摘要:泛在物联的配用电系统是智能配电网与电力物联网深度融合形成的信息物理社会系统（CPSS）。分析了泛在物联的配用电系统的参与主体及其信息、物理、社会属性，并从物理域、信息域和社会域3个层面探讨参与主体之间的交互影响，并提炼其运行特点，包括物理域中的节点、网络和功能的灵活性；信息域中的泛在感知的不确定性、计算模式的边缘化、开放交互的安全性；社会域中的角色可变性、效用个性化、商业模式多元化。在分析国内外研究动态的基础上，提炼其难点，包括复杂配用电系统的特征识别、社会行为建模与混合仿真、非完全信息的随机博弈框架与应用、融合社会属性的优化问题建模与求解、边缘计算的调度策略与驱动机制、配用电终端物联网的交互安全机制等。在理论层面为信息、物理、社会系统的多学科交叉提供分析探讨，在应用层面为泛在电力物联网和智能电网的建设提供技术支持。

摘要:泛在电力物联网是当前智能电网发展的一个重点方向。首先，总结了泛在电力物联网的主要作用和价值体现；其次，从智能电网各个环节概述了物联网技术在电力领域的已有研究和应用基础；进而，构思并提出了泛在电力物联网的发展形态，包含现阶段智能电网、透明电网和零边际成本电网3个阶段的技术发展趋势，为泛在电力物联网建设的深化提供一些思路；最后，提出泛在电力物联网的若干技术挑战，为泛在电力物联网的未来研究提供参考。

摘要:随着直流变流技术的发展，以及直流配电应用需求的增加，直流配电系统得到了广泛的重视与发展。中国国家标准GB/T 35727—2017《中低压直流配电电压导则》的制定，明确了直流配电的电压等级这一供电模式的核心要素，对直流配电的发展具有重要意义。介绍了标准制定的背景，对中压直流标称电压、低压直流标称电压、允许电压偏差范围等参数的选择依据进行了分析说明。提出以负荷距为指标的直流配电系统供电模式分析方法，将电压等级、允许偏差、线路参数、输送容量等进行联动，为直流配电系统供电模式的分析设计提供支持。

摘要:气候变化已成为人类可持续发展面临的核心挑战,低碳能源转型已成为减缓气候变化的关键举措。碳减排是能源转型的关键效益之一,若能对其进行货币价值化评估,将有助于在统一货币量纲下,对不同能源转型目标和路径进行成本效益分析。分析了国际主流碳排放货币价值化评估方法,认为碳排放社会损失更适用于长期能源转型问题的评估。进而,对碳排放社会损失评估模型中社会经济、气候变化、损失评估、结果折现各子模块进行了详细介绍,并明晰了评估模型的不确定性来源。最后,选择典型评估模型对中国碳排放社会损失进行了试算,并对折现率这一关键参数进行了灵敏度分析,为能源转型方案碳减排效益货币价值化提供了评估思路。

摘要:电力行业碳排放权的初始分配是保证碳交易市场有效运作的基础和关键。通过对电力行业碳排放过程的特征挖掘，进行指标分解，提取影响碳排放分配结构体系的多关联影响因素；其次，结合专家的知识和经验，基于改进的层次分析法确定各指标的主观权重；接着，采用改进的熵权系数法进行指标映射，构建新的识别参数体系，自适应确定各指标的客观权重；然后，通过主客观权重的优化组合，确定各指标的综合权重，建立电力行业碳排放权的分配模型。最后，以某省区为算例进行对比仿真分析，仿真结果表明：与传统考虑单个因素的分配方案相比，文中方案计及了多关联因素的影响，得到的理论测算结果能更客观地反映地区碳减排权责的实际状况，避免了过于主观或过于客观的片面评估结果。

摘要:电价多解情况的出现将为实时市场的出清带来困难，有必要从理论上对其发生条件进行研究，并建立高效判定方法以提高实时定价效率。文中对节点电价多解情况的判定机理进行了深入分析和研究，基于市场出清问题的物理特性和数学特征，提出了退化、对偶问题多解与节点电价多解三者之间明确而严格的数学关系，基于所获判定机理建立了电价多解情况的完整有效判定流程，最终利用算例进行了判定方法对比以及有效性与适应性验证。

摘要:针对大规模互联电力系统中的时滞现象对电力系统稳定运行产生的不可忽略的影响,文中研究区间变时滞影响下电力系统的稳定性问题。首先,充分考虑时滞变化率对电力系统稳定区域的影响,构造一种新的含时滞依赖矩阵的Lyapunov泛函。然后,在解析过程中采用新的积分不等式对时滞分割后的积分项进行处理,得到保守性较小且计算量较少的稳定性判据,扩大了电力系统的稳定运行区域。最后,通过对典型二阶时滞系统、单机无穷大系统、两区四机系统以及负荷频率控制系统进行仿真分析,验证了所提方法的优越性。

摘要:针对互联的广域电力系统，考虑多条回路存在传输时滞，建立多时滞电力系统模型，然后构造更优的Lyapunov-Krasovskii泛函，利用辅助函数积分不等式界定泛函导数中的积分项，推导得出多时滞系统的稳定判据。新构造的泛函和辅助函数积分不等式引入了多时滞系统更多的边界信息，获得了更加自由的求解空间，减小了积分界定过程中带来的误差。最后，借助MATLAB软件中的线性矩阵不等式工具箱，应用多种稳定判据分别仿真计算典型二阶时滞系统、单机无穷大系统以及WSCC 3机9节点系统的时滞稳定性。仿真结果表明，文中所提出的稳定判据能得到比已有文献保守性更小的结果，并揭示了系统多个时滞稳定区间，能够更加准确地反映多时滞电力系统的稳定性。

摘要:频率振荡是有功频率控制过程的小扰动稳定问题。已有研究集中于发电机调速器和原动机环节的分析。电力系统稳定器也可用于抑制频率振荡。分析了发电机励磁系统影响频率振荡的机理,当负荷具有电压调节效应时,则发电机励磁系统通过影响负荷电压进而影响负荷功率,从而对频率振荡产生影响。给出了频率偏差通过电力系统稳定器、励磁、网络、负荷等环节影响电磁功率的过程,利用阻尼转矩法计算电磁功率阻尼系数并分析了电力系统稳定器的影响。提出了多机系统中不同发电机电力系统稳定器对频率振荡阻尼影响大小的评估方法,选择影响大的发电机进行参数优化可更加有效地提高频率振荡阻尼。利用IEEE的4机2区系统对分析结论进行了仿真验证。

摘要:电力系统中存在大量参数各异的感应电动机负荷，为研究其类型及相关参数的分布特征，以文献调研获得的224台电动机负荷模型参数为基础，以电动机模型在暂态仿真中的差异为依据，进行了深入分析。首先，针对调研所得模型参数中机械转矩系数和初始滑差大量缺失的问题，分别通过K最近邻填补方法、负载率或临界滑差予以填补；其次，针对不同电动机暂态响应的差异，以仿真所得的电动机暂态功率曲线为聚类依据，采用K均值算法，获得了7类暂态特征各异的电动机，并分析了7类电动机的参数分布特征。所得的7类典型参数值补充了IEEE和国家电网有限公司推荐的电动机参数集，为感应电动机负荷模型的典型参数取值提供了参考依据。

摘要:合理评估电动汽车快速充电网对其规划方案决策和运行薄弱环节改善有着重要意义,是促进电动汽车发展的重要环节之一。为此,构建了电动汽车快充网的综合评估体系。首先,结合快充网的多重属性,分析电动汽车快充网-用户-交通网-配电网之间的耦合交互关系,提出快充网运行水平、用户体验度、交通网运行影响度和配电网运行影响度四个准则,并在准则下构建相应的评价指标,形成了具有目标层、准则层和指标层的综合评估指标体系;其次,利用层次分析法和熵权法分别确定准则层和指标层权重,结合层次递推的模糊综合评价方法,量化快充网对各主体的影响并进行综合评估;最后,通过对某城市4种快充网进行综合评估,验证了所提方法的有效性。

摘要:配电网动态状态估计中状态方程的过程噪声统计参数是未知而且时变的,因此在状态估计过程中需要在线对过程噪声统计参数进行实时估计,而且不准确的噪声参数将会导致无迹卡尔曼滤波器的滤波性能下降甚至滤波发散。文中研究了基于改进鲁棒自适应无迹卡尔曼滤波器的配电网动态状态估计方法,其噪声参数统计估值器由一个有偏的和一个无偏的估值器组成,可以提高在状态估计过程中噪声参数估计的准确性,同时确保过程噪声方差矩阵的半正定性,从而保证算法的鲁棒性。通过对IEEE 33节点系统进行仿真验证,结果表明所提方法在系统平稳运行、负荷发生剧烈变动或者初始噪声参数值设置不当的情况下,均能保证较高的状态估计精度。

摘要:随着城市配电网络规模不断扩大，配电网实时拓扑难以获取已成为观测其运行状态的主要瓶颈。为了解决传统拓扑辨识方法噪声敏感性高、在线运行难等问题，提出了一套基于集成深度神经网络的配电变压器（简称配变）联络关系辨识方案。首先，依据配电网测量的横纵连续性，对历史数据进行二维小波阈值去噪，降低噪声对辨识结果的影响。为提高深度学习算法的精度上限，采用搜索、生成与评价的策略对数据进行特征提取与选择。然后，以选择的特征为输入，构造交叉熵深度神经网络，通过网格搜索优化深度神经网络的超参数。采用集成学习的策略训练同质深度神经网络，保证模型的在线拓扑辨识能力。最后，通过在TensorFlow上进行的实验验证了提出的集成深度神经网络模型在配变联络关系辨识中的精确度与鲁棒性。

摘要:线性潮流方程广泛应用于经济调度、规划优化、概率分析等场景中，不同线性潮流方程的根本差别在于“状态变量函数形式”的选取。从一般的线性潮流方程出发，将潮流方程线性化误差分解为电压相角和电压幅值相关的线性化误差，通过理论推导及数值分析，提出一种潮流方程状态空间变换的归一化分析方法,得到潮流方程线性化误差的一般特性，给出常用状态变量函数形式下潮流方程线性化误差的分布规律。基于上述理论，设计一种潮流方程最优状态空间的选取方法，并对实际应用场景中选择最优的线性潮流模型进行分析。

摘要:规模风电并网背景下，电力系统加大火电机组的调峰深度，充分挖掘现有下调备用空间，将是应对风电出力不确定性的有效方式之一。文中考虑火电机组工作在深度调峰（DPR）方式下的附加煤耗损失和机组寿命损耗，提出了计及火电机组DPR成本的规模风电并网鲁棒优化调度模型。考虑风电出力不确定性，建立了包括基于风电出力预测场景的调度主问题和基于极端场景的调控子问题的两阶段鲁棒优化模型，并引入不确定度参数控制调度计划的保守性，最终优化出经济性最优的鲁棒日前调度方案。基于算例分析证明所述模型的合理性与有效性。

摘要:柔性多状态开关（SOP）能够实现配电网馈线潮流灵活的调控，改善电压分布水平，提升配电网消纳分布式电源的能力，已成为配电网领域的一个研究热点。文中以三端口SOP为研究对象，建立了三端SOP的数学模型。针对SOP数学模型体现出的非线性及强耦合的特点，通过坐标变换得到反馈线性化模型，对该模型设计了滑模控制器。文中将反馈线性化控制和滑模控制相结合，并用该复合控制取代传统比例-积分(PI)双环控制的电流内环，与传统PI双环控制相比，可以减少PI控制环节，降低PI参数整定的难度。根据SOP不同运行模式的要求，分别实现了各端口定直流电压和定无功功率模式、定有功功率和无功功率模式、定交流电压模式下的反馈线性化滑模控制算法。在MATLAB/Simulink中搭建三端口SOP仿真模型，仿真结果表明，与传统PI控制相比，所提出的控制策略动态性能好、鲁棒性强。最后，通过几种典型工况的仿真，进一步验证了所提控制策略的有效性。

摘要:蓄电池储能系统接入配电网静止同步补偿器（B-DSTATCOM）进行有功无功联合控制可有效缓解高波动性分布式电源大量接入配电网导致的电压越限、网损加重、三相不平衡度增加等系列问题。对此，文中提出一种计及光伏发电的不平衡主动配电网B-DSTATCOM实时有功无功联合优化控制策略。首先，对B-DSTATCOM四象限运行原理进行研究，在此基础上以电压偏移、网损、电压不平衡度及运行成本为子目标函数建立B-DSTATCOM实时有功无功联合多目标优化控制模型，并采用加权求和法、改进粒子群优化及直接潮流法求得最优控制方案。最后，基于澳大利亚某实际含光伏低压不平衡配电网进行MATLAB仿真，验证所提方法及模型的有效性、实用性和鲁棒性。

摘要:直流配电网分支密集，支持数据高速通信的测点相对较少，同时故障特性受配电网中电力电子设备控制策略的影响较大，导致传统配电网的故障定位方法难以适用于直流配电网。基于此，文中提出一种适用于直流配电网的双极短路故障定位新算法。基于暂态高频电流回路构建了不受控制策略影响的模块化多电平换流器和DC/DC换流器高频阻抗等值模型，然后，利用小波变换提取稀疏测点处的暂态高频电压形成节点高频电压方程。最后，将节点高频电压方程与基于贝叶斯算法的压缩感知理论相结合，求解节点高频电流稀疏向量，实现基于稀疏量测的准确故障定位。所提算法对测点数量要求低，同时不受换流器控制策略的影响，无需数据严格同步测量，理论上不受过渡电阻和负荷变化的影响。在PSCAD中搭建32节点直流配电网的仿真模型，测试数据验证了所提算法的定位效果。

摘要:安全稳定控制系统是保证电网安全稳定运行的重要手段,针对现有开环测试方法无法对现场装设的安稳系统进行动态闭环测试的不足,提出了基于实时仿真的远程闭环试验方法,研究了远程试验体系中信息交互、远程通信和信号转换等关键技术的解决方案,设计了远程试验系统的平台架构及标准化接口,研发了安稳系统的远程试验平台,并深入分析了该平台的3种工程应用模式。最后,以云南交流送出断面安稳系统为例,开展了本方法的现场试点应用,完成了对2个主站点安稳系统的远程联调测试。通过在实际工程的应用进一步证明了本文方法的有效性。

摘要:直流电网中,采用高压直流断路器切除故障线路能够有效清除直流故障,但现有的直流断路器投资成本高,系统正常运行时电力电子器件冗余。文中提出一种新型多端口直流断路器(multi-port DC circuit breaker,MP-DCCB)拓扑,采用单个主断路器保护多条直流线路,利用通流能力大的晶闸管作为主断路器和直流线路间的控制单元,有选择性地切断故障线路。然后,设计了能够吸收限流电感能量的转移支路来降低避雷器需吸收的能量,并对MP-DCCB断路、耗能以及重合闸阶段控制方式及电气过程进行了理论解析,建立了等效数学模型,研究电压电流应力及经济特性与MP-DCCB关键参数的关系。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建四端双极直流电网进行仿真验证,MP-DCCB能够有效降低断路器投资成本,具备应用于柔性直流电网的工程价值。

摘要:目前,换流器最后断路器保护存在可靠性差、逻辑复杂或预警性不足等问题，实际工程也出现了换流器最后断路器保护误出口事件。为此，文中首先梳理了实际工程换流器最后断路器保护的实现策略，并在换流器最后断路器电流回路特征分析的基础上，构造了虚拟交流出线电流网络和虚拟母线电流网络，继而提出了一种基于虚拟电流网络的换流器最后断路器保护算法，从原理上解决了最后断路器识别问题。所提算法与实际工程应用的算法进行了对比测试，测试结果表明所提算法可正确地识别最后断路器，原理清晰可靠,且有效地避免了实际工程中算法逻辑复杂、需要遍历等问题。

摘要:中国10~35 kV中性点经消弧线圈接地的中压配电网越来越多地采用消弧线圈与小电阻并联的方案。在发生永久性单相接地故障后投入并联小电阻，使故障电流增大，让保护装置可靠动作并断开故障线路。因此，在其基础上进行单相接地故障的测距技术研究极具发展前景和必要性。并联小电阻后将产生电流行波并在到达故障点后反射，反射电流行波幅值较大、特征明显。文中提出了利用投入并联小电阻产生的电流行波来进行故障测距的方法。深入分析了电流行波在线路上的传输特性，以及利用电流行波零模分量和线模分量进行故障测距的单端测距策略。针对配电网的特点，研究了架空线、电缆混合线路的解决方案以及利用多个检测装置信息的综合测距技术。最后，ATP/EMTP软件的仿真结果证明了所提出的故障测距方法的准确性和实用性。

摘要:针对开关型限流器的优化配置问题，为准确评估限流器动作后的限制效果，建立了断路器的最大开断电流与限流器配置的数学关联模型，在此基础上以各支路两侧安装限流器的电抗值为优化变量，以区域电网配置限流器的单位成本限流效果最大化为优化目标，以母线短路电流、断路器最大开断电流以及单个限流器的限流电抗为约束条件，建立限流器优化配置模型。以余弦迁移模型和柯西变异的生物地理学优化（BBO）算法为基础，并针对优化变量中相邻维度对适应度函数影响相近的特点，在算法中引入相邻维度间的二次变异操作，提出了基于适用于限流器优化配置的二次变异改进BBO算法。以某500 kV区域电网为例，进行限流器优化配置；为了验证所提改进BBO算法的优化性能，运用多个不同优化算法对限流器优化配置模型进行求解，优化结果表明，改进BBO算法具有较好的收敛速度、稳定性以及寻优能力。

摘要:超高次谐波是电力电子技术快速发展过程中不可避免的电能质量问题，受到了越来越多的关注。为揭示多个逆变器并网下的超高次谐振特性，文中提出了一种多逆变器并网下的超高次谐振特性分析方法。首先，以单相并网逆变器为例，分析其在单极倍频正弦脉宽调制（SPWM）下的谐波分布特性，以此来揭示基于单极倍频SPWM控制下的电力电子装置的超高次谐波发射机理。然后，建立了逆变器并网等效电路模型，并在此基础上，得到了多逆变器并网系统超高次谐波下的等效电路模型。其次，根据所建的等效电路模型求得了公共连接点的等效阻抗，并提出了超高次谐振放大系数的概念，在此基础上采用控制变量法分析了滤波器参数、并网逆变器数量和电网阻抗变化下系统的超高次谐振特性。最后，通过仿真验证了所建模型和理论分析的正确性。

摘要:为了提高三相电压型脉宽调制（PWM）整流器的动态响应速度和控制精度，提出了一种基于整流桥输入端电压动态分量优化的模型预测功率控制算法。首先，建立了三相PWM整流器dq旋转坐标系下的功率数学模型，分析了传统基于比例-积分(PI)控制器的直接功率控制算法的工作原理。然后，针对传统基于PI控制器的直接功率控制算法的内环功率PI控制器参数设计复杂及动态响应速度慢等缺点，从整流桥输入端电压动态分量优化的角度出发，借鉴模型预测控制思想，通过评价函数预测最优动态分量，在取消了功率内环PI控制器的同时提高了系统的动态响应速度和控制精度。最后，对所提模型预测功率控制和传统基于PI控制器的直接功率控制算法分别进行半实物实验对比研究，实验结果证明了所提算法的正确性和有效性。

摘要:随着可再生能源发电技术的成熟及安装运行成本的不断降低，分布式发电得到了快速的发展，并由此产生了大量的电力产消者。然而分布式发电由于容量小、波动性大、分布零散等特点，并不适合参与现行的电力市场。针对此问题，文中结合国外电力零售市场研究和中国分布式电力交易的实际情况提出了一种配电网层面下的分散式电力市场模式，并分别从市场定义、参与主体、交易方式、时间尺度、出清方式等方面进行了分散式电力市场的框架设计。然后，针对分散式电力市场交易平台难以建立的问题，研究了将区块链技术应用于分散式电力市场构建的可行性及交易实现流程。最后，分别从政策法规和市场建设要点2个方面分析了构建分散式电力市场需要注意的问题。

摘要:随着电力市场化改革的深入发展，风电等新能源需要逐步与火电等其他传统电源进行竞争，同时风电等新能源出力的不确定性也增加了其在市场上博弈的复杂性。文中针对现货市场中风电场采用电量投标模式下的利益博弈问题，考虑风电出力的不确定性及预测误差，基于日前、日内2级现货市场出清模型，推导了风电场在不同投标组合情形下市场博弈均衡点的解析式，并采用实际风电出力及预测数据进行了仿真验证。对市场均衡下的风电投标结果进行分析，结果表明：在风电场电量投标模式下，风电场的博弈策略与风电出力预测值及预测误差有关，风电场可通过提高预测精度降低其投标收益风险；同时，此投标模式下风电场的投标策略出现了日前电量持留，加剧了风电场的投机行为，增加了市场运行风险。

摘要:为了削弱对化石能源依赖的程度和发展新能源，中国新疆地区风电装机容量逐年攀升。与此同时，大规模风电并网对传统配电网带来的冲击日益显著，尤其是短路故障发生时对短路电流的影响，导致继电保护可靠性降低，电力系统失稳。此次新疆电网110 kV人工短路试验，不仅进行了详细试验方案的编制，还对短路电流的影响因素进行了探析以及基于PSASP潮流方式的计算值和试验值误差的分析。最后，得出现行电力系统不同类型的风机计算模型与电网实际情况的贴合程度和不同故障类型下的计算电流与实测电流的误差比，并且总结出计算值与实测值存在误差的影响因素。