摘要:潮流收敛调整是电网运行方式计算的重要工作，其中无功安排不合理是潮流不收敛的重要原因之一。由于无功问题非线性较强，凭借人工经验进行调整较为困难。为此，提出了基于自适应Levenberg-Marquardt的不收敛潮流无功调整方法，将原始问题分解为序列二次规划形式的有功子问题和无功子问题，引入自适应阻尼因子。利用增广拉格朗日函数及信赖域方法决定是否接受迭代步长的更新。详细分析了所提方法能够提升数值稳定性的原因。通过对IEEE300节点系统、波兰3375节点系统以及某省级电网实际系统的算例分析表明，所提方法能够给出无功调整的最小二乘解以实现潮流收敛，进而为方式人员进行潮流调整提供参考和借鉴。

摘要:随着风电渗透率逐渐提高，缺少传统调频资源的电网将面临频率安全稳定问题。因此提出一种基于多智能体系统的分布式风储协同频率控制策略。首先，各智能体利用平均一致性算法实现全局信息精确分享。然后，根据获得的全局信息，利用分布式经济性算法确定各台风电机组的最优减载率。当电网发生频率扰动时，各智能体通过分布式方法整定控制参数，控制相应风储设备协助同步发电机组参与惯量响应和一次调频。最后，通过仿真验证了所提控制策略的有效性。结果表明，所提控制策略能够保证电网频率满足动态响应指标。

摘要:三相LCL型并网逆变器通常采用电容电流反馈有源阻尼控制方式，但由于控制延时的存在，使系统的有源阻尼特性在1/6采样频率 fs 处发生改变，在弱电网情况下可能发生系统失稳。针对此问题，提出一种改进电容电流反馈的超前延时补偿方法。该方法基于无源理论的稳定性设计要求，通过对控制内环的稳定性分析，给出了内环控制参数及改进方法下电容电流反馈系数的可行域。通过对控制外环的稳定性分析，给出了外环控制参数的可行域。采用逐步由内环到外环的参数分析及设计流程，将有效正阻尼区域扩展到接近0.45fs，有效保证逆变器输出导纳的无源性。离散稳定性分析与仿真结果表明，在电网阻抗增加、逆变器并联耦合以及滤波器参数波动等工况下，所提方法相较于传统电容电流反馈方法具有更好的系统稳定性、鲁棒性以及动态响应特性。

摘要:对模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)换流站阀侧交流接地故障特性进行研究发现：阀侧交流系统发生金属性接地故障时，故障点入地电流由下桥臂电容放电电流和上桥臂以及对端桥臂电容放电电流构成，网侧交流系统不会馈入入地电流；带过渡电阻接地故障时，网侧交流系统将通过过渡电阻作用于故障点入地电流。详细推导了三相接地故障和单相接地故障下的入地故障电流和桥臂电流的数学解析式。采用RTDS仿真验证了该表达式的正确性。由于阀侧交流出口处电位被钳制为0，因此上桥臂的子模块电容将产生过电压。下桥臂与故障点构成放电电容回路，下桥臂流过的故障电流迅速增大，且无法通过断路器切断故障电流。因此，建议采取可靠的限流措施避免阀侧故障对换流站等一次设备造成严重伤害。

摘要:针对永磁同步电机(permanent magnetic synchronous motor, PMSM)无位置传感器控制中转子初始位置难以精确估算的问题，提出了一种基于注入变频方波电压的双锁相环结构转子位置估算的方案。首先对电机施加振幅相同方向相反的低频方波电压判别转子极性。然后提高方波电压频率至3 kHz，使用一种新型的双锁相环结构对转子位置估算值进行适应性误差补偿，以提高估算精度。最后保持高频信号注入进行电机空载、负载启动，全程无需中断和改变注入信号。实验表明，该方法对转子初始位置估算误差最大不超过3.73°，平均估算时间为0.18 s，估算过程中电机保持静止。当电机启动时，双锁相环结构比传统锁相环结构估算时间缩短18 ms，最大补偿角度为38.39°。估算过程未引入电机敏感参数，系统具有良好的稳定性和快速性。

摘要:为提高用户侧短期负荷预测的精度，提出了一种基于自适应啁啾模态分解(adaptive chirp mode decomposition, ACMD)和麻雀搜索算法(sparrow search algorithm, SSA)优化双向长短时记忆网络(bi-directional long short-term memory, BiLSTM)的短期负荷组合预测方法。针对短期电力负荷存在波动性强和非平稳性的问题，采用ACMD将短期负荷时间序列分解为多个相对简单的子分量，使用BiLSTM分别对各子分量进行预测。同时，为克服BiLSTM参数取值不同导致预测结果不稳定的问题，使用SSA优化BiLSTM模型的超参数。最后将各子分量预测结果叠加得到最终预测结果。通过具体算例，分别与单一预测模型和多种组合预测模型进行比较，实验结果表明该方法具有更高的预测精度。

摘要:研究了常规高压直流输电系统直流回路谐波谐振问题。采用解析计算的方法，对典型高压直流输电系统的直流回路谐波阻抗进行数学建模。基于状态空间模型得到了直流谐波阻抗的解析表达式，形成了直流回路阻抗频谱，并通过PSCAD软件对所提模型进行了验证。分析了系统各环节参数与直流谐波阻抗的耦合关系。提出了采用调整控制参数实现直流回路谐振宽频抑制的方法，并通过电磁暂态仿真对所提方法进行了验证。结果表明，所提方法可有效提升高压直流系统的直流谐振抑制能力和安全稳定运行水平。

摘要:特高压换流站测控装置作为模拟量非线性、传输转换高要求的二次设备，目前的评估和预测方法不完全适用于测控装置的健康分析。提出了一种基于小波核主元(kernel principal component analysis, KPCA)分析和双向长短期记忆网络(bi-directional long short-term memory, Bi-LSTM)结合的健康评估和预测方法。通过引入小波核函数，以提高KPCA对健康状态影响因素进行特征提取的能力。通过第一核主元建立健康指数，以评估测控装置状态变化。通过构建Bi-LSTM网络模型以输入特征信息达到健康预测目的。以浙江某换流站采集到的真实数据作为样本，通过实验数据进行了对比分析。结果表明，该方法可以提升多维健康监测数据的准确评估和预测精度，为检修人员制定检修策略提供科学参考。

摘要:为了提升虚拟同步机(virtual synchronous generator, VSG)在各种扰动下的动态响应，提出了一种虚拟惯量及阻尼系数的参数协调优化方法。推导了VSG有功指令与输出电磁功率之间的二阶传递函数，定量分析了VSG动态响应特性与虚拟惯量及阻尼系数的关系。在扰动的初期调整两参数使VSG呈欠阻尼状态实现加快调节，在扰动后期则使VSG呈过阻尼状态来减小超调，兼顾功率调节速度和频率稳定性，降低储能充放电深度。最后，基于Matlab-Simulink仿真软件开展了VSG出力扰动和电网故障扰动下的仿真，对比参数优化前后的动态响应。结果验证了所提优化方法的优越性及稳定性，可以有效提升VSG的动态响应能力，延长VSG储能寿命。

摘要:为改善因人工神经网络参数随机初始化对短期电力负荷预测带来的不足，提出一种基于改进多元宇宙(improved multivariate universe optimizer, IMVO)算法优化极限学习机(extreme learning machine, ELM)的短期电力负荷预测方法。算法的改进包含3个方面。首先，添加beta分布的随机数得到改进Tent混沌映射方法，采用遍历均匀性更好的改进Tent混沌映射方法使MVO算法得到好的初始解位置。其次，采用指数形式改进传统MVO算法的旅行距离率，利用指数形式改进后可使算法在整个寻优迭代前中期保持较高的全局开发水平。然后，采用精英反向学习的方法改进宇宙群。通过基准函数测试改进前后算法的性能，表明IMVO算法具有更好的稳定性和鲁棒性。最后，利用IMVO算法优化ELM的权值和阈值，建立IMVO-ELM短期电力负荷预测模型。通过实例分析和实验对比，表明IMVO-ELM模型的稳定性、预测精度和泛化能力均优于其他模型。

摘要:为评估大规模分布式可再生能源发电和灵活性负荷的不确定性对配电网线路阻塞的影响，基于效用理论和灵活性能力提出了一种计及不同程度越限风险的厌恶程度和置信区间外潜在阻塞风险抵御能力的配电网阻塞调度管理方法。综合配电线路阻塞概率、阻塞严重程度和风险厌恶程度三方面要素构建阻塞风险评估模型。以阻塞线路功率传输方向定义线路阻塞类型，分区域考虑线路阻塞造成的实际影响，在置信区间外以燃气轮机、储能系统和可中断负荷的灵活性供给能力对潜在阻塞风险的应对程度反映系统的阻塞抵抗性水平。以配电系统网损体现配电网的经济效益，以虚拟电厂收益呈现分布式发电的规模化效益。由此构建配电系统安全经济调度的多目标优化模型。最后，基于IEEE33节点系统对所提模型进行分析与验证。结果表明基于该方法生成的日前调度计划在兼顾经济效益的同时，可有效降低系统阻塞风险并增强对潜在阻塞风险的抵御能力。

摘要:海上风电交流并网系统具有不同于陆上风电并网系统的结构和运行特点，其动态无功补偿装置(SVG)通常配置在陆上集控站而不是风电场出口，主要工作于补偿交流电缆充电无功的感性区，需要研究SVG对系统振荡特性的影响。针对某直驱型海上风电交流并网系统，基于系统特征模式分析，构建对比算例，研究了SVG容量配置、运行状态及其控制对系统主导振荡模式稳定性的影响。经研究发现，当SVG工作于感性区时，海上风电交流并网系统主导振荡模式稳定性明显弱于SVG工作于容性区。另一方面，SVG电流内环和功率外环控制参数可能导致海上风电并网系统主导振荡模式失稳，需要确定能适应系统运行方式变化的参数取值范围并与风电场控制参数协调以保持系统稳定。基于PSCAD/EMTDC的系统详细电磁暂态仿真验证了所得结论。研究工作对于认识海上风电交流并网系统特性和指导系统规划和优化运行具有较好的参考价值。

摘要:线路参数辨识对准确反映电网的实际运行状态具有重要作用，但其对相量量测单元(Phasor Measurement Unit, PMU)数据精度要求极高，实测数据难以直接满足应用需求。对此，提出了一种基于PMU误差校正的输电线路参数辨识方法。首先，根据误差类型及测量数据特点，分类型对PMU数据进行预处理。然后，针对缺乏显著特征的偏置误差，基于输电线路物理等效模型提出了考虑数据规律及误差灵敏度特性的PMU测量误差的校正方法。最后，在上述校正方法的基础上，提出了全厂站PMU数据质量的治理方案。通过模拟和实际数据进行仿真，结果表明所提方法相较于现有方法可改善PMU量测数据质量，进而实现输电线路参数的有效辨识。

摘要:随着扰动波形数据在设备状态监测方面的应用日益广泛，一种考虑扰动特征多样性和不显著性的扰动检测算法对于提高设备初期故障诊断准确性具有实际意义。因此，从噪声而不是扰动的特征出发，提出了一种基于残留波形数据概率分布差异性的暂态扰动检测方法。首先给出了残留波形数据及其概率密度的获取方法。通过对实测波形数据中噪声的概率分布开展规律性分析，选取含有扰动与否的各周期残留波形数据间概率密度的差异性作为扰动研判的依据。然后，建立基于各周期残留波形数据概率密度间Wasserstein距离的暂态扰动检测算法及其阈值确定方法。仿真和现场数据验证结果表明，所提扰动波形检测方法对电压、电流波形采样数据中的各种不显著扰动具有较高的检测准确性。

摘要:为对九阶电力系统中的混沌现象进行控制，基于有限时间观测器将PI控制与固定时间终端滑模控制相结合，提出一种控制电力系统混沌的新方法。有限时间观测器可对外来干扰进行预估，积分的加入可消除系统稳态误差。同时对传统滑模的固定切换控制项通过加入自适应律从而进行改进，进一步加强控制方法鲁棒性。利用tanh(x/τ)函数代替传统滑模的符号函数以及利用新的趋近律来解决滑模控制中的抖振现象。最后为缩减控制参数寻找时间，在构建一种新的目标函数基础上利用改进蚁狮算法对控制参数进行寻优。结果表明所提出的控制方法具有良好的控制性能。

摘要:直接矩阵变换器是一个无中间直流环节的AC-AC变换器，但是它和传统的间接矩阵变换器一样，在电网电压不平衡时其输出性能会下降。针对这一问题，提出了一种分数阶滑模控制以改善矩阵变换器的输出性能。首先，分析了矩阵变换器的拓扑结构和数学模型，得到了不平衡电网下的输出功率，并且根据输出功率表达式设计对应的输出补偿。其次，结合控制目标和直接矩阵变换器的数学模型设计出应用于不平衡电网的分数阶滑模控制器。所设计的控制器旨在实现恒定的有功功率，同时以单位功率因数输入。接着，结合输出补偿使输出的有功功率无脉动，同时无功功率能够跟踪参考信号。最后，在Matlab/Simulink和RT-LAB实验平台建立对应模型，验证该算法的有效性。实验结果表明，分数阶滑模控制在控制性能上要明显优于传统PI控制。

摘要:为解决特高压直流分层接入系统中传统换相失败预防方法的失效问题，提出一种基于直流电流控制的协调控制策略。该策略在深入分析换相失败发生的主次要因素的基础上，通过检测交流系统故障，根据故障层换相失败预防控制的输出，提前触发非故障层换相失败预防控制。同时根据交流母线电压的跌落程度自适应地降低故障初期的直流电流，增大非故障层的换相失败免疫能力，改善故障层的后续换相失败。在PSCAD/EMTDC中搭建特高压直流分层接入系统。仿真结果表明，该策略能够有效抑制非故障层的换相失败和缓解故障层的后续换相失败，大幅度提升故障时期直流功率的传输，有利于电力系统安全稳定运行。

摘要:由于智能变电站内二次回路需要模拟的对象较多，并且具有时序性特征与非时序性特征，导致智能变电站二次回路三维可视化效果较差。基于此设计了一个基于电网信息模型(grid information model, GIM)模型的智能变电站二次回路三维可视化系统。系统硬件部分，重点设计处理器、互感器采样模块与互感器采样模块；系统软件部分，对空间数据组织与管理、几何元素间求交计算、模型切割、模型贴合。在此基础上采用GIM模型建立时序模型，完成智能变电站二次回路三维可视化系统的设计。实验结果表明，所提基于GIM模型的智能变电站二次回路三维可视化系统不仅提高了建模帧速、可视化效率与可视化效果，所设计系统的可视化结果基本不存在缺陷。所设计系统还减少了施工变更次数、施工成本与施工周期，施工成本最大降幅接近0.5倍。因此，说明所设计系统提高了变电站二次回路三维可视化效果，可以满足系统设计需求。