级通信的全面过渡。为此，提出一种通信映射方法，结合简明二进制对象表示(CBOR)格式，将IEC 61850标准映射到受限应用程序协议(CoAP)。首先，给出常用IEC 61850服务的CoAP映射URI和请求方法；其次，对CoAP订阅模式进行扩展，以解决IEC 61850到CoAP映射需求；最后，搭建通信映射模型验证所提出方法的有效性。与现有的WS?SOAP、HTTP映射方案相比，CoAP+CBOR只需要44%、18%的信息大小以及71%、85%的通信时间，可以缓解电网中设备和网络资源受限的问题。

摘要:针对行波故障定位方法中波速不确定性带来测距误差问题，提出一种新的避开波速和输电线路弧度的故障测距方法。首先，阐述利用多尺度小波变换对故障信号进行去噪的方法；然后，测量初始行波到达不同母线时的时间参数，进一步利用时间参数从故障距离表达式中消除输电线路波速和弧度的影响；最后，对比有/无变压器的故障定位结果。仿真结果表明，虽然有变压器时误差会偏大，但整体分析，该方法具有较高的精度和可靠性。

摘要:超声传感技术的应用有望实现电缆局部放电的在线监测，因此有必要对相应型号电缆局放声波频率及幅值的衰减规律进行研究。基于型号为YJV?185?mm2的10?kV XLPE电力电缆，结合2组不同频率声源的仿真计算和1组“针—孔”局放实验，研究局放声波信号在电缆中的频率及幅值衰减问题。研究结果表明：声波在多层复杂介质中的衰减规律和在单一介质中的衰减规律不一致；声源频率组成对电缆表面可检测声波频率及幅值的影响不可忽略；电缆中“针—孔”局部放电的声源模型可以近似为带宽为1?MHz、峰值时间为1?μs、频率范围为0~1.5?MHz的高斯脉冲；本文所用型号电缆的“针—孔”局部放电声波信号在电缆中的径向衰减系数值约为8.17?dB/mm，电缆表面的轴向衰减系数为0.43~0.52?dB/mm，电缆表面的可检测声波频率为0~40?kHz；高灵敏度传感器的中心频率建议设计为20~40?kHz，而分布式检测传感器分布密度的设计需要具体问题具体研究。

摘要:为提高断路器试验机器人接线的准确性和可靠性，以双目视觉和深度学习目标检测技术为基础，提出一种基于背景数据增强和改进YOLOv4的断路器试验机器人接线定位方法。该方法利用本文提出的背景混合剪切的数据增强方法，解决因断路器训练图像背景特征不足而导致所训练的目标检测模型泛化能力和准确率低的问题，可以极大地提高不同试验场所（背景）和人员走动等背景扰动下机器人接线的准确性和可靠性；将标准YOLOv4的特征网络CSPDarknet?53替换为Mobiledets，可以优化目标检测模型的推理时间，提高机器人接线效率。仿真结果表明，本文方法的准确率为99.9%；实测结果表明，接线准确率为98.8%，全项目试验接线时间减少了57 s。通过对比分析，本文方法在接线准确率和时间上优于其他方法，可为断路器机器人试验平台的实用化提供技术支持。

摘要:剩余电流动作断路器直接影响低压配电系统的安全性和可靠性。为了研究剩余电流动作断路器的可靠性，使用基于退化量分布的建模方法对其性能退化过程进行研究，并预测出其使用寿命。首先，对剩余电流动作断路器的失效机理进行分析，然后设计实施剩余电流动作断路器的加速退化试验，建立了退化量服从正态分布的可靠度分析模型，采用最小二乘法对模型中的参数进行估计，从而对剩余电流动作断路器的可靠性进行评估并绘制可靠度曲线。

摘要:随着特高压交直流互联规模的不断扩大,在线高精度快速地暂态稳定评估对电网安全运行至关重要。为此，提出一种基于门控时空图神经网络的暂态稳定评估方法,并采用时间自适应方法,同时提高暂态稳定评估的准确度和速度。首先,为减小故障切除后动态拓扑结构对暂态稳定评估影响,使用门控时空图神经网络提取融合电网的拓扑结构关键特征和相邻节点属性信息，学习空间数据相关性、提高评估准确度。然后,将提取的特征量输入门控神经网络以学习各个时刻数据相关性,调整稳定性阈值快速输出准确评估结果；同时,为避免模型性能受训练样本质量的影响,采用具有K最近邻思想的改进加权交叉熵损失函数处理不平衡训练样本。最后，通过分析算例,从数据可视化视图验证所提出的方法能有效提高评估准确度和缩短评估时间。

摘要:针对大规模空调负荷参与新能源电力系统的调频问题，提出了一种基于无模型自适应控制的频率调节方法。首先，建立了包含大规模风力发电的多区域互联电网模型，风力发电系统通过虚拟惯量控制参与电网调频；其次，采用等效热力学参数模型构建了定频和变频空调模型，通过大规模空调聚合建立了空调负荷调频模型；然后，利用无模型自适应控制算法完全数据驱动、无需模型参数、抗干扰能力强、适用于非线性时变系统的特点，设计了区域互联电网自动发电控制器以及空调控制器，实现了大规模空调负荷参与新能源电力系统的频率控制。算例仿真在三区域互联电力系统展开，在负荷扰动、风电波动和环境温度变化等条件下进行的仿真表明：提出的无模型自适应频率控制算法能够控制大规模空调负荷有效抑制风电接入和负荷扰动带来的频率波动。

摘要:电力时钟同步系统频率源受外界环境变化或自身老化等因素影响会出现频率漂移问题，无法维持长期稳定性。为此，提出一种基于北斗秒脉冲信号和改进卡尔曼滤波算法的低成本晶振频率驯服校准方案。首先，将北斗秒脉冲信号作为时间基准并利用卡尔曼滤波对其中包含的随机误差进行消除；其次，针对卡尔曼滤波预测结果发散、误差较大问题，利用RBP神经网络对滤波误差进行实时在线修正，提升滤波性能；同时针对北斗秒脉冲存在跳变野值的问题，提出一种基于新息变化率的野值检测和误差加权修正方法。基于仿真数据的实验结果表明，所提方法能够有效提升电力时钟同步系统频率源的频率精度和稳定性，并且对跳变野值具有较强的适应能力。

摘要:智能电能表时钟电池能够在掉电状态下为表内时钟芯片提供电源，而时钟电池过早欠压是近年来电表常见故障之一。为此，通过对电表电池的恒温退化数据进行分析，提出一种对表内电池进行电量检验与预测的经验方法，并以国产带操作系统的新型双芯智能电表为基础，设计一个进行表内时钟电池在线电量监测的管理芯操作系统应用。此应用对时钟电池电量进行定期检测，给出近似的电池寿命预计，并上报异常情况。通过实验分析表明，该应用可有效地对电池容量进行监控。

摘要:为应对配网多变的运行方式，确保馈线保护动作的正确性、选择性和灵敏性，通过在馈线中选取适当位置安装录波装置的方式，记录不同运行方式下馈线的录波特征数据作为数据基础。录波文件被上传到定值及录波管理系统中进行运行分析、故障判断；配合网络拓扑分析进行故障定位，依据录波装置安装位置及录波时间确定录波数据权重，采用多元回归计算修正保护定值，将馈线保护定值同录波特征和馈线运行方式关联起来建立和维护馈线录波特征库，对优化配网定值管理进行有益的尝试。