计及风电成本的电力系统动态经济调度
摘要：随着风电技术的快速发展，大规模风电场接入给传统的电力系统经济调度带来了新的问题和挑战。目前大部分含风电场的动态经济调度研究都未计及风电不确定性带来的成本。为此，提出一种计及风电随机、波动性的风电场发电成本模型，并将其引入到传统的电力系统动态经济调度模型中。首先引入冲激函数概念，考虑尾流效应后将风速的概率分布转化为风电场有功出力的概率解析模型；在此基础上，从系统旋转备用调度和地区环境效益角度出发推导出风电的成本函数，并以目标函数方式引入到传统的动态经济调度模型中。应用一种新颖的布谷鸟搜索算法对所提模型进行求解。最后，以经典10机系统为算例进行仿真研究，结果验证了所提模型及算法的正确性和有效性。独立微网系统的多目标优化规划设计方法
摘要：该文围绕包含柴油发电机、风力发电、光伏发电和铅酸蓄电池的独立微网系统中的容量配置问题，提出了包含微网全寿命周期内的总成本现值、负荷容量缺失率和污染物排放的多目标优化设计模型。该优化模型在控制策略上，考虑了多台柴油发电机的组合开机方式、储能电池与柴油发电机之间协调控制策略，以及系统备用容量等问题。在优化变量上，选取设备类型和装机容量同时进行设计。最后利用自主开发的微网优化设计工具，针对某独立海岛微网系统开展了不同目标组合、不同控制策略下的分布式发电单元和储能电池的优化配置方案研究。基于小波变换与神经网络的孤岛检测技术
摘要：为保障安全与电力用户供电质量，基于并网逆变器的分布式发电（distributed generation DG）系统要求具备孤岛检测功能。针对被动式孤岛检测法检测盲区（non-detection zone，NDZ）大、检测时间长以及主动式孤岛检测法影响分布式发电系统供电质量的缺点，提出了一种新的被动式孤岛检测方法。该方法利用小波变换从公共耦合点（point of common coupling，PCC）处的电压信号及逆变器输出电流信号中提取特征量，再通过BP神经网络进行模式识别来判断是否出现孤岛现象。仿真与实验结果表明，该方法比传统的被动式孤岛检测方法检测速度快，检测盲区小。同时，由于所提供的孤岛检测法没有向控制信号中加入扰动量，因而不会对电能质量产生不良影响，克服了主动式孤岛检测方法的不足，并具有很高的准确性与可靠性。含PQ控制逆变型分布式电源的配电网故障分析方法
摘要：随着逆变型分布式电源（inverter interfaced distributed generation，IIDG）在配电网中的渗透率不断提高，且在新的故障穿越行为要求下，现有的故障分析方法已不再适用。为此，提出一种适应于最新并网规定的含PQ控制IIDG的配电网故障分析方法。该方法首先通过分析IIDG故障电流特性，提出计及控制特性的IIDG压控电流源等值模型；在此基础上，建立了故障下的含IIDG配电网节点电压方程，并针对不同 IIDG 间相互耦合以及公共连接点（point of common coupling，PCC）故障电压与 IIDG 故障电流之间存在非线性关系，提出相应的迭代修正求解方法。最后，通过算例仿真计算，验证了所提方法的可行性和有效性。基于径向基函数神经网络和模糊积分融合的电网分区故障诊断
摘要：为有效解决分区故障诊断关于互连区域间联络线的诊断问题，提出了基于径向基函数神经网络和模糊积分融合的大电网故障诊断方法。该方法通过网络重叠分区将大电网划分为若干区域，故障发生后根据警报信息选择性触发警报信息所在区域对应的区域径向基函数神经网络诊断模块，然后利用模糊积分关联融合相连区域关于联络线的诊断输出，实现对联络线的故障诊断。该方法不仅可以诊断各区域内部发生的故障，而且能够有效地诊断区域间联络线发生的故障。算例仿真结果表明：该方法简单、有效，能弥补现有电网分区故障诊断方法在联络线故障诊断方面存在的不足，且能够处理各种复杂故障情况，具有良好的故障容错能力。计及线路路径优化的空间电网规划
摘要：针对传统电网规划方法难于有效计及复杂路径及环境成本的问题，基于栅格化三维地图，以设备投资成本和运行费用综合最小为目标函数，考虑传统电网规划约束和线路路径优化约束，建立了考虑路径优化和变电站选址的空间电网规划模型。该模型是一个复杂的混合整数非线性规划模型，将其分解为考虑变电站选址的电网规划上层问题和线路路径优化下层问题，并提出适合求解该模型的遗传算法和动态规划法相结合的混合优化算法，该混合优化算法在采用遗传算法解决网架结构优化和变电站选址优化的同时，将动态规划法嵌入到遗传算法中，求解线路路径优化问题，为了提高计算效率，在遗传算法中引入了记忆体结构，IEEE Graver-6节点算例，IEEE 118节点算例和一个实际电网算例的结果验证了模型和算法的有效性。基于主从问题的电力系统最优主动解列
摘要：系统主动解列的完整模型为大规模非线性混合整数规划问题，大多采取完全分解方法，因而只能求得近似解，针对此问题提出了基于主从问题交替求解电力系统最优主动解列断面的新策略，从而求得更优解。该策略基于图背包理论（connected graph constrained knapsack problem，CGKP）将完整主动解列模型转化为主从问题；主问题为图的最优平衡分割问题，采用 CGKP 技术进行求解；从问题为基于直流最优潮流（optimal power flow，OPF）的调度问题，采用OPF技术进行求解；主从问题之间通过节点负荷的调节量实现耦合。通过主从问题之间的交替迭代获得更优的解列方案，同时也使得解列方案更接近于完整模型的最优解。算例分析表明，该算法相对于其他近似求解策略，所获得的解列方案可使系统总切机切负荷量更少，从而证明了该方法的有效性和可行性。多站点无功补偿装置的多目标协调控制
摘要：针对目前500 kV变电站中无功补偿装置所采用的单独补偿控制方式，提出一种多目标协调控制方式来克服无功补偿装置缺乏协调且损耗较大的不足。该方法将变电站内低容/低抗装置纳入SVC的控制体系，并考虑站与站之间无功补偿装置的相互影响，以节点电压偏差和无功补偿装置总损耗最小为目标建立多目标无功协调控制模型。根据无功协调控制中变量敏感度不同、局部搜索能力不足的特点，将控制变量划分为敏感变量和非敏感变量，采用具有二级搜索的改进NSGA-II算法求取其Pareto最优解集。对南方电网中电压耦合较强的2个变电站在3种不同负荷水平下进行无功协调控制仿真，结果表明优化结果能够根据控制需要为决策者提供多种最优的协调控制策略。与常规 NSGA-II 算法和法线边界交叉算法的对比，表明改进 NSGA-II 算法得到的Pareto解集具有更优的收敛曲线及分布性。一种构建网络状态空间模型的新方法及其在SSR研究中的应用
摘要：在总结输电网接线特点的基础上，给出网络部分状态变量的选取方法及电容支路动态导纳矩阵的定义，并提出一种形成电力系统网络状态空间模型的新方法。该方法无需通过复杂的拓扑分析生成网络常态树即可确定网络的状态变量，无需按照严格的规则对支路和节点进行编号，即可方便地生成网络状态空间模型，且在网络结构变化时网络状态空间模型修改容易，适于进行多机系统的次同步谐振（subsynchronous resonance，SSR）特征值分析。以国内某多机串补输电系统为例，利用文中所提方法分析了系统的SSR特性及静止无功补偿器对其 SSR 问题的抑制作用，并通过时域仿真验证了所提方法分析结果的有效性。该方法可为火电厂的系统接入方案规划以及 SSR 抑制措施的设计提供指导和理论支撑。基于保护脆弱度加权拓扑模型下的电网脆弱性评估
摘要：电网中存在的某些脆弱环节对系统大停电事故有着重要的影响。为了有效辨识出这些脆弱环节，提出了基于保护脆弱度加权拓扑模型下的脆弱性评估方法。定义了保护配合度、保护故障严重度和保护脆弱度，并以此提出了单元保护脆弱强度的概念，量化了保护装置的脆弱度对电网中单元脆弱性的贡献程度；建立了基于保护脆弱度的拓扑模型，并给出了加权后相应复杂网络参数的定义；由此，提出了结合单元保护脆弱强度与介数的电网脆弱性评估方法。算例结果验证了所提方法在保持复杂网络理论对结构脆弱性有较好辨识效果的基础上，有效地计及了保护装置脆弱性因素对电网脆弱性的影响，提高了脆弱辨识效果和精度，表明该方法简单有效，具有一定的应用前景。基于多智能体相关均衡算法的自动发电控制
摘要：提出了一种分散式多智能体均衡算法（decentralized correlated equilibrium Q（λ），DCEQ（λ））以解决新能源接入所带来的强随机环境下的互联电网自动发电控制。该算法以相关均衡概率选择机制平衡利用与探索，是一种典型的试错寻优且与模型无关的智能算法。在综合考虑分散式多智能体均衡算法在自动发电控制（automatic generation control，AGC）系统设计适用性的基础上，改进了多智能体算法的奖励函数；以区域控制偏差（area control error，ACE）实时绝对值赋予公平系数的方法设计了均衡选择函数；在分析了3种常用资格迹算法特点的基础上，融入了SARSA（λ）资格迹以有效解决火电机组等大延时环节所带来的时间信度分配问题。IEEE 标准两区域频率响应模型与南方电网模型仿真研究表明，所提出的 DCEQ（λ）控制器相对于单智能体 Q（λ）控制器具有更好的控制性能，在控制过程中能有效消除ACE与控制性能标准（control performance standard，CPS）中的实时毛刺，显著提高互联电力系统的稳定性与鲁棒性。基于FPGA的配电网暂态实时仿真研究（二）：系统架构与算例验证
摘要：有源配电网暂态实时仿真需要较强的计算能力作为支持，因此提出基于现场可编程门阵列的有源配电网暂态实时仿真中系统级并行、模块级并行以及底层并行的多层级并行架构，并研究了各层级并行的实现方式。利用模块级并行以及底层并行的设计思想，使用Verilog HDL语言开发了基于浮点数运算的配电网暂态实时仿真系统。为验证该实时仿真系统的有效性，选取典型配电网络并以2μs 的仿真步长进行了实时仿真测试，充分验证了所提配电网暂态实时仿真系统在仿真速度、仿真规模方面的优势，通过与 Matlab/SimPowerSystems的计算结果进行比较，验证了该系统的仿真精度。计及VSC-HVDC的交直流系统最优潮流统一混合算法
摘要：进化类算法和内点法交替迭代的混合算法在求解含电压源换流器的高压直流输电（voltage source converter based high voltage direct current，VSC-HVDC）的交直流系统最优潮流（optimal power flow，OPF）问题时由于截断误差的影响和VSC-HVDC 控制方式的限制，容易发生振荡，因此提出一种基于差分进化（differential evolution，DE）和原-对偶内点法（primal-dual interior point method，PDIPM）的统一混合迭代算法。算法的主要思想是以DE算法为框架，对离散变量进行优化，在 DE 算法的每一次迭代过程中，采用 PDIPM对每个DE个体进行连续变量的优化和适应度评估。由于采用PDIPM进行DE种群适应度评估，无需设定VSC-HVDC的控制方式，因此提高了算法的全局寻优能力。多个算例结果表明，该混合算法数值稳定性高，寻优能力强，能很好地解决含两端、多端、多馈入VSC-HVDC的交直流系统最优潮流问题。特高压直流输电工程单极保护降压试验研究
摘要：在向家坝至上海（简称向上）工程系统调试期间，针对送端（复龙站）系统较弱的情况，对送端系统电压控制进行研究，对单极大负荷运行可能发生的事故及防止对策提出预案。对单极额定负荷运行保护降压试验过程中直流电压、电流和触发角等参量地变化过程进行分析，剖析试验过程中直流控制的调节特性，对交/直流过电压进行分析，提出送端（向家坝侧）无功功率和电压控制参数，并进行临时整定，以确保单极大负荷运行期间送端系统电压的稳定和单极额定负荷70%降压运行试验的成功。通过实测的直流参数，对换流站无功功率和母线电压的计算分析，验证了试验前系统计算结果的正确性，并对送端电压稳定行进行分析，指出整流侧直流电压和电流剧烈波动不会危及系统的安全稳定运行。基于电力电子变流器的机端次同步阻尼控制器研究与测试
摘要：针对大型汽轮发电机接入串补输电系统面临的次同步谐振问题，研制出一种基于电力电子变流器的机端次同步阻尼控制器（generator terminal subsynchronous damping controller，GTSDC）。它由多模态次同步阻尼控制器和基于链式结构的高压大容量电流跟踪变流器构成，通过向机组定子侧注入幅值和相位可控的扭振模态互补频率的电流，实现抑制轴系扭振的目标。阐述GTSDC的工作原理和设计方法，研发一套等效容量为10 MVA、输出电压为22 kV的装置，并在上都电厂660 MW 机组上进行现场参数整定和效果试验，结果表明：所研发的GTSDC能大幅提高扭振模态阻尼并有效抑制持续激励引发的强迫性轴系扭振，为解决次同步谐振和振荡问题提供了一种新颖而有效的技术手段。云理论在配电网络变电站选址定容中的应用
摘要：变电站选址与定容优化规划属于大规模组合优化问题，基于云在定性概念描述与定量数值表示之间转换过程中的优良特性，借鉴遗传算法“优胜劣汰，适者生存”的进化思想，提出一种基于云理论的优化算法（cloud theory optimization algorithm，CTOA），并将其应用于电力系统配电网络变电站站址、站容的优化规划研究中。在该算法中，用云的期望代表父代个体的优良特征，用云的熵和超熵控制遗传和变异的程度，用正态云算子完成概念空间到数值空间的转换，产生种群，实现遗传操作。CTOA在定性知识的指导下能实现空间范围的自适应控制搜索，可以有效改善智能优化算法易陷入局部最优解和早熟收敛等问题。最后结合某装备制造基地变电站选址定容实例，分别采用改进自适应遗传算法（improved adaptive genetic algorithm，IAGA）、改进多组织粒子群优化算法（refined multi-team particle swarm optimization algorithm，RMPSO）和CTOA算法对其进行了优化规划研究。结果表明，CTOA在收敛时间，搜索精度性能指标方面优于IAGA、RMPSO算法，且该算法无需编码，操作流程简单，易于实现，能更好的满足配电网络中大规模变电站规划的需求。基于IEC 61850的变电站自动化系统安全风险评估
摘要：基于 IEC 61850的变电站自动化系统（substation automation system，SAS）是SAS的发展方向。变电站安全问题日益突出，对 SAS 开展安全风险评估十分必要。提出了基于功能分解的 SAS 安全风险评估方法，依据 IEC 61850建立基于功能分解的安全风险评估模型，对 SAS 系统和功能进行数学语言描述，将SAS安全风险划分为“系统风险”和“功能风险”。给出了功能失效概率计算方法，并引入逻辑连接价值、逻辑节点价值和功能价值概念以度量功能失效后果损失。建立了功能风险等级9级评定方法和基于层次分析法的系统风险综合方法。最后以T1-1型变电站SAS为例验证了方法的可行性和适用性。高速窄带OFDM电力线通信实时动态频谱分配
摘要：动态频谱分配应用于实际电力线通信系统面临分配策略、实时算法等诸多挑战，到目前为止还未见有公开报道。定义并设计了一个实际的基于正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing，OFDM）的高速窄带电力线通信系统构架，并提出一种适用于该系统的动态频谱分配策略和对应的实时实现算法。该算法在任一种调制方式下将子载波进行分组，并对各个子载波组的功率进行排序,选择可用的子载波组,根据速率最大化准则确定最优的调制方式并分配功率。该算法与 Hughes-Hartogs 算法相比，具有较低的运算复杂度和较少的信令开销，与传统的等功率分配方式相比，误码性能更好。仿真结果和实验结果证明了该算法的有效性和优越性。
