2.1.1最新研究进展和重大研究成果2.1.1.1配电网优化调度与自愈控制系统针对配电网的优化调度与自愈控制问题，基于回路分析，建立了新的配电网网络分析和运行优化的方法体系，采用两级分布式构架实现了故障诊断和恢复控制技术，开发了完整系统并进行了工程实践。主要成果有：（1）提出了配电网三相抗差状态估计方法，实现了配电网量测冗余度低情况下的可观测；（2）提出了鲁棒高效的三相潮流计算方法，并基于主从分裂法实现了输配协同安全分析；（3）提出了最优匹配注入流理，实现了无功优化的多项式算法；（4）提出了匹配最优流，实现了网络重构和恢复控制的高效算法；（5）提出了电压稳定评估的新方法，并实现了输配协同的电压稳定评估；（6）基于两级体系，提出并实现了智能恢复控制技术。基于以上研究，开发了实际系统并进行了工程实践。该研究已发表20多篇SCI/EI论文，受邀在2011IEEEPESGeneralMeeting宣读Invitedpaper。所开发的系统已经在嘉兴、深圳等城市电网得到工程应用。其核心技术和软件被日本日立公司分期购买，成为其智能配电网解决方案的重要组成部分。深圳南瑞投资900万与我们在该领域成立联合研究所，进行技术与产品的推广工作。2.1.1.2独立电力系统电磁暂态仿真、稳定分析与控制舰船、海上采油船、飞机和空间站等场合的电力系统均属于独立电力系统。独立电力系统并不是缩小的广域电力系统，其自身具有许多不同于广域电力系统的特性，比如系统容量小，电力电子装置互联现象普遍、承受持续时变扰动，以及系统具有离散与连续强耦合等特点，使得独立电力系统的稳定性分析极其困难。独立电力系统稳定性研究，面临的新问题是存在持续大干扰且网络结构多变。而Lyapunov稳定理论研究的是无外部输入激励情况下非线性系统的动态响应，因此难以满足独立电力系统稳定分析的需求。本实验室提出了基于输入状态稳定的独立电力系统稳定分析方法，取得的理论成果是：提出了局部输入状态稳定算法，解决了大型独立系统的抗干扰能力评估问题；提出了互联系统输入输出稳定判据为快速安全重构提供了简明的稳定判据；在深入分析电磁暂态仿真特点和并行计算一般原理的基础上，建立了并行仿真的一般耗时模型，给出了实现独立电力系统电磁暂态实时仿真的关键技术方案，开发了独立电力系统电磁暂态并行仿真软件，构建了具有自主知识产权的电磁暂态并行仿真平台，并从多个方面对仿真平台的性能进行了优化，最终实现了适用于独立电力系统的电磁暂态实时仿真平台，为独立电力系统的理论、方法和技术的发展提供了关键的研究和实验手段。以上成果已在三项重大国防工程中得到应用，并作为核心成果之一荣获2011年全军科技进步一等奖。2.1.1.3高压直流转换开关研究高压直流转换开关设备是超高压/特高压直流输电工程的重要设备之一，其主要作用是改变直流系统的运行方式和清除直流侧出现的故障。在我国建设的直流工程中，换流阀、控制保护系统、平波电抗器、换流变已基本实现国产和供货，但直流转换开关设备还是主要依赖进口，且价格十分昂贵。本年度实验室建立了“自激振荡”方式高压直流开断的数学模型；建立了用于高压直流开断研究的试验系统；研究了高压直流转换开关的各个元件的特性对开断直流电流的影响；开发了一个满足±800kV直流输电要求的直流转换开关产品样机；直流转换开关产品样机通过西安高压电器研究院的型式试验：2011年8月23日，在西高院通过产品型式试验，成功转换4500A，满足±800kV直流输电的要求；2011年8月30日，在西高院通过产品型式试验，成功转换5100A，满足±1100kV直流输电的要求。2.1.1.4ITER局部多物理场仿真计算与分析ITER国际热核聚变实验堆（ITER：InternationalThermonuclearExperimentalReactor）是利用磁场约束实现受控核聚变的装置，预期指标：总能量500MW，聚变能与辅助能耗之比大于10，等离子体电流为17MA，等离子体持续感应燃烧时间大于5分钟，磁场5.3T。中国政府宣布投入10亿美元参与该计划，是迄今我国参加的规模最大的国际科技合作计划。ITER现在处于概念设计阶段。本实验室利用ANSYS软件对ITER的局部区域进行了场计算，重点计算了其中的GDC(GlowDischargeCleaningsystem)电极的感应电流与电磁力、应力与形变、温升与热应力、冷却水流与散热、气体注入管道特性等多场耦合问题。进行了多种材料组合、多种几何尺寸的场分布计算，得到了等离子体电流破裂六种模式下的结果。所得GDC的最大应力约为1000MPa，远远超过了CuCrZr-IG合金材料能够承受的屈服应力（260MPa）和拉伸强度333MPa。所得结果与欧盟的结果基本一致，计算结