基于元胞自动机的电力系统自组织临界特性仿真模型

将元胞自动机理论应用到电力系统大停电机理研究中,提出并建立了用元胞自动机来模拟电网故障演化的电网故障元胞自动机模型,定义了电网故障元胞自动机模型中元胞、元胞空间、规则和邻居等的构成方法。利用电网故障元胞自动机模型,仿真研究了电网故障的传播演化过程,并对电网故障的自组织临界性（SOC）进行了验证。     

基于元胞自动机理论的电力负荷空间分布预测

根据元胞自动机(CA)的基本理论及其在城市动态演化模拟中的应用，提出了新的电力负荷空间分布预测方法。该方法从元胞自动机的基本定义出发，研究了CA理论对于电力负荷空间分布预测的适用性，提出了电力负荷元胞、元胞样区、元胞时空数据库、样本数据库的概念，制定了考虑多种相关因素的负荷元胞转换规则和相关参数，并进行了简单的试验。算例结果说明了该方法的可行性及其预测结果的合理性。     

基于元胞自动机理论的电力负荷空间分布预测

根据元胞自动机(CA)的基本理论及其在城市动态演化模拟中的应用，提出了新的电力负荷空间分布预测方法。该方法从元胞自动机的基本定义出发，研究了CA理论对于电力负荷空间分布预测的适用性，提出了电力负荷元胞、元胞样区、元胞时空数据库、样本数据库的概念，制定了考虑多种相关因素的负荷元胞转换规则和相关参数，并进行了简单的试验。算例结果说明了该方法的可行性及其预测结果的合理性。     

电动汽车充电需求时空分布动态演化模型

预测电动汽车充电需求的动态时空分布对于电网应对大规模电动汽车的接入具有重要意义。已有的研究缺乏能够同时精确描述电动汽车行驶过程中地理位置与荷电状态(state of charge,SOC)变化的数学模型。为了模拟电动汽车交通需求和充电需求的动态时空变化过程,从电网调度的实际需求出发,改进了交通流领域中的微观交通仿真模型,结合Cruise软件计算的不同场景下的电动汽车每公里耗电量,提出了基于Agent-元胞自动机的电动汽车充电需求动态时空分布动态演化模型。最后,以54节点配电系统和25节点交通网络的耦合系统为例,说明所提方法可以预测快充站的电动汽车充电负荷,为电动汽车的充电负荷引导提供重要依据。     

基于核Fisher子空间特征提取的汽轮发电机组过程监控与故障诊断

提出了基于核Fisher子空间特征提取的汽轮发电机组过程监控和故障诊断新方法。该方法首先利用非线性核函数将数据从原始空间映射到高维特征空间，然后在高维特征空间中利用线性Fisher判别分析法提取数据最优的核Fisher特征矢量和判别矢量来实现过程监控。若系统出现故障，则根据当前的判别矢量与历史故障数据集中所含故障的最优核Fisher判别矢量的相似度进行故障诊断。该方法能有效地捕获过程变量之间的非线性关系，过程监控和故障诊断效果明显好于线性Fisher判别法。汽轮发电机组历史故障特征数据集仿真试验证明了该方法的有效性。     

基于异质元胞自动机的电网停电机理仿真模型

为研究互联电网大停电的机理,提出了异质元胞自动机模型并将其用于模拟互联电网。首先,定义了元胞、同质邻居元胞、异质邻居元胞、元胞自动机模型、元胞自动机状态及故障传递规则;其次,将区域电网用元胞自动机进行模拟,并考虑不同区域电网之间的相互影响,建立了异质元胞自动机模型;随后,在电网受到大扰动和小扰动的情况下,利用异质元胞自动机模型对分区后的IEEE 118节点系统进行停电事故仿真,仿真结果表明各区域电网和整体电网大停电事故的标度-频度满足幂律分布,验证了此模型的可行性;最后,将异质元胞自动机模型与元胞自动机模型进行对比,并结合电网实际数据,结果表明此模型能更好地模拟互联电网大停电事故。     

基于MAS和CA的多微电网孤岛模式下无功电压的控制

对多微电网的无功电压控制策略进行了分析,构建了基于多代理系统(MAS)和元胞自动机(CA)的双层多微电网分布式协调控制模型,其中MAS可以实现各子微电网的协作,而CA可以用于孤岛模式下子微电网内部的无功电压变化监测。在此基础上提出了孤岛模式下基于MAS和CA的多微电网无功电压控制策略。PSCAD/EMTDC仿真实验结果表明,基于MAS和CA的无功电压控制方法不仅可以对微源元胞进行实时监控,还可以向MAS反映元胞的状态,使其快速地给出解决方法,并且通过实现电压控制策略达到恢复系统电压的目的,即使在微电网遭受严重扰动时,仍能保证整个微电网的电压质量。     

基于模糊RBF神经网络的直流微电网并网等效建模

针对直流微电网系统的并网仿真问题,提出了一种基于模糊径向基(fuzzy radial basis function)神经网络的直流微电网动态等效建模方法。利用直流微电网并网接入母线端量测电压、电流和功率数据,构建基于径向基神经网络的并网等效模型。利用模糊聚类规则训练人工神经网络,并利用改进细菌觅食算法进行神经网络结构和参数的辨识。提出的模型能够反映直流微电网的整体动态特性,能够跟踪微电网不同运行方式下的网络拓扑和结构变化。该等效模型及建模方法为直流微电网及其并网仿真分析提供了一种思路和解决办法,仿真结果验证了所提方法的合理性和可靠性。     

基于虚拟同步电机控制的微电网稳定性分析

随着微电网中电力电子器件的大量接入,多电源与负荷的动态特性相互耦合,使得微电网系统中稳定分析问题成为研究热点。针对基于虚拟同步电机控制的微电网系统,提出了一种含多分布式电源的系统非线性状态空间建模方法。建立了含分布式电源、线路和负荷的微电网统一状态空间方程。基于所建立的状态空间方程,运用特征根分析法研究了影响微电网系统稳定性的因素。并利用分岔理论研究了虚拟同步电机控制关键参数和系统拓扑结构参数对系统稳定性的影响。在PSCAD/ETMDC仿真平台搭建了基于虚拟同步电机控制的微电网模型,验证了所提方法的正确性和有效性。     

微电网加权熵变脆弱性评估及实时重构

结合复杂网络和熵变理论,考虑微电网的静态结构特性和动态运行特性,提出了加权熵变脆弱性评价指标,建立了基于微电网脆弱性评价的实时重构数学模型。通过元胞蝙蝠算法和改进下垂控制策略对重构模型和实时控制系统进行求解和控制。算例结果验证了模型及策略的有效性。