信息物理系统（CPS）通过对计算、通信和控制技术的有机整合与协调,促进了电力系统运行方式的转变,并为其＂智能化＂的建设提供了途径。作为电力CPS的重要组成部分,配电网CPS须在未来大规模异构分布式新能源接入的条件下仍具有良好的实时控制及优化调度能力。在此背景下,对配电网CPS的控制架构进行了研究。结合CPS的组成要素和关键功能,提出了一...
为了满足中压配电网配电自动化系统高可靠性、高实时性的数据传输需求,电力线载波通信（PLC）技术需要灵活可靠的路由组网算法。在分析中压配电网结构特点的基础上,提出了一种静动态中继相结合的分级分层PLC路由算法。根据中压配电网的拓扑结构,采用静态中继法将PLC网络分为3个级次,保证网络整体逻辑结构与配电网的物理结构大致相符,加快PLC网络...
低压电力线载波通信介质访问控制（MAC）接入协议是影响组网性能的重要因素之一。针对低压电力线通信信道非对称性导致组网性能相对较低的问题,提出面向低压电力线通信改进人工蛛网荷载受限的改进型自适应p-坚持载波侦听多路访问（CSMA）优化方法。详叙了低压配电网物理拓扑映射为改进人工蛛网逻辑拓扑的组网过程;运用所提方法对改进人工蛛网的...
提出一种考虑故障处理全过程的配电网信息物理系统可靠性评估方法。建立表征信息系统支撑作用的网络连通性模型和信息传输时延模型,在此基础上研究故障定位、隔离和供电恢复各阶段的可靠性模型,并进行故障后果分析。利用事件树分析故障处理的时序过程,定量描述信息系统失效对物理系统故障处理结果的影响。利用序贯蒙特卡洛方法模拟信息物理系统...
信息物理高度融合是未来智能配电网的发展趋势,主要针对配电网信息物理系统（CPS）可靠性评估关键技术进行综述与展望。从配电网信息空间、物理空间的风险来源挖掘入手,进一步对信息物理相依存下的影响因素进行总结和分析;在此基础上,归纳总结了配电网物理系统、信息系统各自典型的可靠性指标分类方式与具体数学表达以及两者耦合下的可靠性指标...
针对目前元件级的电力信息物理脆弱性评估应用于实际大规模电力信息物理网时存在计算复杂度高和脆弱性保护配置难的问题,充分考虑网络的介观局域特征和社团结构,提出了一种考虑信息物理融合的电网脆弱社团评估方法。以电力系统潮流为边权重,采用Fast Unfolding算法对电网进行社团划分,根据电网和通信网对应分层分区建设的现状和实际耦合关系划分...
提出了一种基于数据驱动的稀疏虚假数据注入攻击策略。攻击策略分为3个阶段：第一阶段,基于稀疏优化技术对窃听的数据进行预处理以剔除异常值;第二阶段,基于平行因子分解算法推断不完整的系统信息矩阵;第三阶段,根据推断的系统矩阵,使用凸优化的方法求解稀疏攻击向量。仿真实验结果表明,当存在异常值时,传统的攻击策略无法成功实施,而所提攻击策...
针对信息物理融合下用电信息采集终端面临的信息安全风险问题,结合采集终端的特点,提出了一种基于可信计算的终端完整性检测方案以保护终端安全。从信任结构、可信平台模块扩展方式、扩展策略三方面改进了可信计算组织的检测方案,减少了信任传递损失,并提高了扩展在计算上的灵活性。在验证所提扩展方式可行性和安全性的基础上,重新设计了扩展策...
不断发展的自动化与信息技术的广泛应用明显提高了现代电力系统的运行水平,电力信息系统与电力物理系统的融合也逐步广泛和深入,从而进化为电力信息物理融合系统（CPPS）。在CPPS中,信息设备的故障会影响物理系统的安全可靠运行,而外部对物理与信息元件的攻击则可能导致停电事故。在此背景下,为了分析物理元件与信息元件的交互影响,将CPPS抽象模...
为克服现有光伏微逆变器电压应力高、结构较复杂的缺点,提出了一种中间电流型双管正激微逆变器。该变换器中所有开关都可实现软开关,并消除了变压器副边整流二极管的反向恢复损耗。分析了所提微逆变器的工作原理,并得到了微逆变器的最大占空比、占空比的预置值、开关管的电流应力以及无源元件参数。建立了所提微逆变器的实验样机,实验结果验证了...
依据含储能设备的独立微网的功能和运行特性,提出微网储能裕度的概念及考虑随机特性的微网储能裕度的计算方法,以便对微网负荷承载能力进行量化评估,并使微网在满足系统可靠性要求的同时合理调节储能设备的充放电。针对风电、光电及负荷的随机特性,在日前预测的基础上,建立考虑预测误差的风电、光伏出力和负荷的概率模型。提出一种基于场景生成...
电池储能系统（BESS）平滑功率波动问题是一个高维度、多约束的非线性规划问题。为了更好地求解该问题,提出了一种基于非线性互补牛顿算法的BESS平滑策略。将储能系统平滑问题中的最优性条件转化为非线性方程组,进而将求解原问题转化为求解非线性方程组,并采用牛顿法进行求解。算例结果表明,该方法能够有效地追踪目标函数,从而平滑风功率波动,且...
介绍了风电与火电机组常规的功率控制方法,分析及比较了其系统结构及控制层面的异同点;在此基础上,结合目前最新的风电与火电机组一次调频技术要求,分别从快速性和持续性2个方面系统性地总结和评价了现有的各种一次调频技术,从本质上揭示了风电实现一次调频的关键在于机-电协调控制;分别从单机机组、风电场级和电力系统3个层面对风电一次调频技...
风电出力对电力系统运行的影响存在复杂的非线性,现有处理风电随机性的风电场景模型难以保证风电场景与电力系统优化运行保持一致,为此提出含多风电场的电力系统无功/电压灵敏度场景分析方法。首先利用网损/电压灵敏度计算方法计算多风电场相关性出力样本的网损/电压灵敏度,再基于主成分分析构建联合网损/电压灵敏度特征空间,并在此基础上进行场...
提出基于改进的非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）的社区电动汽车充电站优化充电策略。首先,以电动汽车充电容量和配电变压器容量限制为约束条件,构建以单位电量充电费用最少、电网侧负荷方差最小为目标的电动汽车充电站多目标充电模型;然后,针对传统NSGA-Ⅱ存在的难以生成满足约束条件的初始种群、Pareto解集分布不均和最优解性能不高的缺点,提出...
研究了弱电网条件下虚拟同步发电机-电网互联系统的交互稳定性。在考虑主电路参数、控制参数等因素影响的基础上,提出一种dq旋转坐标系下虚拟同步发电机的输出阻抗模型,并推导其解析表达式。分析了该输出阻抗的频率特性,得出虚拟同步机在弱电网下运行易失稳的结论。基于广义奈奎斯特判据研究电网强度及功率环控制参数对虚拟同步机运行稳定性的影...
针对组合式同相供电系统同相补偿装置（CCD）的常规控制方法受负载电流检测精度影响严重,且不能良好跟踪高速铁路负载高次谐波电流的缺陷,提出一种选择性谐波电流控制策略。该控制策略仅需要保留CCD的两单相变流器输出电压、电流的检测部分,不需要检测负载电流;并通过矢量比例积分控制器对连接负载的单相变流器输出电流误差中的各次谐波单独跟踪...
为提高微电网的稳定性,提出一种集自适应观测技术、滑模控制方法、定频PWM技术于一体的新型定频PWM自适应滑模控制策略,可在不需要增加额外传感器/硬件电路的情况下实现对状态变量的快速跟踪和调节,便于直流微电网内微电源和负荷的扩展与即插即用,且简化了滤波器的设计难度。同时,采用非线性复合控制方法在恒功率负载突变的情况下实现对母线电压...
实测数据是分析事物本质属性的最优资源。以某些大型城市电网电能质量监测系统中电压暂降的实测数据为基础,从典型波形、统计表格、累计概率、暂降相序4个方面对不同电压等级下的暂降事件进行分类统计,总结并分析不同类型暂降事件的统计与描述特性。相关结果表明：根据电压暂降均方根值波形的变化特征,可将其划分为4种类型;考虑不同类型的波形特...
利用智能体间的分布式通信,提出了一种基于多智能体一致性的自适应下垂控制策略,用于解决传统下垂控制中频率和电压偏差、系统稳定性和功率分配精度的问题。在传统下垂控制基础上,建立了有功功率分配、有功-频率和无功-电压的二阶动态模型。在考虑通信延迟的基础上,利用无领导的一致性控制分布式电源的有功出力满足传统下垂控制的要求;利用含虚...
为了提高资源利用率,电网经常处在临界稳定的运行状态,大停电事故往往在系统重负荷运行时发生,多表现为多个电气量协同作用下的系统崩溃。提出一种计及电压稳定的自适应协调低频减载策略。根据功率缺额的动态计算值对扰动的严重程度进行分类,以期有针对性地采取不同的控制措施。若发生严重故障则需要进行两阶段的减载,先基于各负荷母线的频率调...
空冷型质子交换膜燃料电池（PEMFC）发电系统的输出性能受工作温度、气体流速、尾气排放间隔等操作参数的影响,其中工作温度是影响输出性能的关键因素。针对空冷型PEMFC发电系统温度控制所具有的非线性、时滞、慢时变等复杂特性,提出基于灰色预测的无模型自适应控制方法实现实时最优温度控制。该方法将灰色预测的结果代替发电系统当前工作温度测...
针对半桥子模块无法清除直流故障电流的问题,提出了一种具有直流故障阻断能力的新型电容嵌位子模块拓扑。正常运行时,子模块中各IGBT均衡导通,无需采用具有特殊通流能力的附加功率器件;当发生直流故障时,闭锁子模块中所有IGBT通过子模块中的电容提供反向电压来阻断交流系统能量的馈入。IGBT闭锁后,利用二极管的单向导通性抑制桥臂电抗器的续流作...
建立了双端基于电压源型换流器的高压直流输电（VSC-HVDC）系统的小信号模型;利用特征根分析法,基于线性化状态空间模型,将与系统特征根直接相关的振荡模式和衰减模式的罚函数作为目标函数;提出了基于粒子群优化算法的VSC-HVDC系统的控制参数优化策略,对整个系统的控制参数同时进行整体优化。仿真结果验证了小信号模型的正确性;优化后的系统在小...
针对高铁弓网燃弧造成的电磁暂态现象,提出采用状态空间分析法对计及弓网燃弧的牵引网多工况的电磁暂态影响进行建模研究。以列车正常运行发生弓网第一次燃弧为例,详细对牵引网分布参数模型、非线性状态方程建立、离散化求解算法流程进行分析;通过求解得到不同负载特性下的电弧电压、电流特性波形验证了模型及该方法求解的正确性;基于状态空间分...
针对配电自动化中大量电力监测数据的处理问题,提出了回避聚合操作的配电网监测数据分布式Map压缩-查询新方法。通过将监测数据分布式Map压缩存储,利用HQL查询引擎及压缩接口将分布式Map压缩应用到连接查询的混洗阶段中,减小传递到查询聚合端的数据量,提高压缩数据的查询速度,并推导了时效性的相关公式。以北京某动车段10 kV电力远动监控系统的...
温度是影响全光纤电流互感器（FOCT）输出稳定性和长期稳定运行的主要因素之一。针对FOCT的温度误差问题,根据光纤中的相位延迟,结合FOCT的反射式Sagnac光路结构的互易性,提出了FOCT的温度误差数学模型,指出FOCT的温度误差不仅与温度偏移量相关,还与温度在某温度下的变化率相关。通过试验和仿真对该FOCT温度误差数学模型进行验证：在试验温度范...
工程中部分忽视平衡绕组的做法给平衡绕组双卷变压器的安全运行带来了隐患。因此,在总结平衡绕组双卷变压器参数录入的基础上,分析平衡绕组对正序、零序回路的影响,研究了平衡绕组对变压器抗短路能力及继电保护的影响。修正并完善了与平衡绕组双卷变压器相关的继电保护整定计算原则,从继电保护角度保证了平衡绕组双卷变压器及电网的稳定运行。
在无公网覆盖的偏远地区,居民用电信息的自动化采集是一个历史性难题。研制了一种基于北斗短报文通信的用电信息采集系统。研制的电表数据采集与传输设备可以按多种工作模式采集电表数据,并进行数据拆包、北斗协议封装、北斗短报文传输;同时研制的主站端接收设备可以完成北斗短报文接收、数据解析、组包和补包操作。实际测试结果表明,所研制系统...
针对合并单元缺乏时钟同步异常状况测试的现状,设计了一种测试装置,该装置既能够自产生各种IRIG-B异常信号,又能够监视外接IRIG-B信号。利用该装置组成了自动化测试系统,通过自动化闭环测试方法,校验合并单元在时钟同步信号异常的情况下各种性能表现,补充了合并单元测试的测试手段,有助于提高合并单元的可靠性。
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