最新刊期
      2018年第42卷第3期

        观点

      • 陈启鑫
        2018, 42(3): 1-7.
        摘要：随着大量分布式能源接入配电网，电力系统的安全稳定经济运行进一步受到挑战。可交易能源被视为有望促进系统供需平衡的机制而得到各国学者的广泛关注。综合分布式能源现有技术的发展，将可交易能源机制限定在配电网层面，面向终端用户、电源、储能等分布式主体。在该机制下，分布式主体可直接交易互动，形成去中心化的扁平交易体系，能够通过实时电价引导交易，实现成员收益和系统整体利益的激励相容。首先阐述了面向分布式主体可交易能源系统的概念、特性和意义。进而系统全面地设计了可交易能源系统的体系架构和交易机制，呈现了可交易能源系统具体的运行方式，并分析了相关主体的效益。最后，从系统运行要求出发简述了关键技术，如智能决策系统、区块链等。  
        关键词：可交易能源;分布式;交易机制;区块链   
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        更新时间：2025-08-13

        观点学术研究

      • 基于不确定测度的电力系统抗差状态估计：(三)算法对比

        陈艳波
        2018, 42(3): 8-13.
        摘要：针对所提出的基于兼顾测点正常率的偏离度最小准则的最大正常率最小偏差度估计方法，运用大量算例与已有的加权最小二乘、加权最小绝对值、非二次准则和基于测量不确定度的估计方法进行对比研究。结果表明，所述方法对强相关的多不良数据、杠杆点不良数据均具有较强的抑制能力，在计算效率上也能满足大系统的要求。  
        关键词：抗差状态估计;不确定测度;强相关不良数据;杠杆点   
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        更新时间：2025-08-13

      • 多光伏发电单元并联接入弱交流系统的稳定性分析

        贾祺
        2018, 42(3): 14-20.
        摘要：围绕弱交流系统下多光伏发电单元并联运行的稳定性问题，建立了两个光伏发电单元并联小信号模型，分析电网强度、各光伏发电单元运行工况以及各逆变器锁相环控制器参数对其运行稳定性的影响，揭示各光伏发电单元的运行耦合机制。同时，提出了一种基于虚拟端电压的光伏发电运行控制策略，等效地减小电网阻抗，提高多光伏发电单元并联接入弱交流系统的运行稳定性。研究结果表明:随着各光伏阵列输出功率的增加和电网强度的降低，多光伏发电单元易发生振荡现象；一定范围内增加各逆变器锁相环控制器比例系数(暂不考虑积分系数的影响)，可增强系统阻尼，易于提高系统的稳定性；相比于单个光伏发电单元接入弱交流系统，多光伏发电单元间功率环路存在耦合项，易受光伏发电单元运行工况与锁相环控制器比例系数的影响，不利于系统稳定运行。基于时域仿真算例验证了理论分析的有效性和控制策略的可行性。  
        关键词：光伏发电;弱交流系统;小信号模型;小干扰稳定性;耦合机制   
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        更新时间：2025-08-13

      • 面向分布式光伏虚拟集群的有源配电网多级调控

        窦晓波
        2018, 42(3): 21-31.
        摘要：受外界环境影响，分布式光伏出力具有间歇性、波动性和不确定性，其分散、高渗透接入给配电网调控带来了高维数、高复杂度等问题，故提出面向分布式光伏虚拟集群的有源配电网多级调控。首先，提出虚拟集群概念，并基于社团理论提出适应调控目标变化的虚拟集群动态划分方法。然后，针对含高渗透分布式光伏配电网的运行特点和调控需求，具体研究包含全局优化调度级、集群趋优控制级、本地消纳控制级的多级调控模型与实现方法。最后，在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型并进行算例分析，验证了所提调控方法可适应有源配电网运行状态变化，提高调度控制的快速性和有效性。  
        关键词：分布式光伏;虚拟集群;动态划分;有源配电网;多级调控   
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        更新时间：2025-08-13

      • 基于分布式两级控制的孤岛微网网络化控制策略

        赵婵娟
        2018, 42(3): 32-39.
        摘要：针对传统微网下垂控制的网络化控制策略中数据传输随机丢包对系统控制精度和稳定性影响的问题，提出一种基于分布式两级控制的孤岛微网网络化控制方法。采用初级控制实现负荷分配，同时增加分布式次级控制部分弥补电压和频率偏差提高孤岛微网负荷分配精度并维持微网稳定，通过改进的分布式卡尔曼(Kalman)滤波估计微网电压与频率输出状态，可有效避免数据传输随机丢包对系统稳定性的影响。所提的控制策略可实现二次型性能指标的全局最优控制，且对较小程度的数据丢包率具有鲁棒性。仿真实验验证表明，所給出的控制方法是有效可行的。  
        关键词：微网(微电网);网络化控制;分布式两级控制;负荷分配;分布式卡尔曼滤波   
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        更新时间：2025-08-13
      • 陈来军
        2018, 42(3): 40-47.
        摘要：随着分布式能源在独立微网内的渗透率不断升高，系统惯量水平逐渐降低。虚拟同步发电机(VSG)由于能够模拟惯量，对系统频率的动态变化具有一定的阻尼作用，已逐步应用于微网中。针对新能源出力波动或负荷投切等导致微网内瞬时功率失衡，进而引起系统频率振荡甚至超过安全约束的问题，提出了基于模型预测控制(MPC)的VSG控制方法。建立了以频率变化率为约束，以频率偏差和VSG出力加权值为优化目标的预测模型。设计了根据系统频率及VSG输出电压—电流等物理量，利用预测模型计算所需功率增量，并据此改变VSG输入功率设定值的整体控制策略。同时，给出了预测模型的求解算法，并对算法收敛性进行分析，为关键参数的选取提供了依据。通过独立微网内负荷投切和分布式电源出力波动等典型工况下的仿真，验证了所提控制策略的正确性和有效性。  
        关键词：独立微网(微电网);频率动态特性;虚拟同步发电机;模型预测控制   
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        更新时间：2025-08-13

      • 直流配电网下垂参数小干扰稳定优化调控方法

        孙峰洲
        2018, 42(3): 48-55.
        摘要：以基于下垂控制的直流配电网为研究对象，推导建立了下垂控制模式下典型环状直流配电网的小信号状态空间模型，对传统下垂参数经济优化模型中存在的系统调控不稳定问题进行了分析，进而提出了考虑小干扰稳定约束的直流配电网下垂参数优化调控方法，以确定性预测场景和极端场景下直流配电网小信号状态方程的特征值谱横坐标作为系统小干扰稳定约束，来优化系统网损。此外，为求解该模型，针对传统算法中存在的易陷入局部最优解、特征值迭代误差积累和计算效率较低等问题，在序列非线性规划算法和遗传算法的基础上提出了改进策略。数值实验结果表明，该优化模型在保证系统小干扰稳定的前提下能较大程度地提升系统运行经济性，同时提高系统适应不确定源荷功率随机波动的鲁棒性；所提出的算法改进策略可以在保证优化结果可靠有效的前提下，提高算法的寻优能力和计算效率。  
        关键词：直流配电网;小干扰稳定;下垂参数优化;鲁棒性   
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        更新时间：2025-08-13

      • 计及换相失败预测控制和故障合闸角的HVDC换相失败分析

        李程昊
        2018, 42(3): 56-63.
        摘要：考虑实际直流输电系统中换流变压器的接法，从换相电压—时间积分面积角度分析了换相失败预测控制和故障合闸角对换相失败的影响机理，分析了不同交流系统故障严重程度情况下影响换相失败的主要因素，提出了计及换相失败预测控制时引发换相失败的故障合闸角范围的计算方法及换相失败概率计算步骤，并指出换相失败预测控制加大了故障合闸角对换相失败的影响。以典型的单极直流输电系统为例，通过PSCAD/EMTDC软件仿真验证了理论分析的正确性和所提计算方法的有效性。  
        关键词：直流输电;换相失败;换相失败预测控制;故障合闸角   
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        更新时间：2025-08-13

      • 考虑用户行车习惯的电动汽车充电双层控制策略

        何西
        2018, 42(3): 64-69.
        摘要：考虑到电动汽车充电的随机性，基于软件模拟电动汽车用户行车及充电行为，并利用虚拟电池集合模型，提出电动汽车充电双层控制策略。该方法综合集中控制和分散控制的优势，将充电优化过程分为目标函数不同的上、下层2个层级。上层控制考虑全局利益，以高峰时的线路负荷、节点电压和总体成本为目标优化条件；下层控制考虑未来电动汽车高渗透率的情况，采用综合对偶分解和拉格朗日增广算法优点的交替方向乘子法(ADMM)进行分布式优化求解。为验证所提方法的有效性，利用仿真软件模拟18节点配电系统，对比分析了不同场景下4种控制模式对于节点电压、线路负荷以及日负荷曲线优化效果。结果表明，文中所提策略能解决由于大规模电动汽车接入带来的节点电压降低和线路负荷增加的问题，同时平抑高峰负荷，使日负荷曲线更加平滑。  
        关键词：电动汽车;行车模式;分层控制;智能充电;分布式优化   
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        更新时间：2025-08-13

      • 基于DTW算法与稳态电流波形的非侵入式负荷辨识方法

        祁兵
        2018, 42(3): 70-76.
        摘要：非侵入家用负荷识别技术可以指导家庭用户合理安排用电，提高用能效率，同时也为电力部门提供家庭用电的数据支持，有利于了解负荷用电规律及趋势，完善电力规划。由于家庭用户用电负荷的稳态特征值存在相似和无规律的问题，现有的方法多采用高级算法对所有的用电负荷组合进行训练。针对现有采用负荷稳态特征值方法进行识别所存在的不足，考虑到家用负荷稳态波形具有独特性和叠加性，提出了一种利用动态时间弯曲(DTW)算法计算与模版库波形的距离来识别家用负荷的辨识方法。首先，建立负荷稳态波形模版库；然后，在电压满足一定条件的情况下，测量家庭用户电流的稳态波形；最后，利用DTW算法计算出最小距离进行识别。  
        关键词：非侵入式负荷辨识;负荷电流稳态波形;动态时间弯曲算法;电流稳态波形库   
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        更新时间：2025-08-13

        观点学术研究研制与开发

      • 海上风电场真空断路器投入并联电抗器的过电压及防护

        周文婷
        2018, 42(3): 77-83.
        摘要：目前，海上风电场暂态过电压研究引起了广泛的关注。为改善现有海上风电场设备模型在高频条件下的局限性，搭建了真空断路器自定义高频合闸模型。考虑并联电抗器杂散电容的影响，建立了典型海上风电场35 kV系统模型，用于分析投入并联电抗器过程中在汇流母线及风机端变压器上产生的操作过电压。大量仿真结果与试验显示，海上风电场投入并联电抗器将出现峰值、陡度均高于陆上风电场的操作过电压。针对这种过电压分析了多种保护方案，发现并联安装避雷器和阻容吸收器抑制过电压的综合效果较佳，为海上风电场的设计、关键设备的绝缘保护和日常运维等提供了参考。  
        关键词：海上风电场;真空断路器;并联电抗器;操作过电压;阻容吸收器   
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        更新时间：2025-08-13

      • 基于大数据挖掘技术的智能变电站故障追踪架构

        王磊
        2018, 42(3): 84-91.
        摘要：文中提出了一种基于大数据平台的电网故障追踪方法，将故障诊断数据源延展至变电站层，利用Spark作为大数据处理工具对各类故障信息进行处理，有效地解决了海量监控数据的管理问题。通过数据挖掘技术对故障信息进行分析，找到故障元件的同时能够运用决策树对保护或断路器的不正确动作进行反向追踪，给出故障原因，使电网故障诊断的功能得到进一步优化。相比于目前依靠事故级报警信息的电网故障诊断，所提出的方法能够有效利用变电站层的各级监控数据，对故障做到追本溯源。  
        关键词：智能变电站;大数据;故障诊断;故障追踪;数据挖掘;决策树   
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        更新时间：2025-08-13

      • 考虑单相接地故障处理的自适应重合式馈线自动化方法

        封士永
        2018, 42(3): 92-97.
        摘要：针对当前馈线自动化(FA)存在过度依赖通信、安全防护难度大、定值参数不能自适应等问题，提出一种考虑单相接地故障处理的自适应重合式FA方法。结合单相接地暂态特征检测原理，制定过流失压跳闸，合闸过流后跳闸并闭锁，短时来电跳闸并闭锁的策略。配合变电站出口保护设计FA逻辑，并基于配电一二次融合成套装置实现多分支多联络配电网的大电流故障和单相接地故障的定位隔离及非故障区供电恢复。最后，基于实时数字仿真器(RTDS)搭建仿真测试平台，验证了所提方法的正确性和有效性。  
        关键词：定值自适应;重合式馈线自动化;单相接地;配电网;实时数字仿真   
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        更新时间：2025-08-13

      • 基于微网的电动汽车与电网互动技术

        周天沛
        2018, 42(3): 98-104.
        摘要：随着电动汽车的渗透率越来越高，其无序充放电行为会给电网的正常运行带来负面影响。电动汽车与电网互动(V2G)是一个很好的解决办法。基于微网的V2G模式被用于电动汽车与电网之间的能量交换，并建立了以微网负荷波动最小、可再生能源利用率最大及车主获得的收益最大为优化目标的多目标优化模型。针对该优化模型的求解，首先提出了变阈值优化算法，并在此基础上进行了改进，提出了充放电速率可调优化算法。优化结果证明了这两种算法能够通过合理的调度来提高可再生能源利用率，改善微网内部电量供应和需求不平衡问题以及增加电动汽车车主的收益。  
        关键词：电动汽车与电网互动;微网(微电网);有序充放电;多目标优化   
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        更新时间：2025-08-13

      • 奇异值分解方法在日负荷曲线降维聚类分析中的应用

        陈烨
        2018, 42(3): 105-111.
        摘要：负荷曲线聚类对负荷预测、电网规划和需求侧响应等应用有重要意义，但是海量的历史负荷曲线为数据存储和计算效率带来了挑战。为此，提出一种基于奇异值分解的日负荷曲线降维聚类方法。首先利用奇异值分解将日负荷曲线数据旋转变换至新的坐标系中，求解出的奇异值反映了相应坐标轴的重要程度。然后，将负荷曲线在各坐标轴上的坐标作为降维指标，用以反映负荷曲线的主要特征，再依据奇异值下降趋势确定指标的数目。最后，以各坐标轴对应的奇异值作为指标权重，采用基于加权欧式距离的K-means算法对日负荷曲线进行聚类。算例结果表明所提方法运行时间短、鲁棒性好，可以提高负荷曲线聚类的准确性。  
        关键词：日负荷曲线聚类;奇异值分解;降维聚类;K-means算法;加权欧式距离;鲁棒性检验   
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        更新时间：2025-08-13

      • 交流接触器电压暂降非单调抗扰特性分析

        钟庆
        2018, 42(3): 112-117.
        摘要：交流接触器的电压暂降抗扰特性可能会出现非单调性，使得其电压暂降免疫评估出现错误。为分析产生交流接触器电压暂降非单调抗扰特性的原因，文中建立了计及控制线圈电气特性的交流接触器详细数学模型。通过求解模型，获得了电压暂降下控制线圈电流和弹簧压缩距离，从理论层面分析了交流接触器的电压暂降抗扰特性。电压暂降发生时，控制线圈电流中可能会出现非周期分量，而非周期分量的大小决定了控制线圈电磁力的大小，从而决定了电压暂降抗扰特性。研究表明:控制线圈电流分周期分量与电压暂降起始角密切相关，是产生交流接触器电压暂降非单调抗扰特性的根本原因。最后，通过对交流接触器的实验测试，验证了理论分析结果的正确性。  
        关键词：电压暂降;交流接触器;抗扰特性;非单调特性   
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        更新时间：2025-08-13

        观点学术研究研制与开发信息通信系统及应用

      • 智能电网下保护用户隐私的无证书环签密方案

        张少敏
        2018, 42(3): 118-123.
        摘要：针对智能电网通过智能终端实时采集用户用电信息以实现预测和调度等功能，但频繁的数据采集不可避免地涉及用户敏感信息泄露的问题，提出了一种保护用户隐私的新的无证书环签密方案，该算法摒弃了计算开销大的双线性对运算和指数运算，仅使用椭圆曲线上的模乘运算。安全性分析证明，该方案满足无条件匿名性、保密性和不可伪造性。实验结果显示，与现有方案相比，该方案具有更低的计算开销，适合复杂、高效的智能电网。  
        关键词：智能电网;环签密;隐私保护;椭圆曲线离散对数问题;随机预言模型   
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        更新时间：2025-08-13

      • 基于报文信息标签的智能变电站通信服务策略

        佟为明
        2018, 42(3): 124-129.
        摘要：智能变电站是建设智能电网的重要基础和支撑。随着通信技术的进步，人们开始研究在智能变电站通信网络的设计中采用共网方案。这种方案在提高网络效率的同时也对通信的实时性和可靠性提出了挑战。针对以上问题，首先，分析共网方案下网络拥塞现象产生的原因及其对报文传输产生的影响。然后，提出基于报文信息标签的通信服务策略。该策略通过制定报文信息标签及流量监测的方式对报文进行分类识别和过滤，通过基于有最低延迟队列的定制长度加权轮询的通信调度方法实现对各类型报文的区分服务。仿真结果表明，该策略可有效地识别并丢弃伪装的大流量错误报文，避免了网络拥塞造成的重要报文传输超时和丢失，并降低了其他报文的传输时间。  
        关键词：智能变电站;通信调度;实时性;可靠性   
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        更新时间：2025-08-13

      • 基于IEC 61850 Ed 2.0的变电站与调度端保护信息通信方法

        李金
        2018, 42(3): 130-135.
        摘要：现有的基于IEC 61850第1版(Ed 1.0)标准的变电站与调度端之间保护信息通信规范缺乏明确的标准支撑，IEC 61850第2版(Ed 2.0)中IEC 61850-90-2研究了变电站与调度端间的通信，为保护信息的远传提供了理论依据。文中分析了基于IEC 61850 Ed 1.0的继电保护信息出站现状及IEC 61850-90-2中对变电站信息出站的要求，并对通信方式和建模策略进行了对比和优选。研究表明:在IEC 61850 Ed 2.0标准体系下，代理/网关的非透明间接访问方式和镜像建模更符合保护信息应用需求，同时现有的基于IEC 61850 Ed 1.0保护信息出站通信规范增补相关服务及约定，即可符合IEC 61850 Ed 2.0的要求。文中提出了符合IEC 61850-90-2的保护信息出站通信方案，并结合工程实践，论述了信息上送、日志服务等实现考虑。  
        关键词：IEC 61850;继电保护信息;代理/网关;非透明间接访问;镜像建模   
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        更新时间：2025-08-13

        观点学术研究研制与开发信息通信系统及应用工程应用

      • 大规模电网运行方式调整潮流计算及病态诊断

        彭慧敏
        2018, 42(3): 136-142.
        摘要：调度和运行方式计算人员经常面临方式变化和调整，迫切需要自动诊断病态潮流并进行运行方式调整潮流计算。为此，文中提出一套工程实用的操作后不平衡功率分摊模拟、潮流数据检查、潮流初值给定、潮流求解病态特性自动识别、病态潮流自动调整的运行方式调整潮流计算方法。采用牛顿—拉夫逊迭代过程中电压幅值和相角衰减指标特性和大小识别病态特征，依据病态特征建立基于内点法最优潮流的病态潮流和无解潮流的自动调整模型，实现大电网运行方式调整潮流计算。采用所提方法对IEEE 14节点系统和实际系统数据进行了病态潮流诊断指标和特征确定及潮流自动调整，结果分析验证了该方法的正确性和有效性。  
        关键词：运行方式调整;潮流计算;病态诊断;自动调整;最优潮流;收敛性   
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        更新时间：2025-08-13

      • 高压直流定无功功率交流故障恢复方法

        黄梦华
        2018, 42(3): 143-148.
        摘要：高压直流系统无功功率动态特性与直流控制强相关，对受端交流系统故障电压恢复特性具有显著影响。为此，研究了直流控制与无功功率动态特性的相互作用关系及其对故障恢复的影响。首先，分析受端交流系统故障时直流系统固有的无功功率动态特性，在此基础上，研究直流电流指令值、交流母线电压与无功功率交换量之间的动态相关性，提出低压限流功能的替代方案。接着，针对交流母线电压的不同故障水平，进一步研究了交流系统与换流站在不同交流电压水平下的无功功率交换能力。最后，仿真验证了在对称故障下所提替代方案能够提升交流故障支撑能力，改善系统的故障恢复性能，降低系统恢复过程中发生换相失败的概率。  
        关键词：高压直流;低压限流;三相故障;无功功率交换;故障恢复   
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        更新时间：2025-08-13

        观点学术研究研制与开发信息通信系统及应用工程应用综述

      • 高性能在线分析计算现状与协同计算关键技术

        郭健
        2018, 42(3): 149-159.
        摘要：阐述了电力系统高性能计算模式的概念，沿着“离线计算在线协同化”的演进方向，以提高计算实时性、可靠性和计算服务化为目的，将并行计算、分布式计算、云计算等高性能计算模式作为主要分析内容，从分解协调方法、数值计算并行、硬计算架构和软计算模式等方面总结了状态估计、潮流计算、包含暂态稳定计算和静态安全分析功能的在线动态安全分析研究应用现状。阐述了实现在线分析一体化协同计算技术路线图的三个演进阶段，重点探讨了支撑以上业务分析应用在线计算协同化的关键技术，如分配映射机制、分解协调计算服务、模块服务接口化和数据交互规范等。最后在云计算模式下，设计了在线分析业务的协同计算场景和状态估计服务模式，对基于云计算的调度控制系统设计与开发进行了有益探索。  
        关键词：高性能计算模式;在线分析计算;计算云;协同计算;分解协调计算服务;电力系统   
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        更新时间：2025-08-13
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