清华大学宽带电力线通信(Powerline Communication，PLC)技术方案和系统设计。与已有的方案不同的是:本方案的核心技术将采用具有自主知识产权的时域同步正交频分复用 (TDS-OFDM)技术，在保证技术先进性的同时，为国内相关企业提供一定的技术保障壁 垒，在产业传输之初能够有效避免国外公司的竞争。清华大学在与美国波音公司合作进行的 研究中，已经完成了系统方案设计、关键技术研究、系统的 FPGA 验证。目前，正在与国 家电网合作进行 PLC 组网技术研发。本项目合作方向包括 PLC 专用芯片设计、PLC 家庭网 络产品等。

本发明公开了一种电力通信网故障定位方法，包括：首先预处 理历史告警数据，得到多个重要告警属性，并分配影响因子；建立基 分类器作为子预测模型，分别对历史告警数据进行预测，并将预测准 确率作为基分类器权重；其次，将多个基分类器分为基分类器集合， 估计得到每一组的平均权重和平均影响因子，继而得到每一组的综合 权重，选取综合权重最大值，其所对应的故障类别即为最终预测结果， 至此建立组合预测模型；利用组合预测模型对现有告警数据进行预测， 得到最终的故障定位预测结果。本发明不仅解决了故障定位技术存在 的准确低、反应慢的问题，同时通过构建的组合预测模型进行故障定 位，显著提高了故障定位的准确性，大大缩短了故障定位的时间。

一、项目简介此软件在给定的电源、电网和负荷数据的前提下，本软件对电力系统规划方案进行 8760 小时全景模拟，既可以对电源规划方案进行评估，也可以用于输电网规划方案评估，还可以针对新能源消纳、系统调峰能力、外区交直接接入、抽蓄电站建设等进行专题评估。本软件是基于课题组完全自主提出的理论而历经多年开发，所提理论系为国内首创。二、产品性能优势该软件可以逐小时模拟全年电力系统运行情况，经过多个实际系统验证，模拟结果于实际运行情况较为接近。主要特点：1. 软件对新能源中长期波动刻画准确，既可以直接利用风光大量历史数据，也可根据理论进行新能源波动模拟以解决历史数据匮乏问题。. 与传统的短期机组组合方法相比，此软件通过全年精细化的机组组合，充分考虑了电源和负荷在时间尺度上的不均匀性。. 与传统基于电力电量平衡的规划评估思路相比，软件计及了线路传输约23束和潮流断面约束，并考虑供/受外区电、抽水蓄能、热电联产、气电、光热等特殊机组和运行情况，使评估结果更具参考价值。4. 在调度方式上，具有三公调度、经济调度、节能调度等多种可选调度方式。三、市场前景及应用此评估软件已在我国西北、华中、华东的七个省级

华北电力大学科技学院成立于2002年6月，是国家教育部和河北省人民政府批准设立，由国家“211工程”重点建设高校华北电力大学与河北省电力公司按新机制、新模式合作举办的全日制本科层次的独立学院。2004年经过国家教育部专家组评估为合格办学单位。科技学院占地约500亩，校园环境优美，基础设施先进，教学设备齐全，依托华北电力大学的综合办学优势，拥有先进的英语语音实验室，电工、电子实验室，物理实验室，电力系统仿真实验室，火电机组仿真实验室等教学设施，图书馆藏书42万册。同时，科技学院还共享华北电力大学雄厚、丰富的教学资源。 科技学院依据现代科学技术发展趋势和地方经济发展需求设置专业，现有电力工程系、动力工程系、经济管理系、信息工程系、机械工程系、建筑工程系和基础学科部等6系1部，开设电气工程及其自动化、能源与动力工程、建筑环境与能源应用工程、产品设计、软件工程、英语、土木工程等24个本科专业。科技学院面向全国31个省(市、自治区)招生，目前在校生近7000人。学生毕业后授予国家统一印发的华北电力大学科技学院毕业证书，符合条件的授予华北电力大学科技学院学士学位证书。科技学院教学组织完备，设有院长办公室、教学工作部、学生工作部、人事工作部、图文信息中心、保卫工作部等行政管理部门;规章制度健全，日常管理、教学管理、教学辅助、学生教育管理等各项工作运行规范、有序。 科技学院拥有一支专业素质高、学历层次高、结构合理的师资队伍，并以华北电力大学优质教师资源为依托，学习、借鉴先进的教学方法和理念，吸引名师来院任课。学院现有教师近500名，副教授职称以上的教师占40%以上，硕士学位以上的教师占90%以上。在坚持以教学为中心的同时，学院充分调动教师尤其是青年教师的科研积极性和能动性，有力地推动了学院教学质量和教师科研水平的提高。近年来，学院教师承担和参加包括国家自然科学基金在内的各类科研项目100多项，公开发表论文500余篇，被SCI、EI和ISTP三大检索机构收录100余篇。 科技学院以创办具有电力特色的全国一流独立学院为宗旨，按照培养“厚基础、重实践、强能力、高素质”人才的总体要求，不断加强实践教学，为学生搭建起施展才华、发挥能力的平台。科技学院师生在历年“外教社杯”大学英语教学大赛、“世纪之星”英语演讲大赛、全国数学建模竞赛、美国数学建模竞赛、全国广告艺术设计大赛、河北省大中学生武术比赛等大赛中，获得国家级奖项三十多个、省部级奖项一百五十多个。就业方面，我院历年毕业生离校前初次就业率在85%左右，毕业生就业稳定、就业质量高，在国内同类院校中名列前茅。近年来，学院毕业生上研率保持在10%到13%之间,相当数量的同学实现了进入高水平大学继续深造的梦想。华北电力大学科技学院将继续秉承“自强不息、团结奋进、爱校敬业、追求卓越”的华电精神，本着“办一所负责任的独立学院”的办学思想，认真履行“对学生负责，对家长负责、对社会负责”的承诺，为学生知识、能力、素质全面协调发展创造更好的条件。

10kV贯通线、自闭线长达数十公里，沿线塌方、树枝伸长、线路绝缘老化等原因，造成短路故障，影响行车。为了快速处理故障，恢复非故障线路供电，研究开发的新型故障自动处理成套装置具有以下主要功能： 当线路发生故障，自动重合闸失败后，启动本装置，能准确诊断和自动切除故障，快速地恢复非故障线路的供电。对于双端送电方式，可实现全线的车站贯通供电。对于单端送电方式，可立即恢复故障点前非故障线段的供电；对故障点后非故障线段可采用简单倒闸操作，迅速恢复供电。 配电所的绝缘故障指示仪按照线路运行方式准确显示故障所在，为及时处理故障提供依据。 能够实现分区设备操作无人值守。 能够防止两端送电时发生不同相位的并相事故。 技术指标：   （1）装置本身进行故障诊断、切除和恢复非故障线路供电的时间：45秒；   （2）不需要电源，不需要信号通道；   （3）不需要校正，免维护。 应用范围： 该装置主要应用于铁路贯通线、自闭线；该装置获2004年贵州省科技二等奖。

随着现代测试技术的发展，数字化的局部放电检测已经成为IEC与国家标准的要求，其逐步取代模拟式的局放成为可能。本项目所研制的数字化电力设备局部放电测试仪采用FPGA技术与虚拟仪器技术，实现局部放电的视在放电电荷量及其对应的相位、放电次数等多参数的测量。所检测放电脉冲时间分辨率小于10µs；可显示工频周期放电图、二维（Q-φ,N-φ,N-Q）及三维（N-Q-φ）放电谱图，并提供放电趋势分析、历史查询及打印报表等功能，亦可以定时自动启动监测，实现整个监测过程自动化，测试结果可通过网络实现远程通讯。

1 成果简介清华大学宽带电力线通信（ Powerline Communication， PLC）技术方案和系统设计。与已有的方案不同的是：本方案的核心技术将采用具有自主知识产权的时域同步正交频分复用（ TDS－OFDM）技术，在保证技术先进性的同时，为国内相关企业提供一定的技术保障壁垒，在产业传输之初能够有效避免国外公司的竞争。清华大学数字电视技术研究中心在与美国波音公司合作进行的研究中，已经完成了系统方案设计、关键技术研究、系统的 FPGA 验证。目前，正在与国家电网合作进行 PLC 组网技术研发。本项目合作方向包括 PLC 专用芯 片设计、 PLC 家庭网络产品等。2 应用说明涉及到全国亿万家庭，首先可在有条件地区试验推广应用。

清华大学宽带电力线通信（ Powerline Communication， PLC）技术方案和系统设计。与已有的方案不同的是：本方案的核心技术将采用具有自主知识产权的时域同步正交频分复用（ TDS－OFDM）技术，在保证技术先进性的同时，为国内相关企业提供一定的技术保障壁垒，在产业传输之初能够有效避免国外公司的竞争。清华大学数字电视技术研究中心在与美国波音公司合作进行的研究中，已经完成了系统方案设计、关键技术研究、系统的 FPGA 验证。目前，正在与国家电网合作进行 PLC 组网技术研发。本项目合作方向包括 PLC 专用芯 片设计、 PLC 家庭网络产品等。

新型电力系统仿真分析、测试验证。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 随着“双碳目标”国家能源战略的确定和新型电力系统概念的提出，我国能源转型力度持续加大，逐步形成了大量新能源接入电力系统的局面。由于风能、太阳能等新能源与常规能源禀性差别很大，其并网发电系统具有显著不确定性、波动性和机械惯量缺失等特点。此外，高比例电力电子装备、新一代直流输电、多能互补的综合能源、各类大规模储能电站、各种通信及自动化新技术装置等因素使得新型电力系统组成要素愈加复杂，动态特性蕴含诸多未知，造成系统规划设计、装备制造、系统集成和运行控制等都面临史无前例的挑战。目前，电力科研院所、规划设计单位、装备制造厂家、教育培训机构等对新型电力系统开展仿真分析、测试验证的需求很大、很迫切。同时看到，新型电力系统的这些新型场景对仿真技术要求苛刻，门槛很高。 1）新型电力系统需要精细化动态模拟。人们对新型电力系统动态行为的认识还不够深入，无论是基础理论层面还是工程技术层面还处于广泛讨论、观点碰撞或局部示范试验阶段。然而，电力设施的新技术路线试错成本极高，不太可能对所有备选方案和技术选项都逐一示范。因此，开展大量深入的仿真研究是推进新型电力系统实施的必要手段。对于新型电力系统，需要深入开展仿真研究的领域包括：①新型电网体系结构研究；②新能源接入电网关键技术； ③ 新能源电网保护与自动化技术； ④源网荷储协同控制与优化调度；⑤新型配电网的电能质量分析与控制；⑥人工智能等新技术对新型电力系统的支撑。 2）新能源基地并网需要做稳定性评估。大规模陆上及海上风电集中接入局部电网有可能引发次/超同步振荡、宽频谐波谐振等电网安全稳定性问题，需要对这些问题进行机理及应对策略分析。所以需要对包含多类型新能源装备的局部电网做精细化动模仿真测试。然而，百千台级风光机组电磁暂态详细建模与仿真是一个卡脖子难题。 3）软、硬件在环仿真是必要的。新能源及储能电站的电力电子变流器控制及保护策略是厂家核心机密，对外不公开。由于控保策略对装置外特性及其接入系统的响应特性有重要影响，故需要分析内部核心控保策略。需要将新能源及储能控制器实物或黑盒模型接入测试平台开展动模仿真，以对其多时间尺度动态响应特性进行精细化分析。软、硬件在环试验对仿真平台提出了更高要求。 4）超大规模储能电站的仿真难度大。①单个储能机组的设备形态发生改变，从两/三电平变流器向模块化多电平变流器（MMC）的复杂结构演变，甚至采用储能跟变流器集成，故需要对这种复杂新形态做精细化测试验证。②超大规模、超大机组的储能电站包含较多并联储能单元或者储能机组，吉瓦时级储能电站，需上百台机组并联。另外，储能变流器的控制策略正从电流源型向电压源型转变，控制策略趋于复杂化，故需要大量的储能变流器的控制装置接入测试平台，才能对实现对储能单机以及多机之间协调控制性能测试，进而实现超大规模、超大机组的储能电站的精细化仿真。 5）现代直流输电控制与保护测试提出更高要求。超/特高压直流输电系统应用于新能源基地外送的控制保护策略及其硬件在环试验对实时仿真平台硬件资源要求苛刻，既要对直流输电系统建模，又要对新能源基地建模，应用场景的复杂性对仿真平台要求更高。 1 技术分析（创新性、先进性、独占性） 1.1 国产化实时仿真技术现状 实时仿真是指仿真模型执行进度与系统时钟完全同步的一类仿真，具备这种特性的仿真装置称为实时仿真器。新型电力系统的认知、试验、生产、培训需求快速增长，形成了实时仿真领域巨大潜在市场。但目前RTDS、RT-LAB等进口设备依旧垄断市场，对于大规模新能源场站、县域规模万节点级电力系统、多端特高压直流输电等应用场景电磁暂态仿真，所需的仿真资源巨大，平台造价极高。且关键核心技术处于卡脖子状态，平台应用的灵活性和开放性受到很大限制。只有开发和推广国产化实时仿真技术才能为顺利推进新型电力系统建设过程中的研究和生产提供自主可控的工具和手段。 1.2 UREP与进口设备的对比试验  为了实现电力实时仿真器的国产化替代，彻底解决电力实时仿真领域的技术“卡脖子”问题，国产实时仿真器UREP需要与国际主流技术进行对比，力求达到甚至超过目前世界最先进的技术。对标对象为行业公认的电力系统实时仿真仪（RTDS）和行业广泛使用的RTLAB，以上两款设备均为加拿大生产。对比试验方案如图1-1所示。制定标准（典型）测试算例，分别在UREP、RTDS和RTLAB环境下搭建测试算例的仿真模型，在完全相同的测试条件和试验内容下得到各种仿真器的仿真结果，比较仿真结果的一致性。同时比对仿真规模、建模效率和编译时间等关键指标。             图1-1  国产UREP与进口设备对标方案 1.2.1电气网络仿真对比    图1-2表示了一个多支路网络，基于图1-1中三种仿真器搭建该模型，通过不断增加支路数扩大网络规模，直到仿真器过载，得到仿真器的算力极限。         图1-2  多支路电气网络 在50us仿真步长下，对于图1-2案例RTLAB最大仿真规模为78个 三相节点，UREP也为78个 三相节点，二者相同。在编译速度方面，RTLAB编译时间为3分52秒，UREP编译时间为1分12秒，UREP是RTLAB的3.22倍。      图1-3  基于RTDS的仿真模型  当基于RTDS建模时，如图2-5，每块PB5最多允许24个节点；当基于NovaCor建模时，在超大步长150us下可以达到100节点，在50us步长下仿真规模未知。 2.2.2 双馈风机仿真对比   双馈风机含有电机、传动链、电力电子变流器和控制系统，是具有代表性的新能源元件。在在50us仿真步长下，对于如图1-4案例，RTLAB最大仿真规模为6台，UREP也为6台，二者相同。在编译速度方面，RTLAB编译时间为7分0秒，UREP编译时间为2分12秒，UREP是RTLAB的3.18倍。                图1-4  双馈风机测试案例 2.2.3 直流输电仿真对比   直流输电是最复杂的电力电子装备，有换流阀、阀控制器、极控制器、站控制器等一次和二次系统，是实时仿真领域的难点，也是检验仿真器能力的试金石。图1-5是双端单极直流输电系统测试用例，每端包含2个六脉波桥，控制保护包括了阀控、极控和主控模型，封装于蓝色模块内。   图1-5 双端单极直流输电系统测试用例 将图1-5所示算例分别在RTLAB和UREP中建模运行，在单核可用资源下，若仿真对象为电气主系统和控制保护组成的整个系统，则RTLAB过载，UREP也过载。若仿真对象仅为电气主系统（即双侧电源、交直流滤波器和4个6脉波桥），则RTLAB和UREP均不过载。在编译速度方面，RTLAB编译时间为3分40秒，UREP编译时间为1分11秒，UREP是RTLAB的3.10倍。 2.2.4 同步发电机组仿真对比    同步发电机目前仍是电力系统主力电源，是电力系统的主要仿真对象。同步发电机组模型包括同步发电机、调速器、励磁调节器及升压变。搭建多台同步电机并列运行算例，如图1-6所示。   图1-6  同步电机并列运行算例 在50us仿真步长下，对于图1-6案例RTLAB最大仿真规模为11台，UREP为13台。在编译速度方面，RTLAB编译时间为3分51秒，UREP编译时间为1分16秒，UREP是RTLAB的3.04倍。 2.2.5 最小步长对比 基于CPU的最小仿真步长能够体现仿真计算时间的抖动问题，抖动越小，允许的仿真步长就越小。因此，通过比较最小仿真步长，也可以反映仿真器的计算性能。仿真对象采用单台双馈风机，模型包括风力机、绕线异步电机、机侧变流器、网侧变流器、主动系统、所接入的配电网等元素，如图1-7所示。             图1-7  测试最小步长算例 经测试，RTLAB最小仿真步长为24us，UREP最小仿真步长为20us。可见，UREP具有更小的仿真抖动。 2.2.6 仿真精度对比 为了验证国产UREP的仿真精度，采取和RTDS交叉对比验证方法说明UREP的仿真精度。电力系统仿真包括电磁暂态和机电暂态，因此，从电磁暂态和机电暂态两个方面进行对比，同时考虑各种应用场景，以覆盖各种情形。电磁暂态检测案例的电网拓扑如图1-8所示。 图1-8 电磁暂态检测使用案例 无穷大电源电压等级为110kV，频率为50Hz，系统内阻抗为；L1、L3线路阻抗为，L2、L4线路阻抗为， T1、T2两变压器的额定容量均为，短路电压，空载损耗，空载电流，短路损耗，变比，高低压绕组均为Y形联结；假设系统A1、B1、A、B处供电负荷为(5+j1)MVA，C1和C处供电负荷为1+j0.1MVA。UREP建模如图1-9所示。   图1-9 电磁暂态检测案例的UREP仿真模型 基于RTDS建立电磁暂态案例的仿真模型如图1-10所示，其电压过零点短路控制如图1-10所示。   图1-10  RTDS仿真模型   图1-11  RTDS电压过零点短路控制结构 对上述模型，分别使用UREP和RTDS进行实时仿真，仿真时间为0.2s，短路故障发生在0.06s-0.16s之间，仿真步长为100微秒，横轴表示在0.2s时间内仿真采样点数，纵轴表示母线电压、电流，单位分别为V、A。在母线A点处发生三相短路，短路前后及短路期间的三相电压波形如图16-7。为了显示细微之处，将图1-12局部放大后，如图1-13。   图1-12  A点发生三相短路时三相电压波形   图1-13  A点处发生三相短路时三相电压波形局部放大 点划线为RTDS仿真结果，虚线为UREP仿真结果。可以看出，两种仿真结果高度重合，表现出电磁暂态仿真结果的高度一致。电磁暂态过程除了表现在电压动态还表现在电流动态，短路前后及短路期间的三相短路电流波形如图1-14。   图1-14 A点处发生三相短路时三相电流波形 图1-15  A点处发生三相短路时三相电流波形局部放大图 1.3  对标结论 （1）在内核资源完全等同条件下，国产UREP和RTLAB的仿真算力基本相同，即内核授权数相同条件下，具有相同的仿真规模。 （2）国产UREP的建模效率和编译速度远远高于RTLAB。小规模场景下，UREP是RTLAB的3倍左右，大规模场景下UREP是RTLAB的45倍左右。 （3）在仿真对象完全相同的条件下，国产UREP和RTDS的电磁暂态仿真结果完全相同，二者交叉对比没有差别。