智能电网使得保护利用远方信息不再困难，同时要求保护的定值能够自动跟踪网架的变化并保证故障切除后的系统坚强、自愈和高安全性。给出了主、后备保护的新型配置方案，后备保护利用相邻变电站状态信息，采用绝对选择性原理和多层次信息冗余，实现减少后备保护的数量并避免复杂的定值配合；以最后一次操作后系统不平衡能量最小为依据，减少操作...
首先从存在意义和演化意义角度对电力系统的复杂性及其研究概况进行了介绍．并指出了电力系统存在复杂性和演化复杂性之间的关系。电力系统存在意义上的复杂性包括多层次与相互关联性、非线性动态性、随机性、实时性、社会经济性和开放性等。电力系统演化意义上的复杂性包括自组织特征、协同学特征、突变性和分维分形特性等。然后提出了电力系统...
曹一家（1969一），男，教授，博士研究生导师，教育部长江学者奖励计划特聘教授。国家杰出青年基金获得者，现任湖南大学副校长，“十一五”国家高新技术发展计划（863计划）先进能源技术领域专家组成员。主要研究领域包括：电力系统安全与控制、大电网智能优化调度、电力信息集成与网络化控制、智能电网。
如何确定线路最优设计标准是电网抗灾投资决策的核心问题之一。目前线路设计标准决策缺乏定量的科学分析方法。根据自然灾害重现期与超越概率的基本定义，推导了灾害强度的区间概率计算公式，建立了灾害场景、发生概率与电网状态的对应关系；基于灾害经济学理论关于抗灾投资效益的“有无对比”计算原理，依据基准方案与电网差异化设计方案下三十...
对有源电力滤波器（APF）谐波检测方法进行研究，将自适应神经网络（ADNN）的信号处理技术应用于三相非线性负载的谐波电流检测中．提出了一种基于ADNN检测方法。该方法的主要特点是不仅能检测谐波电流中的基波成分．也能检测出其中不同的高次谐波分量的幅值和相位。通过搭建一个基于DSP三相并联APF的实验系统来证实该方法的有效性．并与传统的...
采用双级矩阵变频器作为倍频设备．改进柔性分频输电系统的变频换流站．将水轮发电机发出分频电力，经升压变压器和输电线路．送入双级矩阵变换器进行交-直-交变换，转变为工频电力。并入电网．或者给交流负载供电。通过分析交-直-交双级矩阵变频器的主电路拓扑结构、双空间矢量调制策略和零电流换流方法等变频换流技术。提出柔性分频输电系统新...
综合考虑了故障阻抗的随机性和不同绕组联接方式的多级变压器对凹陷评估的影响。建立了故障阻抗的随机分布模型和多级变压器的等效移相矩阵．对考虑2个方面影响因素后的电压凹陷幅值与频次评估的数学模型、算法和步骤进行了详细研究。对简单9节点系统和IEEE30节点系统进行了仿真分析，结果证明，变压器绕组联接方式对电压凹陷幅值和频次均有影响...
带并联电抗器和中性点电抗器的超高压输电线，在瞬时性故障电弧熄灭后的非全相运行状态下．由并联电抗器、中性点电抗器、线路的分布电容和阻抗形成了复杂的网络。为了探讨该电路特性．通过化简．建立了便于分析、相对精确的、集中参数的暂态分析电路模型。由此推导出拉普拉斯方程．计算出该电路的特征根，得到这种超高压输电线运行状态的特性。...
建立了一种含离散变量的电力系统无功优化的非线性互补约束模型，并提出相应的现代内点非线性互补算法。该方法先将变压器抽头和电容器组数等离散变量按连续化处理。进行无功优化计算。快速寻求离散变量的两界：用所得结果作为初始解．以离散变量的两界构造其互补约束条件。该方法有效地解决了传统方法求解离散量存在的时间与精度之间的矛盾．可...
在研究当前补偿装置的基本原理以及补偿信号检测方法的基础上．针对不平衡负荷下的电力系统提出了一种基于瞬时无功功率理论补偿导纳的新算法。该算法以对称分量法为理论支撑，针对不平衡电路特点，通过理论分析得出以瞬时无功电流表达的补偿导纳通式，以该算法作为静态无功补偿器（SVC）控制策略，可在进行无功补偿的同时实现三相不平衡补偿。...
针对实际无功规划和运行电压调控中关于高、低抗补偿效果的一些模糊经验认识．基于无功补偿调压估算模型，提出了高、低抗补偿调压的机理比较分析公式。在超高压系统中．主变高、低压侧并联高、低压电抗器对其主变高压母线电压的调节大小可分别通过无功补偿调压的一般估算模型及其拓。展估算模型进行估算。分别位于华中电网送电电源中心和受端负...
传统的调频式谐振高压试验电源采用模拟器件产生幅值、频率可调的正弦信号。由大功率三极管组成的多级放大电路得到大功率正弦信号，电路复杂、不易维护。提出以大功率开关器件IGBT产生局部放电试验或交流耐压试验所需的正弦信号。新型调频式谐振高压试验电源的系统主要由三相PWM整流电路、H桥逆变电路、输出滤波器、检测单元、DSP控制器及人机...
波动性负荷引起的电压闪变会传播到电力系统的其他部分，相同的电压变动量可能由不同的电压波动波形引起。为此利用动态相量法建立了电力网络的数学模型．根据基尔霍夫定律求取电压的动态相量，即电压波形的包络线，可以直接反映电压RMS值的波动情况，并且在此基础上给出了一般性电力网络的电压闪变传播系数的计算公式。计算结果表明闪变传播系...
针对目前研究电磁耦合系统时普遍采用等效电路的分析方法，基于线圈的回转器模型和磁流概念。提出了利用磁电等效图对电磁耦合元件进行分析的方法。应用该方法研究电抗器等电磁耦合元件．能直观反映其中的电磁能量转换过程，同时具有计算简便的特点。利用电路和磁路网络分析定律．将磁电等效图用于分析变压器供电的三相不对称系统，算例计算结果...
针对有源电力滤波器模型的非线性强耦合特点．提出了一种基于状态反馈精确线性化的非线性控制策略。采用状态空间平均建模方法建立了三相并联型有源电力滤波器的仿射非线性模型。并从理论上证明了所建立的模型满足状态反馈精确线性化的条件，推导出了非线性系统的反馈控制律，实现了原系统的状态反馈精确线性化。再利用线性系统控制理论设计了控...
针对统计分析所得的电气设备故障率存在可信度低、应用滞后性的问题，提出了电气设备故障率推算的新方法。以电气设备实际的运行状态为依据。以相关的评价导则为标准．采用健康指数量化设备状态的劣化程度，推算当前状态下的设备故障率。进而确定设备的实际役龄：采用Marquardt法推求设备的故障率函数，并结合威布尔分布对设备故障率曲线进行分...
利用电流分支系数提取跨线故障的故障特征量进行选相机理研究，分析跨线故障对相电流差突变量选相、零／负序电流选相等主流选相元件的影响趋势与边界，以解析表达式定量地研究保护选相的有效性。结合同杆双回线路异名单相跨线故障这种典型故障类型．指出了选相元件在同杆线路跨线故障时的特殊性，即故障发生在正序平衡点以内的近端时能较好选出...
针对移相全桥软开关变换器存在的滞后臂难以实现零电压开关（ZVS）和占空比丢失的问题，提出了一种新型的全桥移相零电压变换器拓扑，采用3个等效的高频变压器替代传统的高频变压器，将阻断电容分成2个等效电容串联在桥臂中点之间，增加1个辅助电感实现滞后臂的ZVS。论述了所提出变换器的电路结构、工作原理和关键参数的设计。根据新的拓扑，设...
在深入了解发电机组运行工况的基础上，设计并研制出一种基于单片机为核心的，用于自动调节发电机有功功率的负荷保持器。应用Philips 80C552单片机内部自带的A／D模块，检测出与发电机有功功率相对应的电压．再与发电厂给定的有功功率相对应的电压值作比较，从而得知用来调节汽轮机汽门的伺服电机的转向和转动时间．达到给定的有功功率。利用了...
介绍了电力系统实时动态监测系统的构成，分析了数据集中器的任务特点，对基于INtime的Windows实时扩展技术进行了研究．提出了采用Windows XP＋INtime的数据集中器设计方案。该方案基于标准的PC硬件平台．利用实时多任务操作系统INtime的实时性完成相量数据的接收、处理、转发，利用Windows操作系统强大的图形界面功能，实现对PMU装置的运行管...
针对电力技术监督工作的实际需求，对业务流程和数据流程进行了研究，提出了相应系统开发的功能目标和性能目标．并据此采用．Net技术和数据库技术开发了基于Web的灵活实用的电力技术监督系统（EPTSS）。在传统Web三层结构中的页面显示层与业务逻辑层之间和数据访问层与业务逻辑层之间分别增加了页面接口层和数据接口层．实现了业务逻辑层接口和...
为了实时跟踪电网频率的变化，提高直流输电系统中换流器触发脉冲控制精度．提出了一种基于新型全数字锁相环的同步倍频技术。该新型数字锁相环在传统数字锁相环的基础上加入了自适应模值控制模块，大幅提高了锁相速度和精度。在此基础上．利用近似补偿方法设计出的同步倍频模块能在高精度要求下对电网频率同步任意倍频，给换流器触发控制系统提...
针对高压断路器SF6断路器状态在线监测的特点，提出合理利用IEC61850标准中逻辑节．＆GGIO，应用IEC61850对实际智能电子设备（IED）进行建模；断路器状态在线监测数据通过GOOSE报文传输，GOOSE采用／订阅模式，报文延迟不超过4ms。论述了GOOSE报文的组织方式及通信机制；选用实时性高的操作系统VxWorks，并在其Tomado编译调试环境下，运用VC＋...
提出一种基于电磁感应原理的架空线路绝缘子防（融）冰技术构想方案：在绝缘子外表面涂敷绝缘导热涂料，在绝缘子铁帽表面缠绕高频闭合感应线圈．在绝缘子附近（导线下方）安装一高频电磁波发射装置；启动高频电磁波发射装置向闭合感应线圈发射高频电磁波．使其获得感应电磁能．致使线圈产生感应电流而发热，并通过绝缘导热材料传导到绝缘子表面...
智能电网建设为电力营销发展带来新机遇，新营销理论构建及技术研发亟待开展。从国外电力营销现状入手，指出电力营销的发展空间，在智能电网的愿景下，以发达智能配网为基础，建立了“智能营销”理论体系．论述了智能化营销观念与模式的变革。重点描述了国外相关研究现状，并结合国内电力营销环境，为我国相关改革与发展提出了建议，引导我国率...
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