软件定义电网：概念、结构与示例
摘要：针对目前电网中存在的问题,结合＂软件定义＂的理念,提出了软件定义电网的概念;分析了软件定义电网的特点,实现电网的管理、运行和控制的部分或全部分离;将软件定义电网分成应用定义层、运行控制层、物理设备层三层体系结构,并定义了应用定义层和运行控制层之间的北桥接口以及运行控制层和物理设备层之间的南桥接口,详述了各层及接口的功能;通过分析软件定义电网的两个应用实例,即软件定义电网在配电网中的应用和虚拟电厂中的应用,说明了软件定义电网的优势。基于通用分布的含风电电力系统随机动态经济调度
摘要：随着风电大规模并网,其不确定性给电力系统经济调度带来了新的挑战。文中利用通用分布模型拟合不同风电功率预测水平下的实际风电功率分布,并以此建立了考虑风电低估、高估成本的日前动态经济调度的随机优化模型。通过对目标函数和约束条件的转化与分析,将随机优化模型转化为一个非线性凸优化问题。结合二次规划算法和内点法,提出了一种两阶段优化算法用以求解对应的经济调度问题。最后,在含风电场的IEEE 30节点系统上,验证了所提基于通用分布的随机动态经济调度方法的有效性。特高压直流外送风光火电力一体化调度计划模型
摘要：随着中国大容量电源基地的逐渐增多及特高压交直流电网的快速发展,大功率远距离输电将成为常态。通过特高压直流跨区输送风光清洁能源的需求日益强烈,为解决风光能源随机波动不易直流外送的问题,设计中采用了配套火电平抑风光电力波动整体打捆外送方案。针对当前直流发电计划与风光发电计划相对独立及配套火电未能有效参与风光电力调整的实际情况,文中提出了特高压直流外送风光火电力一体化调度计划模型。该模型能够灵活处理外送风光电力、配套火电、电力交易及直流计划的协调问题。将所述模型运用于实际算例,仿真结果表明配套火电和直流计划参与调整能有效提升风光电力外送能力。基于电压控制特性的电压源型多端直流/交流系统潮流求解
摘要：由于基于电压源型换流器的高压直流（VSC-HVDC）输电技术具有良好的可控性,对负荷中心供电、风电消纳、孤岛电力传输等适应能力强,电压稳定性好,因此具有良好的应用前景。当前对VSC-HVDC系统主要基于定功率控制模式进行潮流计算,而很少考虑到实际的换流器电压控制能力。为了更加精确地反映实际电网中VSC的电压控制特性,文中建立了基于VSC的电压控制模型,考虑了换流器损耗、交流滤波器、换流器容量限制等的影响,并基于电压控制特性提出了VSC多端直流/交流系统的通用潮流求解方法。对直流电网功率分布变化和N-1故障以及多端直流/交流系统的潮流算例分析表明,所提的潮流算法能够反映直流换流器的电压控制调节能力,验证了基于VSC的多端直流/交流系统在考虑换流器电压控制特性后的潮流方法的有效性、合理性以及算法的快速性。七种最优潮流分解协调算法的性能比较
摘要：目前应用于最优潮流领域的诸多分解协调算法缺乏统一的比较基础,为此,将7种最优潮流分解协调算法用于求解同一系统,力求获得更为客观公正的结论。文中首先采用区域划分的方式将以现代内点理论为基础的7种最优潮流分解协调算法分成4类,即母线撕裂类、边界重叠类、边界分区类和节点解耦类,并简要阐述各算法的模型和计算过程。然后以IEEE 300节点系统为基础,分别构造了2区域600节点和4区域1 200节点系统,比较了各最优潮流算法的收敛性、计算速度和通信量等性能,探讨了参数变化对算法稳定性的影响。最后,以MATLAB并行实验室为平台,进一步测试了各算法的并行性能。测试结果表明,在7种分解协调算法中,近似牛顿方向法在计算速度和通信量方面表现最佳,分解协调内点法的收敛性和稳定性最好。基于网损等值负荷模型的改进直流最优潮流算法
摘要：交流最优潮流因需要处理大量非线性约束,求解效率不高,且在求解含有小阻抗支路和重负荷特征的病态电力系统时,容易出现不收敛的情况;而直流最优潮流计算速度快,可以处理病态电力系统,但是计算精度较低。基于此,文中提出了基于网损等值负荷模型的改进直流最优潮流算法。该算法首先采用网损等值负荷等效替代线路网损,有效地提高了原有直流模型的计算精度;然后使用简化原—对偶内点法进行求解,提高了算法的计算效率。通过对IEEE 30节点、IEEE 300节点、Polish 2736节点和Polish 3120节点系统的测试,证明了所提算法不仅有着较高的计算精度和效率,而且在不依赖于交流潮流解的基础上对于病态电力系统具有较强的处理能力。基于距离向量的失电孤岛供电路径搜索算法
摘要：由于电网故障或设备检修造成负荷失电,为失电负荷寻找供电路径成为目前许多电网分析软件的必备功能。通过拓扑分析程序将电网划分为若干电气岛,传统的根据树搜索法的孤岛恢复供电路径搜索算法,在路径的搜索上存在不足。文中受因特网路由选择协议算法的启发,将各类电气岛看成路由器,提出一种基于距离向量的搜索算法,通过对各电气岛初始路由表的形成和对路由表的更新处理,最终获得电气岛的全网路由表,通过该路由表可以得到所有可能并且符合调度规程的失电孤岛供电路径。利用内点法最优潮流对搜索得到的供电方案进行可行性验证。以IEEE 14节点标准测试系统为例,验证了该算法的可行性。接入弱交流系统的背靠背直流输电系统控制策略改进
摘要：背靠背直流工程逆变侧采用定熄弧角控制时,整流侧和逆变侧耦合关系较强,但换流变压器分接开关动作次数少;而采用定直流电压控制时,耦合关系较弱但分接开关动作次数多。在分析相关控制策略优缺点的基础上,提出了改进控制策略,逆变侧通过熄弧角控制直流电压为指令值,直流电压指令值随直流功率变化,分接开关控制熄弧角在正常范围内。该控制策略保留了定熄弧角控制和定直流电压控制的优点。提出整流侧和逆变侧在分接开关动作时预估无功小组是否会因分接开关动作而投切,进而确定分接开关和无功小组动作的先后关系,防止了分接开关的反复动作。算例表明该控制策略可以减少背靠背工程无功小组投切和分接开关动作次数,减小逆变侧无功小组投切电压波动,适用于接入弱交流系统的背靠背工程,长距离直流输电工程也可以借鉴文中控制策略。基于模块化多电平换流器的新型全桥损耗优化调制策略
摘要：提出了一种新型全桥损耗优化调制策略,可以平衡子模块中各个半导体开关器件的热应力,提高器件安全裕度,从而提升模块化多电平换流器（MMC）的功率传输能力。首先,对构成MMC的子模块结构进行了分析,从抑制直流侧故障角度出发,选择了全桥子模块作为分析的对象。其次,针对MMC型高压直流输电（MMC-HVDC）系统的各种工况进行了损耗和结温分析,找出了限制MMC功率传输的主要因素。最后,在综合分析的基础上,针对MMC-HVDC系统提出了全桥损耗优化调制策略,该方法可以提升直流传输功率。仿真分析验证了所提出的全桥损耗优化调制策略的有效性。LCL型并网逆变器数字单环控制延时影响与稳定域分析设计
摘要：数字控制可靠性高、控制灵活,但存在数字延时,改变了系统稳定性。在考虑计算、采样等数字延时情况下,采用直接数字法,建立LCL型并网逆变器离散精确数学模型,在连续域和离散域下,对网侧电流单环控制稳定性进行对比分析,说明数字延时改变对系统稳定性的影响,基于此在网侧电流单环反馈控制中设置数字延时为滞后一拍,主要分析滞后一拍情况下采样频率和谐振频率之比对稳定性的影响,得出其稳定的范围,同时对控制器参数进行了设计。仿真和实验证明了所提方法的正确性和有效性。应用于空心线圈电子式互感器的双环数字积分器设计
摘要：目前空心线圈电子式互感器多采用硬件积分器,受硬件元器件输出误差及系统扰动影响,硬件积分器在特定情况下存在失真问题。文中提出了一种数字积分器设计方案,该方案采用两个修正环节来调节积分器输出的直流分量：AD采样输出正向调理环节和积分器输出反馈调理环节。AD采样输出正向调理环节主要用于消除电子元器件输出直流偏移;积分器输出反馈调理环节用于调节最终输出的直流分量,其中包含了前端残余直流分量和数据精度误差经长时间累积产生的直流分量。为防止系统扰动时对一次直流分量误修正,对信号调理限定条件进行了分析。通过实验验证,表明该数字积分器对正常电流及各种扰动电流均能够精确跟踪,保证了电流数据的测量精度。广域测量系统分段时延测量及分析
摘要：广域测量系统（WAMS）的测量数据和管理数据均通过电力调度数据网传输,数据传输过程中在各个阶段引入的时延具有不确定性和随机性,对广域电力系统阻尼控制造成非常不利的影响。为此,提出一种对WAMS分段时延的测量方法,该方法可以有效地测量WAMS数据传输过程中各环节的时延,为保证WAMS数据的实时性和正确性提供了分析依据。在浙江省现场安装并搭建了该方法的应用平台,测量了实际现场中WAMS的分段时延并针对分段时延的特性与影响因素进行了分析。结果表明,所提出的WAMS分段时延测量方法能有效测量WAMS分段时延,通过对现场分段时延的测量和分析,为WAMS总体时延的改善提供明确的方向。文本信息挖掘技术及其在断路器全寿命状态评价中的应用
摘要：电网企业记录了大量故障与缺陷中文文本,这些文本蕴藏了丰富的设备健康信息。但迄今为止,鲜有电力领域的文本信息挖掘技术研究。以断路器全寿命状态评价为应用研究背景,探索了电网中文文本挖掘方法。首先,根据断路器状态评价的研究现状,提出了构建文本挖掘与全寿命状态评价模型的关键问题。然后,构建了包含文本挖掘信息的全寿命状态评价模型,通过基于隐马尔可夫法（HMM）的文本预处理与向量化、自主区间搜索k最近邻（KNN）算法的文本分类和比率型状态信息融合模型完成了断路器全寿命健康状态指数的展示。最后,采用某电网公司实际缺陷文本构建算例。算例表明,文本挖掘技术实现了相似缺陷的相关性学习,比率型信息融合模型能更全面真实地展示健康状态评价的历史流。面向智能用电信息采集终端的访问控制协议
摘要：针对智能用电信息采集系统的建设需求,将射频识别（RFID）技术应用于采集终端全过程管理中,为解决RFID系统在终端身份认证及信息传输过程中存在的众多隐私安全漏洞,提出了面向智能用电信息采集终端的访问控制协议。该协议分为终端身份认证和终端信息访问控制两个阶段,采用哈希（hash）函数、私有密钥及随机密钥保证了消息的隐私性与安全性。为满足实际信息采集和终端维护需求,将识别器对采集终端的操作权限融入协议设计中,保证了终端敏感信息的安全。非形式化分析说明新协议能够有效地抵御阻断攻击、欺骗攻击及识别器非法访问攻击等6类攻击。协议在保证采集终端安全接入情况下实现终端信息的合法操作,可从设备层面提高用电信息采集系统的安全防护水平。保护信息系统IEC 61850建模及CIM扩展的研究与应用
摘要：目前变电站保护信息（简称保信）应用主要停留在查看和管理层面,更进一步的高级应用分析需要模型的支持。文中总结了目前主子站保护建模现状,研究了故障诊断、保护定值在线校核等保护信息应用功能对保护建模的要求,分析了IEC 61850标准中一次设备模型、二次设备模型和一二次设备关联关系的表达方法,基于IEC 61850标准保护模型定义,给出了一种主站公共信息模型（CIM）中扩展保护模型的合理方法,并给出了保护模型源端维护、主站应用的流程。所提出的基于IEC 61850标准的保信建模和源端维护方案能够弥补主站CIM中二次部分不足的缺陷,消除主子站模型不一致性,简化工程配置,实现主子站上下贯通,支撑保信主站实现丰富的应用功能。特高压输电通道风火打捆配置方案及其概率灵敏度分析
摘要：在特高压输电通道优化运行问题中,如何选择合适的输电容量和风火打捆配置方案对电网经济稳定运行尤其重要,为此文中提出一种规划方法。首先建立了考虑受端电网稳定性和经济性的静态安全指标、暂态稳定指标、电压稳定指标、经济运行指标和电力电量需求指标的指标体系,在此基础上,建立了多目标优化模型,并采用带精英策略的非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）进行求解,得到满足各约束条件的非劣解集,作为风火打捆输电的备选方案;然后采用多目标决策方法对备选方案进行排序,得到最优方案;最后基于概率灵敏度分析方法,分析了评价指标体系中各指标值的不同取值及备选方案数量变化对排序结果的影响,以衡量决策过程中各种不确定因素对决策结果的影响程度。此外还对比分析了采用不同的赋权方法和决策方法时,方案排序结果变化情况以及最优方案的鲁棒性。通过某地区电网案例分析验证了所提出规划方法的有效性。计及磁饱和的同步发电机内电势幅值测量方法
摘要：在直接测量转子位置获取同步发电机内电势相位的基础上,给出了同步发电机内电势幅值的准确直接计算方法,该方法的准确性只依赖于机端电压、机端电流、发电机功角等电气测量结果的准确性,与同步发电机参数无关。同时,基于内电势幅值和相位的准确测量,给出了能够计及磁路饱和影响的同步发电机定子与转子间互感电抗和同步电抗的计算方法,并基于正态分布参数估计理论,给出电抗计算结果的置信区间和点估计值,实际算例表明,所述方法准确可靠。IGBT技术进展及其在柔性直流输电中的应用
摘要：近十年来,高电压、大功率绝缘栅双极型晶体管（IGBT）技术逐渐成熟,并在直流输电系统中得到广泛应用。文中首先介绍了IGBT的发展和改进,总结了IGBT发展的重要阶段。其次,介绍了基于IGBT的柔性直流输电换流阀的典型拓扑,并说明IGBT在拓扑内的应用参数及特点。最后给出了IGBT为适应柔性直流输电技术在性能、封装形式及材料等方面的发展趋势。
