摘要:在双碳目标及全国碳市场上线的背景下，发电商需同时在电力市场及碳市场上进行交易决策。目前相关研究未深入考虑电力中长期市场及发电商在碳市场上的投机行为。为此，提出了一种发电商参与碳市场与电力中长期市场联合决策模型。该模型以一年的碳市场履约期为优化周期，在考虑发电商投机行为的基础上，利用条件风险价值刻画由于市场价格不确定性所带来的利润风险。该模型同时改进了相关研究中碳市场碳价仅假定为固定值的不足，且克服了原本以履约期为时间尺度的碳配额约束被强行分解到电力市场各个交易时段的问题。基于广东省相关市场数据搭建算例，并与传统的发电商决策模型进行对比分析。结果表明：发电商可根据该模型综合考虑电力市场及碳市场情况进行交易决策，获得比传统模型更优的综合效益。

摘要:针对我国经济社会发展所面临的高耗能、高污染问题，综合能源系统(integrated energy system, IES)为解决能源效率和环境污染等问题提供了新的途径。同时，灵活协调系统内各设备出力是实现系统低碳经济运行的关键前提。为进一步挖掘IES在经济运行与低碳环保方面的调度潜力，提出一种IES低碳经济调度模型。首先，建立一个包含光伏、风电、燃气机组、多种储能、碳捕集与电转气等设备的IES模型，并结合电、气、热负荷能源转换间耦合关系与柔性特征，构建综合需求响应模型。其次，考虑IES加入碳交易市场，引入阶梯式碳交易成本模型，对系统碳排放量进行制约。最后，以包含购能成本、碳排放相关成本以及需求响应补偿成本的系统综合运行成本最低为优化目标，采用CPLEX软件对模型求解。采用CPLEX软件对多种运行场景仿真求解，结果表明：所提出模型可有效降低系统运行成本与碳污染排放量。

摘要:串联电容补偿设备的应用降低了超高压输电线路中差动保护的灵敏度，为解决此问题提出了一种基于模型参数辨识的纵联保护原理。以串补等值阻抗作为辨识参数，引入串补工频阻抗等值模型并结合线路分布参数模型，采用线路两侧电压和电流作为测量量构建了串补等值阻抗辨识方程。辨识阻抗在区外故障时等于串补等值阻抗，在区内故障时与串补等值阻抗有明显差异，基于此构成纵联保护判据。理论分析与仿真结果表明，该保护原理整定简单，可靠性高，受串补本体保护和系统运行方式的影响小，不受分布电容电流的影响。与传统差动保护相比，其保护灵敏度显著提高，可与差动保护配合构成完善的纵联保护方案。

摘要:电力系统运行的稳定性常常与换流器的接入有关，而换流器装置的时间尺度与传统电力系统并不一致。在电力系统中，为揭示电力系统含有不同时间尺度装置对稳定性的相互影响，建立了稳定性界的计算分析方法。从换流器接入电力系统的角度入手，基于奇异摄动理论，建立了多时间尺度系统稳定性界的分析模型，给出了求取该系统稳定性界的理论方法，并进行了数学理论证明。通过Matlab时域仿真，进行了定量分析和验证。结果表明，计及快、慢变量所构建系统可以准确描述稳定性动态响应特性；奇异摄动分析可以精确刻画不同时间尺度变量构成的电力系统稳定性界。此外，数值仿真结果验证了所提模型和稳定性界分析方法的准确性。

摘要:直驱风电机组的同步稳定性与锁相环动态特性紧密相关，锁相环同步失稳易引发风电场大规模脱网。为此提出一种基于能量函数法的直驱风电场内部暂态同步稳定性定量分析方法。首先，在一定假设条件下，保留惯性控制和外环控制对锁相环动态特性的影响，对直驱风机并网控制系统进行降阶。然后，在降阶控制系统的基础上，推导出计及惯性控制和外环控制影响的直驱风机广义摇摆方程。基于广义摇摆方程，利用首次积分法建立机组级风机暂态能量函数，在直驱风电场等效线路模型的基础上进一步推导出多风机暂态能量函数，并采用势能界面法确定系统临界能量值。最后，在直驱风电场四机系统中进行仿真分析，证明了该能量函数的有效性和准确性，并进一步分析了惯性控制参数对同步稳定性的影响。

摘要:准确的风速预测能够促进大规模的风电并网，保证电力系统的安全稳定运行。针对传统点预测方法难以表征预测结果概率可信度问题，提出一种基于模糊信息粒化、改进长短期记忆网络与差分自回归移动平均模型的混合区间预测模型。首先，采用自适应噪声的完全集合经验模态分解模型对原始风速数据进行分解，并依据模糊熵重构得到新序列。在此基础上，对每个序列依次进行模糊信息粒化，获得最大值、最小值及平均值。最后，利用改进长短期记忆网络模型预测高频序列，差分自回归移动平均模型预测低频序列与余项，并将所得上下界求和得到最终风速区间。算例分析表明，所提模型得出的风速预测区间能够准确覆盖实测风速，为电力系统调度提供更多有价值的决策信息。

摘要:含高比例分布式电源接入的交直流混合配电网是未来配电网发展的重要过渡形式，且随着电力系统的发展，对于配电网可靠性的要求越来越高。提出了一种考虑可靠性的交直流混合配电网网架与分布式电源协同优化规划设计方法。在场景构建阶段，该方法考虑了配电网中各分布式电源出力的相关性和时序性以及各负荷功率的时序性。在可靠性评估阶段，针对交直流混合配电网的运行特点，建立了完善的同时考虑稳态和故障运行下可靠性的综合评估体系，通过建立各可靠性指标间的联系，客观地将可靠性指标与经济性指标进行统一量纲处理。在优化阶段，对交直流混合配电网网架结构及分布式电源接入容量设计了双层协同优化策略。同时，建立了完备的线路故障抽样模型。以修改的IEEE 33节点交直流混合配电网的优化规划算例验证了所提方法的优越性和有效性。

摘要:为实现逆变侧采用电网换相换流器(line commutated converter, LCC)和多个并联模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)阀组串联的混合级联直流输电系统的安全、可靠启动，提出了一种按照不可控充电和系统控制解锁两阶段划分的启动控制策略。首先建立该类混合结构下直流系统的数学模型。在对低压端MMC不可控充电阶段暂态特性分析的基础上，推导了MMC最大启动冲击电流和预充电时间的等效计算公式，并根据最大冲击电流和预充电时间为MMC启动过程中限流电阻的选取提供依据。其次，在系统级控制器解锁至系统稳态运行阶段，针对MMC并联组在控制器解锁时产生的不平衡启动电流问题进行了分析，提出一种基于不同换流器间控制时序配合与自适应MMC功率参考值的启动优化策略。最后，通过PSCAD/EMTDC仿真结果表明，所提启动方案可以有效实现混合级联型直流输电系统的平稳启动。

摘要:为改善车网耦合系统在多工况运行下的直流电压抗干扰能力，提出了一种基于滑模观测器的动车组网侧整流器滑模控制策略(sliding mode control method based on sliding mode observer, SMO+SMC)。首先，通过建立CRH3型动车组在dq坐标系下的数学模型，推导了滑模观测器的设计方程。接着，利用滑模观测器实时观测牵引电机输出功率后间接得到整流器直流侧电流，将滑模观测器的输出提供给滑模控制的外环电压控制模块，实现滑模观测器和滑模控制的结合。最后，将PI、滑模控制和SMO+SMC策略分别应用于CRH3型动车组仿真模型，对多工况下整流侧直流电压控制效果进行分析验证，并基于HIL小步长实时仿真测试平台进行了半实物实验。仿真和实验结果表明，SMO+SMC策略可以提高动车组运行速度改变时的直流电压抗干扰能力和车网耦合运行时网侧电流的稳定性。

摘要:针对含分布式电源的有源配网相间短路故障定位问题，提出了一种融合FTU和配变告警信息的有源配网故障定位方法。首先，考虑配网故障后FTU和配变告警信息的不同特征，根据配网拓扑，动态生成不同告警信息对应的反映故障区段和告警信息关系的关联矩阵，并据此构造新的开关函数，有效避免了繁琐的逻辑运算。然后，根据两种信息源收到的实际告警信息分别建立优化模型，利用遗传算法求解，计算对应信息源下各区段的故障概率。最后，利用证据融合理论将两种信息源下的结果进行融合，得到最终的故障定位结果。以修改后的IEEE 33节点为例进行验证，结果表明，所提方法可对单点和双重故障实现定位，且具有较高的容错性。

摘要:含有可再生能源并网的区域电网存在通信条件差、量测设备不足、不同节点的电压管控设备难以协同等问题，因此提出一种基于深度强化学习的分散式就地电压管控方法。该方法首先将缺少量测数据的电压管控问题转化为部分可观的马尔科夫决策问题，构建了以网络损耗最小为优化目标的多智能体分散式电压管控框架。然后采用多智能体深度确定性策略梯度算法对智能体进行离线训练，并使用训练完成的智能体进行在线电压管控。最后，基于改进的IEEE33节点系统进行了算例仿真和分析。结果表明，各智能体可以根据各自节点的电气信息求解出近似的全局最优解。

摘要:锂离子电池最常用的等效电路模型为二阶RC等效电路模型。基于该模型的参数辨识存在所需辨识参数多、运算量大的缺点，同时荷电状态(state of charge, SOC)估计中状态方程存在复杂的指数运算等问题，这些都使得难以对多个串联电池进行SOC的在线估计。因此，提出了一种简化二阶电池模型。该模型忽略电池内部极化反应，只关注其外特性，使得参数辨识个数减少。该简化模型也使得状态空间方程中需要估计的状态变量个数减少，避免了复杂的指数运算，降低了计算复杂度和整体的运算量，有利于多个串联锂电池SOC的实时在线估计。通过对单体锂电池和串联锂电池进行参数辨识和SOC估计测试，验证了所提的简化模型在保证参数辨识及SOC估计精度的同时，大大提升了系统运算速度，进而提高了SOC估计的快速性。

摘要:针对现有开关电容型多电平逆变器存在拓扑结构复杂、器件数量较多、电容电压不平衡以及电压应力较大等缺点，提出一种新型的基于开关电容的六电平逆变器。该电路拓扑由6个功率开关、1个直流电压源和3个电容组成，可以产生2.5倍升压增益的六电平输出电压。此外，由于电容由输入直流电压源直接充电至固定电压，因此电容电压能够实现自动平衡。对所提逆变器的工作原理、PWM调制策略以及电路参数等方面进行详细分析，同时还对该逆变器与现有多电平逆变器进行了对比研究。最后采用Matlab软件建立了仿真模型，仿真结果验证了所提电路的有效性和可行性。

摘要:为应对不断增长的能源需求和环境污染，发展分布式电源(distributed generation,DG)、需求侧响应(demand response,DR)成为促进全球能源体系发展的重要举措。基于此，提出基于改进k-means聚类和最优特征集提取的用电行为画像方法，以实现针对用户差异化用电特征的需求响应方案界定。然后，构建考虑差异化需求响应方案的配电网扩展规划模型，在决策目标中添加年综合成本、DG利用率等优化目标，采用规格化法平面约束法(normalized normal constraint,NNC)求解帕累托最优解集。最后，在IEEE33节点系统上验证了该需求响应方案界定方法和扩展规划模型的有效性。

摘要:综合能源系统在实现可再生能源利用中具有重要价值。为使系统中各设备出力得到进一步优化，将生物质能与综合能源系统相结合，并且将各个时刻的柔性负荷纳入能量调度，构建了一种沼气发电系统、光伏发电系统与微型燃气轮机驱动下的源-储-荷协同多目标能量管理模型。以系统与主电网的交互及燃料费用、惩罚费用和设备投资及运行费用为优化目标，以用户综合用能满意度、新能源利用率和电能自治程度为评价指标，求解模型最优配置。利用非线性攻击方式、差分变异策略、哈里斯鹰算法中的软包围策略及防止算法停滞策略来改善旗鱼算法的全局搜索能力。通过算例对比分析表明，所提出的改进算法和能量管理模型在不同场景下均有效地提高了经济效益和环保效益，并且改进旗鱼算法在全局寻优和搜索精度等方面具有优势。

摘要:目前实际工况中使用的瓦斯继电器重瓦斯动作流速整定值可靠性较低，仅能提供一定的参数范围作为参考。为提高重瓦斯报警的灵敏度，提出了一种基于瓦斯继电器挡板旋转角速度的重瓦斯报警方法。首先对瓦斯继电器挡板旋转角速度特性进行解析推导，并研制了一款实时输出挡板旋转角速度的智能瓦斯继电器和可以模拟不同重瓦斯故障能量大小的瓦斯继电器动特性实验平台。进而试验分析不同激励下的角速度特性关系，并依据试验结果，进行了一系列的仿真分析。由试验和仿真结果得到挡板旋转角速度整定值，通过判断挡板旋转角速度是否达到其整定值，及时进行重瓦斯报警，提高了重瓦斯报警的灵敏度，并为重瓦斯故障报警提供了新的整定方法。

摘要:电力系统稳定样本与失稳样本的失衡会导致数据驱动型暂稳评估模型对失稳样本的漏分率增加，由于失稳样本漏判的代价远高于稳定样本误判的代价，因此提出一种引入代价敏感机制的AC-LSTM电力系统暂态稳定评估模型。通过改进Adaboost算法，引入代价敏感函数对样本权重进行更新，更好地考虑了少数类样本对整体分类准确率的影响，降低不稳定样本的漏分率。并进一步将改进的Adaboost算法和长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)相结合以提高分类器的综合性能。在IEEE39和IEEE140节点系统上的仿真结果表明，所提模型较其他模型具有良好的适应性和泛化能力，提升了评估模型的综合性能，其抗噪能力也优于其他模型。

摘要:为提升混合直流输电系统模型的适应性和计算效率，提出一种基于电流源思想的混合直流输电系统机电暂态建模方法。由电网换流器(line commutated converter, LCC)、电压源换流器的准稳态模型推导其电流源模型，并通过差分化直流支路的微分方程，形成直流电网的通用化电流源模型。采用多速率混合积分算法分别求解交直流系统，并结合步长回退、积分方法切换等，解决LCC电流反向、开关闭合与开断等特殊情形下的数值问题。在国内通用的机电暂态仿真程序中实现了上述模型，并以白鹤滩-江苏混合直流输电工程为例，与电磁暂态仿真工具进行了对比测试。仿真结果验证了该方法的有效性和准确性。该方法较好地平衡了仿真精度和计算速度的矛盾，为提升大规模交直流混联电网的仿真能力提供了有力工具。

摘要:The minimum scale backbone network frame of power optical cable network contains important communication and hub stations, bridge links and other key entities, and meets the requirements of connectivity constraints. To mine the backbone network of the power optical cable network, a network mining algorithm based on minimum critical dominating structure is proposed. First, according to the physical topology of a provincial power optical cable network, a representative model of the power optical cable network is constructed. Second, to identify the critical edge of network, a measurement method of critical edge is proposed based on the minimum critical dominating structure. Finally, an algorithm based on the minimum critical dominating structure is designed to realize the mining of the backbone network. Two groups of experiments are designed using the provincial and the southern power optical cable networks in Jilin Province. The algorithm and two classical methods are used to mine the backbone network. Based on this, a deliberate attack is simulated on the power optical cable network, and the change trend of network connectivity is compared and analyzed to verify the effectiveness of the algorithm. This work is supported by the Sci & Tech Research Project of Jilin Education Department (No. JJKH 20220111KJ).