摘要:针对单回T型输电线路，根据其在故障情况下的正序网络提出了一种基于集中参数模型的故障测距新方法。该方法包括故障支路判定和故障测距两部分。在故障支路判定阶段，为简化故障支路判定函数，在不考虑线路对地电容作用的情况下，推导并设计了故障支路判定函数，根据该函数在各支路首末端函数值是否异号的特征，即可实现故障支路判定。另外，为保证支路首端附近和T节点附近发生故障时故障支路判定的准确性，给出了故障支路判据。在故障测距阶段，为保证测距精度，计及了输电线路对地电容作用，给出了基于正序分量和正序故障分量的故障距离解析表达式，根据该表达式只需数次迭代即可求解出故障距离。所提方法适用于各种故障类型，在T节点附近发生高阻故障时故障支路判别不存在死区，且计算量小、易于编程实现。理论分析和仿真测试表明，该方法的有效性和准确性不受故障位置、过渡电阻以及T接位置等因素的影响。

摘要:含分布式电源的配电网是新型电力系统的重要组成部分，但分布式电源接入导致配电网的故障形态变得复杂，特别是使得中性点经消弧线圈接地的配电网单相故障特征进一步被弱化，配电网单相故障定位变得愈加困难。现有方法存在灵敏度不足或特征量提取与处理困难的问题，通过解析有源配电网单相故障暂态过程中零模电流的分布特点，发现故障点上游和非故障区段的暂态零模电流始终呈振荡衰减且极性相反的特征。进而引入偏态系数刻画暂态零模电流的振荡衰减特征，构造了基于特征暂态零模电流偏态系数的单相故障定位判据，并提出了有源配电网单相故障区段的灵敏定位方法。理论分析和仿真结果表明，该方法在显著降低故障特征量提取及处理难度的基础上，仍能可靠实现有源配电网单相故障区段定位，具有整定计算简单和抗通信干扰能力强等优点，为新一代配电网单相故障快速定位提供理论依据。

摘要:随着大规模新能源等电力电子器件的并网，电力系统惯量水平逐渐降低，系统转动惯量需求产生新的变化，负荷侧频率支撑能力显得愈发重要。针对这一问题，系统分析了异步电机的频率响应特性。基于小信号分析法提出一种机电暂态下异步电机建模方法，构建计及异步电机频率响应的电力系统频率响应模型。在深入分析新型电力系统惯量特性的基础上，考虑系统最大频率变化率、最大频率偏差以及备用容量限制等频率安全约束，构建了电力系统最低惯量评估模型并通过遗传算法进行求解。最后，在Matlab和PSASP平台上进行算例仿真和分析，验证了所提异步电机频率响应模型以及最低惯量评估结果的正确性和有效性。

摘要:多端柔性直流电网以优良的性能在清洁能源消纳方面发挥了重要作用，但其潮流难以灵活控制，需引入潮流控制器来改善潮流分布。对此，提出了一种适用于多端柔性直流电网的新型直流潮流控制器，其具有配置成本低、调节范围广和运行损耗小的优势。潮流控制器利用全控型开关动态投切电容、电阻来改变线路等效电阻，实现了潮流控制功能。此外，设计了含电压限制环节和电流差增益环节的控制系统，降低了拓扑的配置成本和运行损耗。最后，通过电磁暂态仿真与低压物理试验验证了所提直流潮流控制器的有效性与可行性。

摘要:在电网电压不平衡跌落下，分布式新能源面临多控制目标缺乏协调、控制策略复杂等问题，严重情况下导致切机，影响电网稳定运行。对此，充分考虑电压跌落场景，提出了一种不对称电压跌落下新能源多目标主动控制策略。首先，充分考虑电网阻抗对于电压的影响，建立了不对称电压跌落下的逆变器正负序电压支撑方程，实现了对相电压的灵活控制。其次，提出了不对称电压跌落下多个新能源控制目标，并建立了基于正负序有功和无功电流的控制目标方程。在此基础上，深入分析多控制目标相互制约机理，并根据电压跌落程度优化控制目标，构建不同场景下的目标函数与约束条件。最后，利用Fmincon优化算法，实现并网逆变器在不对称电压跌落下的多目标优化控制。利用Matlab/Simulink仿真平台，验证了该方法在不同电压跌落场景下的有效性。

摘要:针对传统行波检测方法中定位不准确、计算量大等问题，提出了一种基于补充总体平均模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)和改进型Teager能量算子(novel Teager energy operator, NTEO)的行波定位方法。该方法采用CEEMD算法来分解故障行波信号，滤除故障信号中的低频分量。然后采用NTEO能量算子对分解后的信号进行差分运算，增强行波波头的突变特征，实现故障行波波头的精确标定。仿真结果表明，所提方法能够精准地标定故障行波波头，并且有良好的去噪能力。与传统方法相比具有更好的检测效果和更小的定位误差，可以有效地提高配电网行波定位的精确性。

摘要:针对目前环网柜在线监测设备融合度较低导致运维复杂、整体成本较高的问题，研制了一种集成物联网传感器接入、机械特性在线监测、局部放电在线监测以及标准化通信接口的物联网环网柜监测终端。按照装置功能详细介绍了子模块的构成以及基于容器的软件架构。并重点介绍了机械特性在线监测相关的数据零漂调整、数据触发门槛选择、特征分析实现方法。同时介绍了一种用于局放采样的改进型峰值保持机制。为验证装置相关性能，搭建了试验平台，并模拟了部分典型机械特性故障。结果表明：监测数据准确且一致性高，能够满足现场的应用需求。

摘要:为保证电网安全稳定运行，提高电网防灾减灾和弹性水平，提出了一种基于深度稀疏自编码网络和场景分类器的电网气象故障预警方法。首先，采用主客观权重相结合的动态赋权方法，对气象因子进行初始赋权，以合理表征不同气象因子对电网故障的影响程度。然后，对传统的深度自编码网络增加稀疏性约束条件，以提高网络训练的收敛性，并在深度自编码网络的最后一层增加场景分类器，以提高气象因子与电网故障场景间关联关系的合理性。最后，将带权重的气象因子以及设备因子和环境因子作为深度稀疏自编码网络的输入，利用支持向量机构建多因素耦合的电网气象灾害故障预警模型。采用实际电网故障算例验证了所提方法的有效性。

摘要:针对配电网高阻接地故障识别易受噪声干扰、无标签数据难以利用的难题，提出一种基于小波去噪与随机森林的高阻接地故障半监督识别方法。区别于监督式学习方法仅利用标签数据，基于协同训练方法能够充分利用有标签数据与无标签数据。首先，使用小波阈值去噪算法消除零序电流中的噪声。其次，采用波峰波谷故障启动算法判断线路是否发生故障或扰动事件。运用小波变换提取零序电流的小波系数作为故障特征。最后，基于小波系数故障特征构建两个随机森林作为半监督分类器进行协同训练，从而实现高阻接地故障的检测识别。仿真结果表明，所提配电网高阻接地故障半监督识别方法可以充分挖掘配电网既有的故障案例中无标注数据蕴含的关键特征，从而提高故障分类准确率，具有较强的准确性和灵敏性。

摘要:为给现场运行的同步相量测量装置(phasor measurement unit,PMU)性能分析提供准确的相量参考值，保证其数据质量，提出了基于正交多项式拟合的高精度相量测量方法。该方法利用Legendre多项式的正交性特点，对信号模型进行Legendre多项式拟合，以此来构建一种基于Legendre多项式的正交拟合相量模型。在此基础上，通过分析对比不同拟合参数求解方法的复杂度，提出了基于Cholesky分解的相量参考值计算方法，为非线性拟合参数求解计算量大的问题提供一种新的解决方法，并通过迭代修正来保证测量精度。进一步地，根据分析揭示的最优窗长和拟合阶数，实现算法的高精度测量和高效率计算。仿真与硬件测试表明，测量精度均满足标准要求10倍及以上，可在硬件中实时稳定运行，并为PMU现场测试校准提供参考值。

摘要:负荷识别技术能将不同电器类型有效区分开，对于用电策略制定、需求响应具有重要意义。针对当前负荷识别技术无法有效实现负荷特征融合以及不同识别器模型结合的问题，提出一种基于异构基Stacking机制的居民用电负荷识别特征图像集成学习方法。该方法通过构建特征图像实现特征融合，利用卷积神经网络充分挖掘特征图像中蕴含的深层次特征，解决传统方法对特征挖掘不够深入的问题。同时引入集成学习Stacking方法将多种异质负荷识别模型结合，综合各种模型的优势，解决传统方法模型单一化的问题。最后使用公开数据集PLAID进行验证并在实验室电器设备上完成工程应用。结果表明，所提方法具有较高的识别准确率和应用价值。

摘要:针对独立成分分析方法中源信号非独立性引起的估计误差，提出一种基于混合寻优及分离一致性判断的系统谐波阻抗估计方法。首先对公共连接点谐波电压和谐波电流测量数据进行中心化与白化处理。其次，采用混沌映射获得初试解位置，以负熵最大作为目标函数，采用生物地理学-增强烟花混合算法寻优获得分离矩阵。进一步进行分离一致性判断，得到具有较好独立性的分离矩阵。最后采用最小二乘法计算得到系统谐波阻抗。仿真和工程实例验证了所提方法与其他ICA算法相比具有更好的估计精度。

摘要:针对传统电网现有窃电检测仅用单一电量且实际数据集下检测准确度低的问题，提出一种基于通道注意力网络改进卷积神经网络模型的窃电行为检测方法。首先建立一种包含用电量趋势、线损增长率、终端告警多源数据融合的窃电评价指标体系，以此构建用户用电特征集。然后，基于通道注意力挤压激励网络(squeeze and excitation networks, SENet)优化卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)模型，据此构建自适应通道注意力网络改进卷积神经网络模型的窃电检测方法。最后，利用南方电网数据集对提出方法的有效性与准确性进行验证。实测结果表明，所提方法能有效实现实际电网情况下各类窃电行为准确检测，建立的评价指标体系可更明显表征窃电行为规律。构建的窃电检测模型可自适应对特征通道重要程度调整，提升通道利用率。相比现有检测方法，其具有更高准确度和更优泛化性能。

摘要:为了克服多电机差速失步振荡及同步稳定性变差等问题，提出了基于新型自适应积分滑模和扰动观测的多 PMSM 同步控制方法。首先，构建了一种改进型偏差耦合同步控制结构。其次，设计了基于新型自适应积分滑模(new adaptive integral sliding mode control, NAISMC)的 PMSM 控制器。同时，利用滑模扰动观测器(sliding mode disturbance observer, SMDO)对电机负载扰动进行观测，并与改进的偏差耦合同步控制结构相结合，提出了基于NAISMC与SMDO的多 PMSM 的改进型偏差耦合同步控制方法。最后，进行了实验分析。其结果表明所提出的同步控制方法能有效地保证4个电机具有良好的同步性能，提高了其抗扰动的能力，确保了多电机同步的稳定性。

摘要:在构建以新能源为主题的新型电力系统背景下，电网面临以电动汽车为代表的电气化交通负荷剧增的巨大挑战。针对上述问题提出一种负荷均衡优化模型，将负荷均衡后的集群电动汽车依次并入电网。然后应用多智能体一致性算法，以发电机组的增量成本和集群电动汽车的增量效益作为一致性变量，设计一种集群电动汽车参与电力系统经济调度的算法，通过分布式优化方式解决经济调度问题。建立4种典型的仿真情景，分别验证集群电动汽车分步参与电力系统分布式优化调度的有效性、对不同通信拓扑和功率受约束情况的适用性以及分布式优化算法在集群电动汽车参与经济调度时“即插即用”的能力。在IEEE 39节点系统上进行算例仿真，验证了策略的有效性。

摘要:随着分布式发电单元的不断接入，直流微电网逐渐呈现出低惯性和弱阻尼特性，直流母线电压会随着功率扰动而发生突变或失稳。采用变下垂控制为系统提供虚拟惯性。通过根轨迹分析可知变下垂控制为系统提供虚拟惯性的同时会削弱系统的阻尼，使直流微电网出现持续振荡的风险。在此基础上，设计一种虚拟惯性与阻尼的自适应协调控制策略。其控制函数以电压为自变量，在大扰动和小扰动情况下，能够为系统提供虚拟惯性和有源阻尼，从而改善直流微电网的低惯性和弱阻尼特性，保证系统的安全稳定运行。通过在Matlab/Simulink仿真平台上搭建直流微电网模型，验证了所提协调控制策略的有效性。

摘要:在以新能源为主体的新型电力系统发展模式下，电网将面临灵活性资源严重不足的问题，亟需引导用户侧可调控资源主动参与系统的平衡调节服务。提出一种考虑日前主能量市场、日前备用市场及实时平衡市场的多级市场衔接框架，基于负荷聚合商引导终端用户参与至多级耦合市场的市场化调度中。在日前主能量市场与备用市场，提出负荷聚合商可调节负荷状态感知模型及日前电能量与备用联合市场的竞价模型，系统运营商实现日前主辅能量市场的阶段性出清。在实时平衡市场，提出负荷聚合商基于用户侧富余可调节资源的实时平衡市场竞标模型，系统运营商基于实际系统运行需求实现平衡资源的出清与备用资源的调度。最后基于 IEEE 30 节点系统验证了所提出市场框架可有效激励用户侧主动响应电网调控需求、降低系统供需不平衡风险。

摘要:由于风电资源的波动性与随机性，需要电热区域综合能源系统具备一定的灵活性来匹配风的变化以减小弃风。热负荷无论在管道传输还是建筑内部供热，都具有一定热惯性，这使得热负荷曲线随风电波动进行一定的调整，是区域综合能源系统灵活性运行的重要手段。现有研究中热惯性往往在预先设定的范围内变化，缺乏应对热惯性在系统中波动的理论指导。为此，引入用户舒适度概念，将热惯性与室内、室外温度实时关联起来，提出一种基于用户舒适度区间约束的电热区域综合能源系统优化运行方法。考虑用户舒适度的室内温度平衡，建立以室内散热量为控制变量、以系统总运行成本和弃风惩罚成本最小为优化目标的运行优化模型。通过算例分析，所提方法能够在用户的舒适区间内有效降低运行成本，同时提高弃风消纳能力。

摘要:通过直流风电机组(DC wind turbine, DCWT)建设直流风电场实现风能的直流汇集与直流传输是海上风电系统的主要发展方向之一。为了使DCWT具备高压绝缘隔离、能量双向流动以及直流短路故障自清除能力，提出了一种适用于串联型全直流发电系统的新型DCWT拓扑。该DCWT拓扑采用了H桥结构的DC/DC变换器代替传统的隔离型DC/DC变换器，将DCWT直接串联并加以调制实现低压直流到高压直流的变换。基于PSCAD/EMTDC搭建了基于新型DCWT的串联型全直流发电系统仿真模型。经风电系统的DCWT在输出功率均衡、输出功率不均衡、高压直流母线电压波动等稳态运行工况以及故障DCWT动态切入切出等故障运行工况下的仿真，验证了该DCWT的输出特性、系统的运行特性以及系统对故障DCWT的处理能力，提高了直流风电场的运行可靠性与灵活性，为直流风电场的建设提供了一种切实可行的解决方案。