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打造“泛在电力物联网”应规划先行厉建新发表时间：2019-09-18T11:05:10.967Z 来源：《电力设备》2019年第7期作者：厉建新1 夏宾2 于皓杰3[导读] 摘要：国家电网公司在2019年两会报告中提出建设世界一流能源互联网企业的重要物质基础是建设运营好“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”。
(国网山东省电力公司日照供电公司山东日照 276826)摘要：国家电网公司在2019年两会报告中提出建设世界一流能源互联网企业的重要物质基础是建设运营好“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”。
通过制定合理的长期规划，推动电网与互联网深度融合，着力构建能源互联网电网企业发展转型的主要方向。
关键词：国家电网;能源互联网;泛在电力物联网;坚强智能电网国家电网公司在2019年两会报告中提出建设世界一流能源互联网企业的重要物质基础是建设运营好“两网”，这里所说的“两网”分别是“坚强智能电网”和“泛在电力物联网”。
泛在电力物联网这个名词首次出现在国家电网公司的两会报告中，成为和坚强智能电网相提并论的重点工作。
1 为什么要建泛在电力物联网？在2019年1月13日发布的国家电网有限公司2019年一号文件中，排在年度重点工作首位的就是推动电网与互联网深度融合，着力构建能源互联网。
具体内容是“持之以恒地建设运营好以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的坚强智能电网……。
充分应用移动互联、人工智能等现代信息技术和先进通信技术，实现电力系统各个环节万物互联、人机交互，打造状态全面感知、信息高效处理、应用便捷灵活的泛在电力物联网，为电网安全经济运行、提高经营绩效、改善服务质量，以及培育发展战略性新兴产业提供强有力的数据资源支撑。
承载电力流的坚强智能电网与承载数据流的泛在电力物联网相辅相成、融合发展，形成强大的价值创造平台，共同构成能源流、业务流、数据流“三流合一”的能源互联网。
”可以认为一号文件中对泛在电力物联网的定义以及在能源互联网中的重要地位作出了明确的官方解释。
Telecom Power Technology电力技术应用高压直流配电网关键技术研究与应用探索王鹏飞，翟永杰（国网吉林省电力有限公司长春供电公司，吉林文章围绕高压直流配电网的关键技术展开深入研究，系统分析其基本结构和特征。
文章的主要内容是介绍高压直流配电网的主要组成、功能，以及高压直流配电网的技术特点和优势，探讨目前所面临的问题和挑战，详细研究高压直流电源技术，包括发电机组的设计与优化、变流器技术和电源系统的稳定性分析等，并讲解智能监控与故障检测、数据分析与优化控制策略、自动化运维系统等智能电网技术在高压直流配电网中的应用。
高压直流配电网；电源技术；智能电网；稳定性分析Research and Application of Key Technologies in HVDC Distribution NetworkWANG Pengfei, ZHAI Yongjie(State Grid Jilin Electric Power Co., Ltd., Changchun Power Supply Company, Changchunin-depth research on the keyanalyzes its basic structureand functions of high-voltage 2024年4月10日第41卷第7期89 Telecom Power TechnologyApr. 10, 2024, Vol.41 No.7王鹏飞，等：高压直流配电网关键技术研究 与应用探索2 高压直流电源技术研究2.1 高压直流发电机组设计与优化高压直流发电机组作为高压直流配电网的核心组件，其设计与优化直接影响整个系统的性能和效率。
在设计阶段，需要综合考虑机组的功率密度、效率和响应速度等指标[3]。
在优化阶段，需要综合考虑材料的选择、结构的设计以及控制策略的制定。
优化的目标通常是最大化系统的效率、稳定性以及可靠性。
东北电力技术２０２１年弱电网下光伏并网逆变器电能质量控制策略研究周识远（国网甘肃省电力公司，甘肃㊀兰州㊀７３００７０）摘要：针对弱电网下存在较大的电网等值阻抗导致电力系统中谐波以及电压波动影响整个电力系统电能质量的问题，提出一种基于瞬时无功功率理论的光伏并网逆变器电能质量控制策略㊂该控制策略采用ＰＩ双闭环控制实现直流侧母线电压稳定，并增加电压幅值反馈控制以稳定ＰＣＣ点电压㊂最后，基于Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ平台搭建弱电网下光伏并网发电系统，并对其进行仿真㊂仿真结果表明，该控制策略能够有效抑制电网谐波问题，降低电网阻抗对电网电能质量的影响，从而实现整个电力系统安全稳定运行㊂关键词：光伏并网逆变器；控制策略；电网等值阻抗；谐波［中图分类号］ＴＭ４６４㊀［文献标志码］Ａ㊀［文章编号］１００４－７９１３（２０２１）０５－０００６－０４ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＰｏｗｅｒＱｕａｌｉｔｙＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａｔｅｇｙｏｆＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＧｒｉｄ⁃ＣｏｎｎｅｃｔｅｄＩｎｖｅｒｔｅｒｓＵｎｄｅｒＷｅａｋＧｒｉｄＡｃｃｅｓｓＺＨＯＵＳｈｉｙｕａｎ（ＳｔａｔｅＧｒｉｄＧａｎｓｕＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｌａｎｚｈｏｕ，Ｇａｎｓｕ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｈａｒｍｏｎｉｃａｎｄｖｏｌｔａｇｅｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｌａｒｇｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｉｍｐｅｄａｎｃｅｏｆｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋｉｎｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｏｆｗｅａｋｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋ，ａｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｉｎｖｅｒｔｅｒｂａｓｅｄｏｎｉｍｐｒｏｖｅｄｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓｒｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｔｈｅｏｒｙｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｓｏｌｖｅ．ＴｈｅＤＣｓｉｄｅｖｏｌｔａｇｅｉｓｓｔａｂｉｌｉｚｅｄｂｙＰＩｄｏｕｂｌｅｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌ，ａｎｄｔｈｅｖｏｌｔａｇｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｆｅｅｄ⁃ｂａｃｋｃｏｎｔｒｏｌｉｓａｄｄｅｄｔｏｓｔａｂｉｌｉｚｅＰＣＣｐｏｉｎｔｖｏｌｔａｇｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｉｓｂｕｉｌｔｂｙＭａｔ⁃ｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋｆｏｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｕｐｐｒｅｓｓｈａｒｍｏｎｉｃｓａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｉｎ⁃ｆｌｕｅｎｃｅｏｆｎｅｔｗｏｒｋｉｍｐｅｄａｎｃｅｏｎｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙ，ｗｈｉｃｈａｃｈｉｅｖｅｖｏｌｔａｇｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｇｒｉｄ⁃ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｉｎｖｅｒｔｅｒ；ｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙ；ｎｅｔｗｏｒｋｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｉｍｐｅｄａｎｃｅ；ｈａｒｍｏｎｉｃｗａｖｅ㊀㊀太阳能作为一种清洁可再生能源，以无污染㊁储存量丰富㊁分散等优点在新能源领域占据重要角色㊂目前太阳能的利用以光伏发电形式最为广泛［１］㊂但对我国而言，受土地㊁光照资源的限制，大规模光伏电站主要建设在沙漠或半沙漠偏远地区，此时长距离的输电线路将导致线路阻抗增大，而且用户负载通常以离网或与外网以弱联系的形式连接，电网结构薄弱，系统供电能力较差［２－３］㊂逆变器作为并网光伏发电系统中最为关键环节之一，伴随远距离电网末端光伏逆变器并网数量增多㊁单机容量增大，其控制变得越来越复杂，电网安全稳定运行无法保证，若不能有效解决逆变器安全稳定运行问题，将对电网电能质量产生严重影响，甚至导致整个电力系统崩溃［４］㊂此外，弱电网环境下，负荷侧的切入与切除以及光伏发电系统输出功率波动都将导致主网电压的波动，从而使得并网点电压波形畸变甚至越限，输入谐波增大，系统电能质量变差，供电可靠性降低㊂传统逆变器的设计都将电网视为理想电压源，但在弱电网下传统电网模型将无法适用㊂此时基于戴维南定理，将网侧等效为理想电压源串联等值阻抗，但较大的电网阻抗对于弱电网将产生不利影响，而且伴随电网阻抗的增加，尤其是其中感性成分的增加，系统串／并联谐振现象将越发明显，这将导致电力系统的安全稳定性能下降，从而进一步恶化电网的稳定运行［５］，弱电网下系统电能质量问题变得越来越突出㊂为实现电网的无功补偿和电流谐波抑制，国内外学者对其进行了大量研究㊂文献［６］提出一种基于高频注入的电网阻抗检测方法，并通过试验验证所提方法的正确性，该方法改善了电流基波对电网的影响，但高频信号对用户侧２０２１年周识远：弱电网下光伏并网逆变器电能质量控制策略研究所引入的Ｃｇ干扰不容忽视㊂文献［７］利用最小二乘法检测阻抗，该方法对电力系统的稳定性和网侧电能质量的影响较小，但其涉及计算量庞大，而且算法比较复杂㊂文献［８－９］对传统锁相技术进行改进，电网波形发生畸变时可及时检测电网电压相位，从而提高并网电能质量，该控制策略简单易行，但其只能减少特定谐波㊂文献［１０］针对弱电网下多逆变器并联运行时，电网阻抗参数对光伏逆变器稳定运行影响及系统谐波振荡放大的原因进行了详细分析，为本文提供了有益的参考㊂文献［１１］提出一种基于瞬时无功功率理论的光伏并网逆变器的控制策略，该控制策略实现了光伏发电系统的消谐和无功补偿功能，提高了配电网的电能质量，但其未考虑ＰＣＣ点电压稳定问题㊂针对上述问题，本文以弱电网为研究背景，分析了光伏发电系统接入电网后的谐波以及电压波动问题，基于瞬时无功功率理论以及ＰＣＣ点电压幅值控制方法，以提高光伏逆变器无功输出性能，从而实现ＰＣＣ点电压的稳定和谐波环流的抑制，并采用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ进行仿真验证㊂１㊀单相光伏并网逆变器为提高控制精度，采用光伏并网逆变器双级式结构，前级采用Ｂｏｏｓｔ升压电路，后级采用单相全桥逆变电路㊂考虑电网阻抗（阻感性），单相全桥逆变器在并网状态下的等效模型如图１所示，其中光伏并网逆变器由ＤＣ／ＤＣ升压斩波电路与ＤＣ／ＡＣ单相全桥逆变电路构成㊂逆变器输出电流经ＬＣＬ滤波电路后，通过并网继电器并入电网㊂图１㊀并网状态下单相全桥逆变器的等效模型由于弱电网下存在较大的电网阻抗使得光伏阵列输入谐波增大，ＰＣＣ点电压发生波动，其输出特性呈非线性㊂为提高光伏并网发电系统输电效率，Ｂｏｏｓｔ升压斩波电路输出侧电压一般不低于５００Ｖ［１２］㊂图１中，Ｂｏｏｓｔ升压电路将电压值较低且变化范围大的Ｕｐｖ转换为适合ＤＣ／ＡＣ变换的直流侧电压Ｕｄｃ，Ｃｄｃ是容量比较大的电容，从而稳定Ｕｄｃ㊂逆变电路将直流侧电压Ｕｄｃ变换为与电网电压幅值接近㊁频率相同的电压Ｕｉｎｖ，由于该电压在开关频率处具有高频谐波，因而直接并入电网会带来大量谐波，要通过ＬＣＬ滤波器滤波，使电流以较低的畸变率并入电网Ｕｇ㊂根据图１，建立弱电网下的单相光伏并网逆变器的动态方程如下：Ｌｓ１ｄＩｉｎｖｄｔ＝Ｕｉｎｖ－Ｕｃ（１）ＣｄＵｃｄｔ＝Ｉｉｎｖ－Ｉｇ（２）ＬｇｄＩｇｄｔ＝Ｕｃ－Ｕｇ－ＲｇＩｇ（３）写出上述动态方程对应的ｓ域表达式如下：ＵｇＵｉｎｖéëêêùûúú＝１ｓＣ－Ｒｇ－ｓＬｇ－１ｓＣｓＬ＋１ｓＣ－１ｓＣéëêêêêêùûúúúúúＩｉｎｖＩｇéëêêùûúú（４）式中：Ｕｇ为电网电压；Ｕｉｎｖ为逆变桥臂输出的正弦脉宽调制电压；Ｌｓ１为滤波电感；Ｃ为滤波电容；Ｌｇ和Ｒｇ分别为电网的等效电感和电阻；Ｉｇ为电网电流㊂２㊀弱电网下单相光伏并网逆变器控制光伏逆变器的并网控制包括升压电路控制和逆变电路控制，主要研究后级并网逆变器的控制㊂本文采用基于瞬时无功功率理论的ｉｐ－ｉｑ电流检测算法对电路中的瞬时电压和瞬时电流进行控制，进而实现对光伏并网逆变器谐波和无功补偿的检测㊂其中，直流侧稳压采取电压外环和无差拍的电流内环双闭环控制，ＰＣＣ点稳压采取电压幅值反馈控制［１３］㊂２ １㊀直流侧稳压控制图２所示为单相光伏并网逆变器控制框图㊂ＶＳＣ的控制策略为直流电压外环㊁交流电流内环控制，并在控制环中引入电网电压前馈㊂对光伏逆变器直流侧电压Ｕｄｃ进行调节可以减少直流侧电压的波动，保证并网逆变器更有效的控制［１４］㊂将直流侧电压实时值Ｕｄｃ与设定电压Ｕ∗ｄｃ比较，其误差通过ＰＩ控制，结果乘以与电网电压同步的正弦信号，作为逆变器输出电流指令信号Ｉ∗ｉｎｖ，㊀２０２１年图２㊀单相光伏并网逆变器控制框图实时检测逆变器输出电流Ｉｉｎｖ，与Ｉ∗ｉｎｖ比较，误差经ＰＩ控制，其结果与电网电压Ｕｇ的前馈信号求和，再由ＰＷＭ发生器变成驱动逆变器工作的开关信号㊂电流环采用无差拍控制技术，开关频率固定，动态响应快，能在下一个控制周期内消除目标误差，抑制谐波环流，实现稳态无静差效果㊂２ ２㊀ＰＣＣ点稳压控制ＰＣＣ点的稳压采取电压幅值反馈控制，即通过补偿无功功率来实现㊂其控制框图如图３所示㊂图３㊀ＰＣＣ点的稳压控制框图图３中，Ｕｍ为电路电压的幅值；Ｕ∗ｍ为电压幅值的给定值，两者的差值经ＰＩ控制得到调节信号ΔＩ∗ｍ㊂补偿电流由瞬时无功电流的直流分量减去ΔＩ∗ｍ及逆变器输送至网侧的实际电流Ｉｃ得到，通过ＰＷＭ控制电路将需补偿的电流注入电网，实现光伏逆变器直流侧与交流侧的能量交换，将ＰＣＣ点电压调节至稳定值，即：Ｉ∗Ｌｑ＝ＩＬｑ－ΔＩ∗ｍ（５）无功电流分量ΔＩ∗ｍ可表示为㊀㊀ΔＩ∗ｍ（ｋ）＝ΔＩ∗ｍ（ｋ－１）＋Ｋｐｑ（Ｕｔｅ（ｋ）－Ｕｔｅ（ｋ－１））＋Ｋｉｑʏ（Ｕｔｅ（ｋ）－Ｕｔｅ（ｋ－１））ｄｔ（６）Ｕｔｅ（ｋ）＝Ｕ∗ｍ（ｋ）－Ｕｍ（ｋ）（７）式中：Ｕｔｅ（ｋ）为Ｕ∗ｍ和Ｕｍ第ｋ次样本两者之差；Ｋｐｑ和Ｋｉｑ为ＰＩ调节器的比例和积分增益㊂３㊀仿真分析根据系统控制框图，在Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ平台上搭建仿真模型，并进行分析㊂系统控制参数见表１㊂表１㊀系统参数参数数值电网电压／Ｖ２２０系统频率／Ｈｚ５０开关频率／ｋＨｚ１０直流侧电压／Ｖ５００直流侧电容／μＦ３０００滤波电感Ｌ１／ｍＨ０ １１滤波电感Ｌ２／ｍＨ０ ０２２滤波电容／μＦ１３７ＰＷＭ控制参数Ｋｐ／Ｋｉ０ ５／０ １３ １㊀直流侧稳压分析针对电网阻抗不断变化的情形，采用ＰＩ控制进行仿真分析㊂阻抗值为０ １ｍＨ时，采用ＰＩ控制下的逆变器输出实际电流和参考电流的仿真波形如图４所示，其中，蓝色为并网电流，红色为参考电流㊂图５为阻抗值为０ １ｍＨ时，并网电压和并网电流的波形图，红色代表并网电压Ｕｉｎｖ，蓝色代表并网电流Ｉｉｎｖ㊂阻抗值为０ ２ｍＨ时，并网电压和电流的波形图如图６所示，由于阻抗值的变化，并网电压和并网电流发生变化，因此纵坐标取值范围与图５有所差别㊂图４㊀逆变器输出实际电流和参考电流波形图图５㊀阻抗值为０ １ｍＨ时并网电压和电流的波形图图６㊀阻抗值为０ ２ｍＨ时并网电压和电流的波形图２０２１年周识远：弱电网下光伏并网逆变器电能质量控制策略研究由图５㊁图６中可知，在电网阻抗增加时，并网电流始终能较好的跟随并网电压，功率因数较高，验证了所提控制策略的正确性和有效性㊂３ ２㊀无功补偿分析图７所示为ＰＣＣ点未加电压幅值反馈控制下的无功波形图，图８所示为ＰＣＣ点加入电压幅值反馈控制的无功补偿波形图，其中，蓝色曲线为有功功率，红色曲线为无功功率㊂图７㊀ＰＣＣ点未加电压幅值反馈控制下的无功波形图图８㊀ＰＣＣ点加入电压幅值反馈控制下的无功波形图由图７中可知，在没有加入无功补偿装置时系统的无功功率随着负荷的变化，波动变化比较大，系统功率因数为０ ８１㊂另外，由图８中可大致看出无功功率的平均有效值大致在０ ５ｓ，此时有功功率Ｐ＝１ ６ˑ１０６Ｗ，无功功率Ｑ＝０ ９ˑ１０６ｖａｒ，计算得此时的功率因数为０ ８７㊂因此，为了减小无功功率随着负荷变化而波动较大的现象，应该在线路中添加无功补偿来减小系统无功功率的变化，提高功率因数，从而稳定ＰＣＣ点电压㊂４㊀结束语本文提出一种基于瞬时无功理论的光伏并网逆变器电压控制策略，通过检测瞬时电压与瞬时电流，将电压外环与电流内环相结合，采用双闭环控制实现直流侧电压稳定，有效抑制了弱电网下接入较大电网阻抗而导致的谐波环流㊂此外，利用电压幅值反馈控制补偿ＰＣＣ点无功功率，使得ＰＣＣ点电压基本维持稳定㊂仿真结果表明：本文所采用控制策略可有效改善电网电能质量㊂参考文献：［１］㊀吴㊀薇，赵书健，段双明，等 光伏逆变器接入弱电网运行的稳定性问题分析［Ｊ］．东北电力大学学报，２０１８，３８（１）：８－１４．［２］㊀Ｄ．Ｐ．Ｋｏｔｈａｒｉ，Ｋ．Ｃ．Ｓｉｎｇａｌ，Ｒ．Ｒａｎｊａｎ．ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙＳｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｍｅｒｇｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ［Ｍ］．ＳｅｎｃｏｎｄＥｄｉｔｉｏｎ，ＰＨＩＬｅａｒｎｉｎｇＰｒｉｖａｔｅＬｉｍｉｔｅｄ．２０１２：１９６－１９７．［３］㊀ＣｏｂｒｅｃｅｓＳ，ＢｕｅｎｏＥ，ＲｏｄｒｉｇｕｅｚＦＪ，ｅｔａｌ Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆａｎｉｎｄｕｃｔｉｖｅ⁃ｒｅｓｉｓｔｉｖｅｗｅａｋｇｒｉｄｏｖｅｒＬａｎｄＬＣＬｆｉｌｔｅｒｃｕｒｒｅｎｔｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ［Ｃ］／／ＥｕｒｏｐｅａｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．２００７：１－１０．［４］㊀赫亚庆，王维庆，王海云，等 光伏逆变器改进控制策略的稳定性研究［Ｊ］．电网与清洁能源，２０１８，３４（８）：６０－６６．［５］㊀ＣｈｅｎＸ，ＳｕｎＪ．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｉｎｖｅｒｔｅｒ⁃ｇｒｉｄｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓｕｓｉｎｇａｈａｒｄｗａｒｅ⁃ｉｎ⁃ｔｈｅ⁃ｌｏｏｐｓｙｓｔｅｍｔｅｓｔ⁃ｂｅｄ［Ｃ］．ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｏｆＩＥＥＥＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＰｏｗｅｒＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＥＣＣＥ，Ｊｅｊｕ，Ｋｏｒｅａ：ＩＥＥＥ，２０１１：２１８０－２１８７．［６］㊀汤婷婷，张㊀兴，谢㊀东，等 基于高频注入阻抗检测的孤岛检测研究［Ｊ］．电力电子技术，２０１３，４７（３）：７０－７２．［７］㊀Ｃｏｂｒｅｃｅｓ，Ｓａｎｔｉａｇｏ．Ｂｕｅｎｏ，ＥｍｉｌｉｏＪ．Ｐｉｚａｒｒｏ，Ｄａｎｉｅｌ．Ｒｏ⁃ｄｒｉｇｕｅｚ，ＦｒａｎｃｉｓｃｏＪ．Ｈｕｅｒｔａ，Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ．Ｇｒｉｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，２００９，５８（９）：３１１２－３１２１．［８］㊀鲁㊀力，刘㊀芳，张㊀兴，等 弱电网条件下单相光伏并网逆变器的控制研究［Ｊ］．电力电子技术，２０１２，４６（５）：３６－３８．［９］㊀杨玉琳，刘桂花，王㊀卫 弱电网下基于锁频环的单相光伏并网逆变器同步技术研究［Ｃ］．２０１４台达电力电子新技术研讨会论文集，２０１４：１０１－１０６．［１０］㊀张站彬，翟红霞，徐华博，等 光伏电站多逆变器并网系统输出谐波研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１６，２８（１４）：１４２－１４６．［１１］㊀王正仕，陈辉明 具有无功和谐波补偿功能的并网逆变器设计［Ｊ］．电力系统自动化，２００７，３１（１３）：６７－７１．［１２］㊀夏向阳，唐㊀伟，冉成科，等 基于ＤＳＰ控制的单相光伏并网逆变器设计［Ｊ］．电力科学与技术学报，２０１１，２６（３）：１１４－１２１．［１３］㊀张贵涛，龚㊀芬，王丽晔，等 光伏并网逆变器电能质量控制策略［Ｊ］．电力科学与技术学报，２０１７，３２（２）：５０－５６．［１４］㊀杨朝晖 并联型有源滤波器自流侧电压控制［Ｄ］．济南：山东大学，２００８．作者简介：周识远（１９８４），男，硕士，高级工程师，从事新能源发电技术工作㊂（收稿日期㊀２０２０－１０－２０）。
基于贪心算法的配电网负荷转供路径搜索方法丁建忠;陈铭【摘要】配电网作为电力系统供电的最后环节,能否紧急应对各类失电故障显得尤为重要.介绍了国内外对配网转供方案的研究包括了启发式算法、随机优化算法、专家系统法、混合算法等.提出了一种基于贪心算法的配电网转供路径搜索方法,能实现开关操作次数最少的情况下,快速找到可行的转供方案,并且尽可能不切负荷,提高了配网的供电可靠性.算例验证所提方法的有效性.【期刊名称】《电力与能源》【年(卷),期】2016(037)006【总页数】5页(P681-685)【关键词】配电网转供;N-1安全准则;贪心算法;拓扑模型;路径搜索【作者】丁建忠;陈铭【作者单位】国网无锡供电公司,江苏无锡214061;国网无锡供电公司,江苏无锡214061【正文语种】中文【中图分类】TM76配电网作为电力系统的最后环节，其供电可靠性直接决定了用电质量和客户满意度。
当配电网发生故障时，除了需要隔离故障区域并将其尽快修复，还需要通过负荷转供来尽可能降低故障对配电网整体的影响[1]。
负荷转供是指配电网发生故障并进行隔离之后，通过开关的操作以及部分不重要负荷的切除，在满足安全约束的条件下，快速优先恢复故障下游重要负荷供电的同时，也尽可能恢复其他负荷的供电。
负荷转供因其可以明显降低故障带来的损失，提高供电可靠性[2-3]，成为配网自动化系统中重要的核心功能之一。
目前国内外许多学者对负荷转供提出的方法基本可以分成以下几类：启发式算法[4-7]、随机优化算法[8-10]、专家系统法[11-14]、混合算法[15-16]。
(1)启发式算法根据规则能够有效缩小求解空间，并且对各种不同结构的网络具有很好的通用性；但方案的最优性是无法做到的，解的优劣依赖于网络的初始状态。
(2)随机优化算法的模型相对完善，在足够的计算时间内可以获得最优或者次优方案，但是计算时间往往较长，不适用于大规模网络中。
(3)专家系统根据某个领域一个或者多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，模拟人类专家的决策过程，能够自动生成恢复故障需要操作的方案，实时性好，适用性广，可应用于网络较大时的方案求解，但库的建立和集成费时费力，而且故障种类众多，无法记录全部情况。
通信网络技术Telecom Power Technology 2023年10月25日第40卷第20期179 式中：T sen 表示视频采集和编码延迟，受编码复杂度影响；T trans 表示5G 无线网络传输延迟；T proc 表示云平台视频处理延迟，受虚拟机配置和调度算法影 响；T buff 表示受网络缓冲和播放缓冲引起的延迟。
网络传输丢包率反应数据传输的可靠性，计算公式为 otalsen otalrecLR otalsent t P t −= （2）式中：t otalsen 指发送的视频数据包总数；t otalrec 指接收端实际接收到的视频数据包数。
同时，招募10名志愿者，实时观看监控视频，对视频质量进行评分。
采用1～5分制的视频效果评分，以平均分作为视频质量的最终评价结果。
3.3 实验结果实验变量为5G 网络信号强度，分别为 -50 dBm 、-70 dBm 和-90 dBm 。
首先，将仿真平台摄像头采集的视频经过编码后发送到虚拟的5G 基站；其次，核心网将经过编码的视频数据转发到云服务器，云服务器接收并处理视频流，计算端到端的延迟和网络丢包率；最后，邀请被试者观看不同条件下的实验视频，并给出质量评分，评分结果如表1所示。
表1 不同信号质量下电力监控系统性能的对比信号强度/dBmT d /ms P LR /%平均质量评分-50650.24.5-70950.53.8-901251.03.0由表1可知，T d 随着信号强度的减小而增加，这是因为5G 无线网络传输延迟和云平台视频处理延迟会随着信号强度的减小而增加，导致T d 增加；P LR 随着信号强度的减小而增大，导致视频质量下降。
延迟的增加和丢包率的增大会影响视频的流畅度和清晰度，导致用户观看体验不佳，平均质量评分减小。
实验结果表明，网络条件是影响智能电力监控系统性能的关键因素。
在实际的系统设计和优化过程中，可以通过提高信号质量、增加网络带宽、减少网络延迟等方式，提升系统的性能，增加电力监控系统的可靠性和扩展性，为电力系统提供高可靠、低延迟、可扩展的新型监控方案。
第52卷第9期电力系统保护与控制Vol.52 No.9 2024年5月1日Power System Protection and Control May 1, 2024 DOI: 10.19783/ki.pspc.231361海上风电场经柔直送出系统的虚拟导纳中频振荡抑制策略聂永辉1，张瑞东1，周勤勇2，高 磊2(1.东北电力大学，吉林 吉林 132012；2.中国电力科学研究院有限公司，北京 100192)摘要：随着柔性直流输电技术在远海风电的广泛应用，海上换流站接入远海风电场时出现了中频振荡现象，严重危害系统安全稳定运行。
为此，提出了一种基于虚拟导纳的中频振荡抑制策略。
首先，采用模块化状态空间法建立了海上风电场经柔直送出系统的小信号模型。
然后，采用参与因子分析方法揭示了影响中频振荡的关键因素，并分析了各关键因素对中频振荡的影响特性。
在此基础上，提出在柔直控制系统中添加虚拟导纳的阻尼控制策略，并基于阻尼控制器对中频、LCL振荡的差异影响划分了控制器参数的稳定域。
最后，在Matlab/Simulink中搭建时域仿真模型。
结果表明，所提策略在系统不同运行工况下均可有效抑制中频振荡，提高了系统稳定性。
关键词：海上风电场；柔性直流；中频振荡；模块化状态空间法；虚拟导纳Virtual admittance control strategy for medium-frequency oscillation in an offshore windfarm when connected to a VSC-HVDCNIE Yonghui1, ZHANG Ruidong1, ZHOU Qinyong2, GAO Lei2(1. Northeast Electric Power University, Jilin 132012, China; 2. China Electric Power Research Institute, Beijing 100192, China)Abstract: With the widespread application of flexible DC transmission technology (VSC-HVDC) in offshore wind power engineering, medium-frequency oscillation (MFO) may occur when offshore converter stations are connected to offshore wind farms, seriously endangering the safe and stable operation of the system. Therefore, a virtual admittance-based MFO suppression strategy is proposed.First, a modular state space method is used to establish a small signal model of offshore wind farm when connected to a VSC-HVDC. Then, the participation factor analysis method is used to reveal the key factors affecting the MFO, and the impact characteristics of each key factor on the MFO are analyzed. Based on this, a damping control strategy is proposed to add virtual admittance to the VSC-HVDC control system. The stable range of the controller parameters is divided based on the differential influence of the damping controller on MFO and LCL oscillations.Finally, a time-domain simulation model is built in Matlab/Simulink. The simulation results show that the proposed strategy can effectively suppress MFO and improve system stability in different system operating conditions.This work is supported by the Science and Technology Project of State Grid Corporation of China (No.5100- 202355407A-3-2-ZN).Key words: offshore wind farms; VSC-HVDC; MFO; modular state space method; virtual admittance0 引言随着近海风电资源开发趋于饱和，海上风电正在向远海发展。
电力系统及其自动化和继电保护的关系分析发布时间：2022-05-24T01:29:03.769Z 来源：《当代电力文化》2022年期2月3期作者：王文勇[导读] 电力能源已经成为国家经济建设和社会生活中无法替代的能源，为适应对电能需求持续增加的情况，电力系统承受着越来越大的运行压力。
王文勇中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司湖南长沙 410100摘要：电力能源已经成为国家经济建设和社会生活中无法替代的能源，为适应对电能需求持续增加的情况，电力系统承受着越来越大的运行压力。
为促进电力系统安全稳定地提供电能，电力企业引入电力系统自动化控制技术和继电保护相结合，来实现在电力系统出现故障事故时对整个电网带来最小影响，将造成的经济损失降到最小。
本文分析电力系统自动化技术特点，研究电力系统自动化技术和继电保护的关系，提出了促进两者作用更好发挥的运用对策和建议。
关键字：电力系统自动化继电保护关系分析在现代社会，电力能源是不能被替代、不能停用的重要资源，对国家社会经济建设和社会生活带来直接的重要影响。
在社会对电力能源需求越来越多的背景下，电力系统安全稳定运行受到巨大挑战。
电力系统通过电力系统自动化技术，增加对运行管理的控制能力和控制效率，是一项值得推广的技术。
本文对电力系统自动化技术进行分析，研究了电力系统自动化技术和继电保护之间的关系，提出了电力系统自动化技术和继电保护运用的对策建议。
1电力系统自动化技术自动化技术应用于现代工业生产中，通过自动控制调整装置设备，替代人工对机械进行操作，有效提高了生产效率和准确性。
电力系统自动化技术，是利用现代化自动控制技术，实现对电能的生产、传输和管理的技术，主要能采用自动控制装置实现对电力系统的自动控制和调度管理，减少电力系统传统管理中对人员的依赖，降低人员操作中存在的误操作等问题。
电力系统相比其他工业系统，具有分布范围大、电力输送线路长等特点，而且电能传输和生产中对操作人员的人身安全造成较大威胁。
永远的精品直流工程情怀作者：王兴钊来源：《项目管理评论》2019年第03期20多年来，国家电网有限公司直流建设分公司（下称“国网直流公司”）一直专注于优质精品直流工程建设，先后建成投产了向家坝—上海特高压、宁东—山东、青海—西藏等21项直流输电工程，有力支撑了三峡電力外送、西电东送、大气污染防治等国家能源战略，累计获评国家优质工程金奖五项、银奖三项、鲁班奖一项。
向家坝—上海工程荣获国家科学技术进步特等奖，三峡输变电工程荣获国家科学技术进步一等奖，青藏交直流联网工程获评中国工业大奖、中华宝钢环境奖、国家水土保持生态文明工程。
当前，国网直流公司承担着新一代电力系统直流工程建设任务的光荣使命，承担着世界最高电压等级的±1100千伏吉泉直流输电工程、应用国际最新直流技术的渝鄂背靠背直流联网工程和张北柔直电网工程建设任务，向着建设高质量精品工程、支撑“三型两网”新战略大踏步迈进。
近期，记者就相关问题采访了国网直流公司董事长、党委书记丁永福。
提升能力丁永福介绍，为落实党的十九大培育具有全球竞争力的世界一流企业的战略部署，国家电网有限公司（下称“国网公司”）党组在2019年1月创造性地提出了“三型两网、世界一流”的战略目标和“一个引领、三个变革”的战略路径，为开创新时代国网公司发展新局面勾画了新蓝图，做好了顶层设计。
从第一条特高压直流工程±800千伏向家坝—上海工程算起，国网直流公司已建成和在建14项直流工程，积累了丰富的建设管理经验。
近年来，国网直流公司总结创新引领工程和特高压工程建设经验，完善公司工程建设管理和技术标准体系。
2017年，在国网公司总部大力支持和指导下，丁永福亲自策划，国网直流公司组织编写了《特高压直流工程建设管理实践与创新》丛书，形成了直流工程现场管理的标准化系列文件。
丁永福指出，2019—2021年是国网公司建设世界一流能源互联网企业的战略突破期。
作为国网公司的运营保障单位，国网直流公司要准确把握发展定位，坚持做优做精工程品质，坚持做实做强示范引领，不断提升精品工程建设示范引领能力。
0 引言随着信息化、数字化技术的高速发展，水电厂智能化建设迈入了新阶段，一方面建设了综合一体化平台，实现数据共享和统一管理。
另一方面，通过数字化和网络化，实现了互联互通，获取更全面的设备状态信息[1]。
为进一步提高管理效率和管理水平，响应国家大力提倡的工业化与信息化深度融合的要求，传统水电工程的建设管理模式也在不断创新[2]，数字孪生技术逐渐用于水电厂的施工建设和管理运行中[3-5]。
GB/T 40222—2021《智能水电厂技术导则》对数字孪生进行了明确定义，即数字孪生是用于理解、预测和优化实体对象性能的数字仿真。
利用数字孪生技术可将真实和虚拟两个维度的水电厂进行连接，结合传感器技术、物联网技术、虚拟仿真技术等实现两者的同步仿真运行和虚实交互。
2021年水利部先后出台了《“十四五”智慧水利建设规划》《“十四五”期间推进智慧水利建设规划》等系列文件，大力推进数字孪生流域建设。
水电厂作为水利枢纽的重要组成部分，其数字孪生建设是数字孪生流域建设的切入点和突破点。
目前数字孪生技术成为研究热点，智能水电厂建设只是要求了对建筑物和机电设备进行三维数字化建模以及对部分设备运行工况进行三维可视化运行模拟仿真，与数字孪生要求的双生交互还有较大差距，主要体现在三个方面：一是现地感知体系建设还不完善，工程和流域上的对水电厂运行管理影响的环境和工况信息采集还需要进一步补充；二是智能水电厂基于数字孪生技术的表达不成熟，海量多源数据采用数字孪生技术的表达方式还没有规范的方法；三是数字孪生技术与业务应用的结合不够，应用功能和交互方式面临挑战。
因此，本文结合智能水电厂的框架，基于一般性的部署手段，初步构建了智能水电厂的数字孪生架构，探索基于数字孪生技术的应用模式和功能，为数字孪生技术在智能水电厂建设中落地应用提供方法参考。
1 整体架构基于数字孪生的智能水电厂技术架构中共分为五部分：基础支撑层、数据互动层、数字孪生底座、数字孪生平台以及数字孪生应用，具体架构如图1所示。
电力系统课程设计《不对称故障分析与计算的程序设计》电力系统发生不对称短路故障的可能性是最大的，本课题要求通过对电力系统分析不对称短路故障进行分析与计算，为电力系统的规划设计、安全运行、设备选择和继电保护等提供重要的依据。
一．设计原则1．必须遵守国家有关电气的标准规范。
2．必须严格遵守国家的有关法律、法规、标准。
3．满足电力系统的基本要求（电能质量、可靠性、经济性、负荷等级）4．必须从整个地区的电能分配、规划出发，确定整体设计方案。
二．设计目的通过课程设计进一步提高学生的收集资料、专业制图、综述撰写的能力，培养理论与实际应用结合的能力，开发独立思考的能力，寻找并解决工程实际问题的能力，为以后的毕业设计与实际工作打下坚实的基础。
三、基础资料1、电力系统简单结构图如图1所示。
图1 电力系统结构图在K点发生不对称短路，系统各元件标幺值参数如下：（为简洁，不加下标*）发电机G1和G2：S n=120MVA，U n=10.5kV，次暂态电动势标幺值1.67，次暂态电抗标幺值0.9，负序电抗标幺值0.45；变压器T1：S n=60MVA，U K%=10.5变压器T2：S n =60MVA ，U K %=10.5线路L=105km ，单位长度电抗x 1= 0.4Ω/km ，x 0=3 x 1, 负荷L1：S n =60MVA ，X 1=1.2，X 2=0.35 负荷L2：S n =40MVA ，X 1=1.2，X 2=0.35 取S B =120MVA 和U B 为所在级平均额定电压。
四、设计任务1、各元件参数标幺值的计算，并画电力系统短路时的等值电路。
（1）、进行电力系统计算时，采用没有单位的阻抗、导纳、电压、电流、功率等的相对值进行运算，成为标幺制。
标幺值得定义为：=有名值标幺值相应的基准值（2）、在作整个电力系统的等值网络图时，必须将其不同电压级的各元件参数阻抗、导纳以及相应的电压、电流归算至同一电压等级—基本级。
而基本级一般电力系统中取最高电压级。
有名值归算时按下式计算'212'212'212(....)(....)(....)N N N R R K K K X X K K K G G K K K ===（3）、电力元件参数标幺值计算。
取120BMVA S=。
115B av n KV U U ==（1） 变压器T1电抗标幺值*%100K B TNTU S XS = ，变压器中主要是指电抗，因其电抗TTXR，即TR忽略，由变压器电抗有名值推出其标幺值为22%10.51201100.1921*12210010060115U U S NT K B X T S U NT B=== 同理变压器T2阻抗标幺值2222*2%10.51200.192110010060110115NT K B T NTBU U S XSU === 式中%KU——变压器阻抗电压百分数；BS ——基准容量，MV A ;NTS、NTU——变压器铭牌参数给定额定容量，MV A 、额定电压，KV ；BU——基准电压BU取平均电压av nU，KV（2）发电机1G 电抗标幺值*111cosB G d NN S XXSϕ''=式中dX''——发电机铭牌参数给定电抗；B S ——基准容量，MV A ；NS——发电机额定容量，MWcos Nϕ——发电机额定有功功率因数。
（3）线路电抗标幺值为2201200.41050.3811115BWBS x lXU ==⨯⨯=式中x——线路单位长度电抗，/km Ω；l ——线路长度，km ；BS——基准容量，MV A ；BU——输电线路额定平均电压，基准电压Bav nU U= ，KV 。
（4）负载电抗标幺值2*2**L LLL U Q XS=式中*U ——元件所在网络的电压标幺值；*L S——负载容量标幺值；*L Q——负载无功功率标幺值；2、各序电抗标幺值计算选择110kV 为电压基本级进行归算 （1）发电机：正序发电机电抗标幺值2*(1)1210.9119.51810.5G X ⎛⎫=⨯= ⎪⎝⎭正序电抗标幺值*(1)G X 等于负序电抗标幺值*(2)G X 等于零序电抗标幺值*(0)G X ，即*(1)*(2)*(0)G G G X X X ==。
正序发电机电动势标幺值*1211.6719.24510.5G U ⎛⎫=⨯=⎪⎝⎭（2）变压器T1、T2：正序变压器电抗标幺值*(1)0.1921T X =正序电抗标幺值*(1)T X 等于负序电抗标幺值*(2)T X 等于零序电抗标幺值*(0)T X ，即*(1)*(2)*(0)T T T X X X ==。
(3)负载L1、L2：正序负载电抗标幺值2*(1)1211.2175.69210LX⎛⎫=⨯=⎪⎝⎭负序负载电抗标幺值2*(2)1210.3551.243510LX⎛⎫=⨯=⎪⎝⎭(4)负载L2：正序负载电抗标幺值2*(1)1211.2488.03336LX⎛⎫=⨯=⎪⎝⎭负序负载电抗标幺值2*(2)1210.35142.34306LX⎛⎫=⨯=⎪⎝⎭（5）线路：正序线路电抗标幺值*(1)0.3811lX=负序线路电抗标幺值*(2)0.3811lX=零序线路电抗标幺值*(0)1.1433lX=归算到110KV基本级上三序图3、等值化简电路(1)、由各元件正序电抗标幺值等效原理的：X 1、X 2并联再和X 3、X 4串联得X 7(1);X 5与X 6串联得X 8（1）。
正序简化图(1)7(1)8(1)123456//(//)//()X X X X X X X X X ∑==+++（2）、负序电抗标幺值简化电路：X 1、X 2并联再和X 3、X 4串联得X 7(2);X 5与X 6串联得X 8（2）。
负序简化图(2)7(2)8(2)123456//(//)//()X X X X X X X X X ∑==+++（3）、零序电抗标幺值简化电路： X 3、X 4串联得X 7(0)。
零序简化图(0)7(0)34X X X X ∑==+4、当K 处发生单相直接接地短路三序等值电路图假设a 相短路边界条件为0b c a f aI I U Z I ===用1T -变换求出三序关系212201113111a a a b a c I I a a I a a I I I ⎛⎫⎡⎤⎡⎤⎪⎢⎥⎢⎥=⎪⎢⎥⎢⎥ ⎪⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎝⎭得出12013a a a a I I I I ===，11203a a a a a a f f U U U U I Z I Z =++==因为是直接接地的所以0f Z =a 相短路电流*1*1*1*2*0K a fE I jX jX jX Z ∑∑∑=+++，**13a a I I = ，*a a B I I I =∙5、当K 处发生两相直接接地短路三序等值电路图假设b 相c 相接地短路边界条件为000a b c I U U ===A 相零序电压的标幺值2020*0*20120a K X X X X U E X X X X X ∑∑∑∑∑∑∑∑∑⨯+=∙⨯++ a 相正序电流标幺值 *0*120120a a U I X X j X X X ∑∑∑∑∑=⎛⎫+ ⎪+⎝⎭短路点故障相的电流为)()2220**120*120220*120322b c a a a a a X aX I I a I a I I a I X X X X X I X X ∑∑∑∑∑∑∑∑∑⎛⎫+==++=- ⎪+⎝⎭--+=+ *B b b B S I I U =∙设计小结与体会本设计通过对不对称短路故障的分析，提出了针对三相接地短路的设计方案，并对三相接地短路时时的各种短路故障的对称电路进行了分析比较，从中得出最终的设计结果。
针对本次设计，我学会了运用我学过的理论知识来进行对各种电路故障的分析，但同时我也发现了我的不足之处，对于真一门课程，我的学习并不深入，因此在设计时，依旧存在着很多的问题，例如等值电路图的化简一类的，因此，针对本次课程设计我更加发现了学习好一门课程的重要性，只有深入了解的学习，才能更好的对课程设计时遇到的困难进行解析与解决，才能把课程设计完成的更加完善。
参考文献1. 于永源等编，电力系统分析，北京：中国电力出版社，20072. 《工厂常用电气设备手册》编写组，工厂常用电气设备手册（上），北京：中国电力出版社，19993. 祝淑萍等编，电力系统分析课程设计与综合实验，北京：中国电力出版社，2。
