摘要:电压暂降源分类识别存在可获得信息不完备的问题。针对现有单一识别法弱学习特点和组合识别法一致性强的问题，提出一种基于异质堆叠集成学习的暂降源识别方法，提升识别模型的泛化能力和鲁棒性。把线路故障分为普通故障和雷击故障，以10类单一电压暂降源的识别为目标，选取9个表征特征差异的波形统计参数，构建27维识别特征向量。引入堆叠集成算法，以5种差异性强的单一识别法为基分类器，用随机森林法作元分类器，建立异质堆叠集成识别模型。通过PSCAD仿真数据和实测数据验证，并与现有6种识别法比较，结果表明，该方法识别精度高，噪声鲁棒性良好，具有良好的工程实用性。

摘要:储能技术是解决高比例风电消纳问题、提高系统可靠性的有效手段。然而储能不同的功能定位、典型负荷曲线与风电出力曲线的选取等都会影响储能的配置结果。为研究储能配置规律，分别建立了考虑风电不确定性、风电爬坡以及风电消纳问题的多参数储能配置模型。研究储能不同功能定位下的配置情况。在此基础上，基于单一变量原则以及相关性分析，量化研究系统中各类参数对储能配置的影响。算例结果表明：通过风电的合理接入可减少所需配置的储能容量，合理的储能接入节点可有效降低网损；单纯依靠储能解决风电消纳问题时所需配置的储能容量最大；决定储能容量配置的价格型参数主要为分时电价；系统型参数中对储能容量影响最大的是风电装机容量以及峰谷差率。

摘要:分析了换相失败造成换流变饱和的机理，针对故障恢复期间发生换相失败时换流变差动电流与故障电流特征，研究了故障恢复期间发生换相失败与故障差流共同作用时换流变的动作性能。研究结果表明，在故障恢复期间，换相失败对恢复性涌流具有助增作用。此时换流变若发生较轻微的区内故障，差动保护存在延时动作的风险，其速动性无法得到保证。最后，提出了一种基于离散Fréchet距离的保护方案，并通过仿真对该方案进行了验证。结果显示，在故障恢复期间发生换相失败与故障共同作用时，区外故障能有效闭锁，区内故障能快速进行识别，使差动保护正确动作。

摘要:提出了一种基于等值信息交换的分布式抗差状态估计算法。各子系统通过等值计算将自身量测信息浓缩成等值信息，协调层收集各子系统的等值信息计算出边界状态量进而实现分布式状态估计。此外，在分布式算法基础上实现了分布式抗差估计。采用等价权原理将指数型目标函数抗差估计方法转换成变权重的加权最小二乘估计，并基于不动点迭代的方法进行求解。在求解过程中，等值信息随着权重值的变化而不断更新，子系统得以综合全系统信息进行抗差估计。最后，构造了多子系统算例和含不良数据的算例对算法进行测试。测试结果表明分布式抗差估计算法具有很高的计算精度和很好的抗差性能。

摘要:传统的分布式电源规划仅考虑单一利益主体，且未考虑需求响应，无法兼顾各市场主体的利益需求且忽略了负荷的调节能力。针对以上问题，提出了一种考虑多主体利益和需求响应的分布式电源优化配置模型。首先，结合电源侧的环境成本和用户侧的需求响应，分别以分布式电源发电企业、配电公司、电力用户的净收益最大为目标，建立各自的优化配置模型。其次，根据三者的利益关系，构建可同时兼顾三者净收益的综合优化目标，并采用二阶锥规划方法进行求解。最后，以IEEE33节点配电网作为算例，结合某地区电网的实际数据进行仿真分析。结果表明：所提出的优化配置模型可有效提升各主体的整体经济效益，并且可保证主体间的利益均衡，有助于提升电力市场的活力。

摘要:针对风电经串补输电线路并网发生的多起次/超同步振荡现象，首先推导了基于有功无功解耦控制的双馈风机阻抗模型。其次分析了电网参数、双馈风机控制参数以及电机参数对风电并网系统稳定性的影响。然后针对串联补偿输电线路参数以及风机控制参数引发的次/超同步振荡现象，提出了双馈风机转子侧控制环节附加阻尼控制器的抑制方法。并对比分析阻尼器放置于功率外环以及电流内环对系统稳定性的影响，得出阻尼器放置于电流内环对次/超同步振荡抑制效果更好的结论。最后，在PSCAD/EMTDC中搭建双馈风机并网模型，通过时域仿真验证了阻抗模型分析风机并网次/超同步振荡的正确性以及所提方法对次/超同步振荡抑制的有效性。

摘要:电力系统易受扰动影响，在一定扰动条件下会进入混沌状态。通过分岔图和李雅普诺夫指数谱分析了扰动Pe与Pk单独作用与共同作用时对电力系统的影响，当Pe与Pk单独作用时，系统状态均随着扰动的增加由周期态过渡到混沌态，当Pe与Pk共同作用时，系统状态均随着扰动的增加由混沌态过渡到周期态再过渡到混沌态。设计了一种全局滑模时滞控制策略，时滞控制采用延时反馈环节，即误差信号中采用上个采样周期的采样值与此时的采样值来对不确定系统项与扰动项进行估计，但由于延时环节存在时滞误差，导致系统收敛速度较慢且扰动抑制能力较差。为此，将时滞控制与全局滑模控制相结合，并设计具有快速收敛特性的时滞补偿项，提高系统收敛速度与抗扰动能力，并且可以抑制上界未知的外部扰动。仿真结果表明，相较于时滞控制，所设计的全局滑模时滞控制收敛速度更快，超调量更小，在系统遭受周期扰动与阶跃扰动时仍能保证收敛。

摘要:针对多台APF系统相关的共振和稳定性问题，建立了常规混合多APF系统的数学模型。基于该模型进行了其动态交互的数学理论分析，提出了一种针对混合多APF系统削弱共振和提高系统稳定性的方案。其中多APF系统是由不同类型的模块APF组成，每种模块具有不同的LCL滤波器参数、开关频率、载流量。在分析混合型多APF的动态交互的基础上，得出了增加LCL滤波器电感可有效抑制不同模块APF之间的共振和耦合的结论。与目前传统模块化APF相比，该混合型多APF系统可提供较宽的电流跟踪带宽、快速的动态响应速度以及较高的容量利用率。同时理论研究和仿真结果证明了该混合型多APF系统的共振抑制方案的可行性。

摘要:对混合三端直流输电系统而言，准确、可靠的故障测距方法可确保故障线路快速恢复，提高供电可靠性。为了解决混合三端直流输电系统结构复杂性强、线路故障定位难度大等问题，提出了小波包能量谱结合BP神经网络的测距方法。具体的定位方法实现步骤如下：首先在故障发生时快速进行故障选线。然后把发生故障时在测量点采集到的电压故障分量经过小波包分解重构得到小波包能量，并将其作为输入样本通过BP的非线性拟合能力进行训练。最后将反映故障位置的小波包能量代入即可输出相应的故障距离。仿真结果表明，该方法耐过渡电阻能力强，定位的准确度高。

摘要:在交直流混合系统中，大容量高压直流线路闭锁造成的永久性功率冲击将引起送端交流系统机组不同程度的加速运动，可能造成送端机组失步运行。主要对大容量直流输电线路闭锁后的切机策略展开研究。首先分析比较了直流闭锁故障与短时功率冲击对送端系统稳定性的不同影响，提出了三角形近似法求取切机总量，改善了控制总量预估的保守性。然后从减速能量角度定义切机灵敏度指标，基于此形成切机比例上限约束下的切机量分配方案。在搭建的典型两区域交直流混合电网进行了仿真分析，验证了所提方法的有效性。该方法能够充分发挥领先机群中高灵敏度机组对于暂态稳定恢复的影响，可有效减少切机量，降低暂态稳定控制代价。

摘要:大规模风电的接入给系统优化调度带来了严峻的挑战。传统含风电电力系统调度方法高度依赖于精确的风电概率分布或高精度的风电预测区间的建立，在处理风电不确定性超出预计值时可能存在校正调度、弃风的问题。为促进风电的消纳，引入安全域理论的概念，分析安全域、静态安全距离与风电出力不确定性间的关系。在此基础上，提出了添加系统静态安全距离为约束的电网安全优化调度模型。IEEE39节点系统算例的仿真结果表明，所提模型面对当前风电预测精度较低的实际情况，具有一定的鲁棒性和较强的可操作性。

摘要:基于模块化多电平变换器拓扑的电池储能系统(Modular Multilevel Monverter based Battery Energy Storage System, MMC-BESS)可以同时输出有功、无功功率，适用于中高压、大功率的新能源并网场合。为解决储能单元的差异导致其荷电状态(State of Charge, SOC)不均衡的问题，提出了一种电池SOC三级均衡控制策略。首先针对各相间SOC差异，通过控制桥臂环流直流分量改变每相功率，实现了各相SOC均衡。其次针对同相内上下桥臂SOC差异，通过控制桥臂环流基波分量改变上下桥臂功率，实现了每一相内上下桥臂SOC均衡。最后针对同一桥臂内子模块SOC差异，通过重构调制波改变子模块功率，实现了所有子模块SOC均衡。实验结果验证了该控制策略的有效性。

摘要:为了研究直流输电工程对电网的影响，针对直流输电控制与保护系统，提出了一种工程镜像仿真概念并研究了其实现方法。首先分析了工程镜像仿真的基本原理和关键技术。然后针对直流输电控制与保护系统典型开发平台SIMADYN D开发了工程镜像仿真工具NewLinkC组态软件平台，利用NewLinkC完成了直流控制保护仿真程序功能模块的编制，并封装成能够被RTDS识别的直流控制保护仿真模块，与已有的RTDS系统元件仿真模块(如交流系统、换流变压器、换流阀、直流线路、滤波器等)构成RTDS闭环交直流实时仿真系统。最后以贵广II回直流输电项目为例，对比分析了实际控制保护系统与镜像系统的暂态过程，结果表明，该镜像系统能准确反映实际控制保护系统的运行特性，可替代实际控制保护系统进行直流输电工程的仿真研究。

摘要:针对目前电网项目投资模型难以同时考虑输配电价与建设时序的问题，提出了一种输配电价改革背景下电网项目多阶段投资优化决策方法。首先，利用输配电价改革后的电价核算方式，计算电网项目投资的成本与收益。在此基础上，将投资周期分为若干阶段，在每个投资阶段初期增加设备投入以满足逐渐增长的电网负荷需求。以全投资期收益最高为目标，以各阶段功率平衡、投产项目数量、紧后关系等为约束，建立输配电价改革下电网项目多阶段投资优化决策模型。最后，通过IEEE 24节点算例的仿真和分析验证了模型的有效性与在提高投资效率方面的优越性。

摘要:针对目前对输配电网协调性考虑不足的问题，考虑机组间负荷优化分配因素，引入耗量成本，构建了包含输配电网协调性指标的电网评价指标体系。结合电网经济性指标和可靠性指标，通过优化算法选出综合性能最优的输配电网规划方案。在解决遗传算法“早熟”、易陷于局部最优等问题的基础上，提出了一种优化算法并将其应用于考虑输配网协调性的电网规划问题中。仿真计算结果表明，所提出的方法是可行、高效的。

摘要:近年来，空调类电力用户数量迅速增加，成为了电网高峰负荷的主要组成部分。空调负荷作为典型柔性负荷，可利用其热惯性参与需求响应，为电网提供有效可调容量。区别于有关定频空调的研究，基于变频空调的负荷特性构建其物理模型，从控制后总功率和最大控制时长两个维度对变频空调集群的调节潜力进行评估。在此基础上，根据变频空调负荷聚合商在需求响应日前市场的成交量，以变频空调集群功率削减量与成交量偏差以及用户舒适度变化量最小化为目标，提出了基于双层分组轮控的变频空调负荷优化控制策略。仿真结果表明，所提策略不仅能够通过分组轮控延长变频空调集群最大控制时长，还具有良好的用户友好性，对于变频空调集群参与电网需求响应具有指导意义。

摘要:以风电和光伏为代表的可再生能源渗透率不断增加，其出力不确定性导致的大规模时序场景给电力系统的优化分析带来很高的计算复杂度。以场景削减技术精准刻画区域风电、光伏出力特性是解决以上问题的有效方法之一。提出一种基于聚类与优化算法相结合的可再生能源场景削减方法。首先对数据进行清洗、降噪等预处理，其次利用肘部法则与轮廓系数判断风电、光伏类别个数并进行聚类。然后，利用粒子群与遗传算法分别提取风电、光伏典型出力曲线，并对两种算法结果进行对比，从而生成典型场景。算例分析以欧洲输电系统运营商Amprion提供的2015年1月1日至2019年12月31日风电、光伏出力数据为研究对象，利用所提方法求得的出力曲线可以有效反映该区域风电、光伏出力典型场景，为后续电力系统规划、运行优化等问题提供数据支撑。

摘要:光伏柔性直流汇集支路发生直流故障时，呈现快速变化的暂态过程，传统基于固定特征频率阻抗量测的故障定位方法难以适用。因此，亟待研究快速可靠的故障定位方法，实现光伏直流汇集并网系统故障快速恢复。提出一种基于高频谐振识别的双极短路故障定位方法。利用直流故障极间电压的阶跃特征和直流变压器(DC transformer, DCT)出口并联电容与限流电抗器构成的串联谐振，得出高频谐振电流与故障距离的关系。通过连续小波变换(Continuous Wavelet Transform, CWT)提取故障谐振电流，计算出故障距离，最终完成故障定位。与传统故障定位方法相比，该方法无需额外高频注入源，不受换流器状态和控制系统影响。PSCAD仿真结果表明所提方法只需要故障前后2.5 ms的故障数据就可以进行可靠的故障测距，所需数据窗较短，满足光伏直流汇集系统精确定位故障与快速恢复运行的要求，并且具有较高的耐受过渡电阻、噪声和分布电容能力。该方法为现有直流系统保护设计提供新的可选方法。

摘要:随着分布式电源的高比例接入，传统三段式电流保护已难以适应日益复杂的配电网故障形态。在5G通信不断兴起的背景下，性能完备的电流相量差动保护在配电网中应用前景广阔，可不再受制于光纤铺设等附加的高额费用。但是，一旦出现5G通信信号失去同步甚至中断的极端情况，电流相量差动保护将无法正常工作。对此，针对5G通信异常场景，提出一套有源配电网综合快速保护方案，即适应5G通信失去同步但未中断场景的电流幅值差动保护判据、适应5G通信完全中断场景的相继速动保护判据，通过实时监测信道环境实现判据自适应切换。在PSCAD/EMTDC中搭建10 kV有源配电网模型。仿真结果表明，所提保护判据在不同故障场景下均能可靠动作。

摘要:在高渗透风电接入的孤立电力系统中，由于传统调频资源不足，风电大规模波动可能导致系统频率波动，限制新风电的进一步接入。因此，提出一种基于惯性控制和下垂控制的变速型风电机组频率协调控制方法。首先对双馈异步发电机(Doubly Fed Induction Generator, DFIG)、永磁同步发电机(Permanent Magnet Synchronous Generator, PMSG)和有源失速异步发电机(Active-Stall Induction Generator, ASIG)三种类型变速风力发电机组(Variable Speed Wind Turbines, VSWTs)的频率控制特性进行分析。在此基础上，提出基于惯量控制和下垂控制的变速型风机频率协调控制策略，并分析在不同扰动条件下，不同惯性参数与下垂参数对孤立电力系统频率的影响，据此选择合适的控制参数。最后，在随机风速扰动和大扰动条件下对风电机组的稳态与暂态响应进行仿真，验证了所提频率抑制方法的有效性。结果表明，所提方法能显著提高孤立电力系统频率稳定水平。

摘要:首先对基于直流耗能装置的交流故障穿越方案进行了理论分析。根据适合海上风电工程的直流耗能装置的拓扑结构，对该直流耗能装置的工作模式、投退策略进行了分析研究。其次研究了带直流耗能装置的大型海上风电直流保护的范围和分区。确定了直流保护动作策略，重点研究了各个直流保护区的保护配置策略。然后研究了直流耗能装置的投退对直流保护功能的影响。重点研究了直流过电压保护与直流耗能投入电压值的配合策略，直流耗能装置的保护功能设计。最后对上述策略进行了仿真试验验证。