摘要:准确的电力负荷预测是电力系统正常运转的重要保障。针对新冠疫情期间负荷需求波动大、历史参考负荷难以建模等问题，提出了一种基于机器学习与静默指数、滚动焦虑指数的短期负荷预测方法。首先，利用谷歌流动性数据和疫情数据构建出静默指数、滚动焦虑指数来量化经济、疫情的发展对电力负荷造成的影响。然后，采用最大信息系数分析疫情期间电力负荷的强相关因素并引入疫情负荷关联特征。最后，将气象数据、历史负荷以及构建的疫情关联特征合并作为预测模型的输入变量，通过多种机器学习模型进行预测算例分析。结果表明，引入疫情关联特征的负荷预测模型能够有效地提高疫情期间负荷预测的准确性。

摘要:电网和天然气网通过双向耦合可实现高可靠性运行。为解决电-气耦合的能源互联网故障自愈问题，提出了一种能源互联网自愈及优化运行方法。首先，该方法基于电-气耦合特性，充分利用天然气网对电网的能量补充，在考虑天然气网经济性和新能源出力不确定性的基础上，建立双层优化模型，实现综合能源系统的故障快速自愈及优化运行。上层模型利用基于广度优先搜索法的改进蚁群算法，优化供电恢复路径，得到系统开关状态。下层模型基于电-气耦合特性分析，以天然气网经济性为主要目标，采用条件风险价值理论(conditional value at risk, CVaR)，同时考虑新能源出力不确定性带来的运行风险，构建电-气耦合的能源互联网优化重构模型。然后，对双层优化模型进行求解并进行全局优化，得到电-气互联型能量调度最优的故障恢复和优化运行方案。最后，通过IEEE33节点配电网和7节点天然气网耦合的能源互联网仿真模型，验证了所提方法的有效性。

摘要:模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)中绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor, IGBT)多运行于高压条件，需采用大量程传感器对集射极电压进行测量，但会产生较大测量误差，制约了通态损耗的准确计算。因此，针对MMC子模块中IGBT提出了一种基于电压电流特性曲线的通态损耗在线计算方法。首先，基于IGBT及二极管特性曲线参数实现了通态压降、集电极电流及结温之间关系模型的二维及三维拟合。其次，对单位电流周期内器件投切模式进行分析，实现通态损耗表达。此外，基于电热比拟相关理论，构建IGBT等效热网络模型。然后，综合考虑器件电流、导通信号及壳温等信息对结温进行反馈修正，进一步形成了IGBT通态损耗在线计算方法。最后，通过实验验证了所提方法的有效性。

摘要:分布式储能型模块化多电平换流器系统电气量谐波含量高、波动大，影响储能电池使用寿命，甚至危害系统安全稳定运行。为直观反映系统运行规律、分析影响电容电压和电池电流波动因素，建立了一种基于模态划分的分布式储能型模块化多电平换流器时域解析模型。将开关函数、平均值法和元件伏安特性相结合，耦合子模块不同工作状态和模式，列写并推导时域解析表达式。通过分析显函数的时域解析表达式，反映子模块内部电气量的波动特征和影响因素。最后，理论计算和PSCAD/EMTDC中的仿真结果对比表明，所提出的基于模态划分的分布式储能型模块化多电平换流器时域解析模型具有较高的计算精度。此外还验证了电容电压和电池电流波动大小与电容容值、储能电感值、环流幅值相位角、电池充放电功率、调制比等参数的关系。

摘要:随着新能源的发展与应用，适用于光伏发电的逆变电源越来越多地投入电网中使用。由于分布式逆变电源与传统电源的故障特性和输出特性不同，电网原有的距离保护动作特性将会有所改变。详细分析了分布式逆变电源的故障特性及其对电网距离II段保护的影响。结合不同故障类型下传统距离II段保护的分支系数，对含分布式逆变电源线路的距离II段保护整定的分支系数进行修正。提出适用于含分布式逆变电源的输电线路的距离II段保护整定方案，提高了含新能源电网的距离保护动作的准确性和可靠性。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了含分布式逆变电源的电网模型进行仿真分析，验证了所提出的自适应距离II段保护整定方案的有效性，提高了距离II段保护动作的灵敏性和可靠性。

摘要:高压柔性直流输电技术可实现有功功率的双向控制，且无换相失败问题，是实现风电并网外送的重要手段之一。风电经柔性直流并网系统易发生交直流故障，故障期间风电系统持续输出功率，过剩的暂态能量危害系统的安全运行。针对风电经柔性直流并网系统的暂态能量耗散问题，提出了一种基于全桥子模块的柔性耗能装置(flexible energy dissipation device, FEDD)。为解决子模块充放电无法准确控制的难题，提出了柔性耗能装置的动态电压控制策略和暂态能量耗散策略，并兼顾了子模块电容能量平衡。根据FEDD的工作原理和控制策略，提出了设备主要参数设计方法。最后通过RTDS实验结果验证了柔性耗能装置能够准确吸收暂态能量，保证换流站平稳穿越交直流故障。

摘要:随着“双碳”目标的提出，未来电力系统会有更高比例可再生能源及电力电子设备并网，会引发电力系统新型宽频振荡问题。因此针对电力系统宽频振荡“高噪声”和“宽频带”的特点，提出一种基于变分模态分解和压缩感知的自适应宽频振荡监测方法。对变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)方法进行改进，自适应确定模态分解数，抑制噪声分量并监测识别振荡信号的有效信息。若监测到宽频振荡，将降噪处理后的宽频振荡数据通过压缩感知(compressed sensing, CS)方法上传，在调度中心对压缩数据进行重构，精确恢复宽频振荡信号，方便调度主站后续分析处理。算例表明所提方法可在高强度随机噪声的情况下保持宽频振荡监测的质量，克服高速采样后数据传输带宽的限制，并在实际电力系统宽频振荡信号监测中有良好应用。

摘要:风电快速增长的同时保持较高的弃风率，因为电力系统缺乏足够的柔性容量来应对风电的不确定性。锅炉最小稳定燃烧率限制了火电机组的运行柔性。抽汽和热储能可以在不改变锅炉燃烧率的情况下调节机组功率输出。因此，对现有的火电机组进行抽汽和热储能改造是一个很有前景的选择，以消纳电力系统中高渗透率的风电，特别是在以火电为主的系统中。研究了火电机组抽汽与热储能改造后的柔性运行。首先，考虑到改造后的特点和技术约束，提出一种新的火电机组线性运行模型。其次，建立基于随机机组组合和滚动经济调度的模型，研究含风电电力系统进行抽汽和热储能改造的效益。最后，在IEEE24节点系统中进行仿真。仿真结果表明：采用抽汽和热储能改造的火电机组，可以有效降低弃风量，提高电力系统运行经济性。

摘要:针对综合能源系统多元负荷短期预测问题，提出一种基于量子加权多层级GRU(quantum weighted multi hierarchy gated recurrent unit, QWMHGRU)神经网络的多元负荷短期预测模型。采用最大信息系数对多元负荷间和负荷与天气因素间的相关性进行分析，选取模型输入量。然后改进GRU的门控结构，形成多层级门控循环单元(multi hierarchy gated recurrent unit, MHGRU)，并将量子加权神经元引入MHGRU，构成QWMHGRU多变量负荷预测模型。仿真算例结果表明，QWMHGRU多元负荷预测模型在夏季和冬季的权重平均精度均可达97%以上，相比MHGRU、QWGRU和GRU模型具有更高的预测精度。

摘要:在“碳达峰、碳中和”国家战略背景下，分布式电源(distributed generators, DG)的大量接入虽然带来显著的社会和环境效益，但其高间歇性与不确定性也导致峰谷差拉大、电压频繁越限，危害配网安全稳定运行。作为缓解上述问题的有效手段，储能与DG的协调控制近年来得到广泛关注。但现有研究普遍基于三相平衡网络模型假设，且受储能自身特性限制对DG不确定性影响考虑不足。为此，提出一种基于储能和DG协同控制的不平衡配电网两阶段优化策略。其中，第I阶段基于三相配网模型和源荷功率预测，对储能开展长时尺度(24 h)优化调度，以提升运行经济性。针对第I阶段存在的电压越限风险，第II阶段基于源荷不确定性建模和DG逆变器无功能力，在短时间尺度(15 min)开展不平衡配网电压分布式鲁棒优化，以提升运行安全性。对上述两阶段优化问题采用凸化和对偶重构手段进行求解，并基于真实配电网案例进行仿真验证。结果表明：所提两阶段优化策略能有效计及三相不平衡和源荷不确定影响，并提升配电网运行的经济性与安全性。

摘要:为提高三相永磁同步电机单电流传感器条件下的控制性能，提出了一种基于全阶滑模观测器和准比例谐振调节器的电流重构方法。该方法首先在两相静止坐标系下以电流和扩展反电动势为观测量，建立了全阶滑模观测器的数学模型。然后利用准PR调节器对未知相电流误差进行重构，以获得全阶滑模观测器所需要的电流误差信息。最后利用观测器估计的电流信息实现高性能的闭环矢量控制，并给出了观测器和准PR调节器的参数设计方法。相较于传统的低通滤波器与PI调节器的控制方法，所提方法实现简单并且避免了低通滤波器造成的相位滞后和幅值衰减问题。半实物实时仿真结果表明，新方法在不同工况下的dq轴电流谐波减小10%~20%，并且具有更高的转矩控制精度和更好的动态性能。

摘要:针对灵活接地系统高阻接地故障选线困难的问题，提出一种基于零序电流幅值比倍增系数的灵活接地系统故障选线方法。首先，分析了系统单相接地故障时并联小电阻投入前后中性点与线路零序电流幅值比的变化特征，即：中性点与健全线路零序电流幅值比增大，而中性点与故障线路零序电流幅值比减小。其次，通过引进倍增系数定量刻画幅值比变化趋势，继而构造故障选线自适应判据。此外，利用中性点电感和电阻间接求解小电阻投入后零序电流幅值微弱的健全线路倍增系数，有效降低因零序CT精度限制所导致的选线误判概率。理论分析和仿真结果表明，该方法耐过渡电阻能力可达3000 ?，无需零序电压信息，可靠且适用性强。

摘要:随着光伏等新能源并网规模不断增大，其波动性与不确定性给系统带来了巨大挑战，通过需求侧响应技术充分调动用户侧柔性资源可以提高配电网调控弹性和系统运行稳定性。针对激励型可控负荷提前通知时间的不同，将其划分为日前型与日内型，提出配电网两阶段云边协同调控方法。首先，基于云边协同调控架构，提出日前预测日内修正的云边协同调控策略。然后，在日前阶段，建立考虑日内资源预测的日前调控模型，基于日前调控方案，在日内阶段建立日内修正调控模型。最后，采用交替方向乘子法对所建模型进行求解。算例证明了上述方法在减小系统峰谷差、提高配电网调控弹性上的有效性，并验证了所提模型具有较好的经济性。

摘要:高比例新能源直流送端系统故障可能引发新能源暂态过电压脱网，在新能源场站或汇集站配置分布式调相机是抑制暂态过电压脱网的有效手段。针对高比例新能源直流送端系统分布式调相机优化配置的技术需求，首先分析高比例新能源直流送端系统的暂态过电压传播特性。基于此，提出考虑节点和系统综合暂态压升严重性指标的分布式调相机候选节点筛选方法。然后，以计及运维费用的分布式调相机综合配置成本最小为优化目标，考虑多场景和多故障下的暂态电压稳定性约束，构建分布式调相机优化配置模型。最后，利用粒子群算法进行寻优得到分布式调相机优化配置方案，并构建高比例新能源直流外送试验系统。采用BPA-PYTHON-Matlab联合仿真验证所提配置方法的有效性。

摘要:由电网域向社会服务域延伸的配电网需要支持更多的业务，应用随新业务拓展不断增加可能会导致边设备资源不足。为了从边设备层面支撑资源受限情况下任务的调度与协同处理，提出了微服务架构下配电台区任务云边协同在线调度策略。从任务及设备角度对云边容器化场景下任务调度问题进行了分析，在容器化电力任务云边调度机制基础上，设计了优先级策略与任务分配策略，并通过改进的在线算法对任务进行实时调度。仿真结果表明，所提策略具有更高的任务执行效率，通过资源置换，能够提高边设备资源受限时重要任务的完成率以及系统安全性。

摘要:通信网络是实现分布式控制的基础设施。针对分布式一致性算法以及未来智能微电网的应用需求，提出了一种兼顾动态性、延迟鲁棒性和经济性的通信网络优化设计方法。首先，根据代数图论相关知识建立通信网络与相应矩阵的联系。其次，由不同矩阵定义了与通信网络相关的3个性能指标，并利用奈奎斯特稳定判据推导出最大通信延迟时间? 与拉普拉斯矩阵L特征值之间的关系。最后，由代数连通度相关定理，给出一种边数递减循环多目标优化方法。每次循环建立包含3个指标的多目标优化模型，并采用NSGA-II算法求解该边数下的满意解。重复上述过程直至网络不连通，根据网络的动态性和延迟鲁棒性选出所有满意解中的最终优化网络。仿真算例验证了所提优化方法的可行性和有效性。

摘要:为提升钻石型配电网供电可靠性，配网二次保护系统引入自愈方案。首先，在变电站出口和开关站母线分段处配置不同类型的自愈终端，通过线路光纤差动保护、简易母差保护和分支线过流保护协同，采用光纤手拉手连接的通信模式，确保实现故障的精确定位和快速隔离。其次，优选环内联络开关自愈控制，辅以站间备自投，由此实现正常态单一故障、检修态单一故障和正常态双重故障时，处于非故障段负荷的快速复电。仿真结果表明：所提方法能在最小范围内定位和隔离故障，在0.5 s内恢复非故障段负荷，从而满足供电可靠性需求。

摘要:沿海地区配网出现的事故多为自然灾害所致，其中台风灾害破坏尤为严重。尽管台风属于小概率天气事件，一旦出现影响严重，制定科学有效的应急抢修恢复优化策略有利于提高配网灾后复电速度。提出一种台风灾害下配网两阶段应急抢修恢复优化策略。第一阶段，根据台风灾害下监测的多源异构数据计算配网线路故障概率，在此基础上以故障线路等待抢修造成失负荷量最小为目标，建立配网应急抢修临时调拨中心选址模型。第二阶段，进一步考虑台风灾害后配网故障不确定性，采用蒙特卡洛场景生成与同步回代场景缩减相结合的方法，生成灾后配网故障场景。基于移动分布式电源与抢修人员相协同的思路，利用改进遗传算法求解灾后配网故障抢修恢复优化模型。最后，利用IEEE33节点系统验证所提方法的科学性与有效性。

摘要:针对人工显示屏检测和机器检测存在精度较低及效率低下的问题，提出了一种基于域自适应的二屏电能表显示屏检测方法。为有效提高检测效率，对奇、偶二屏显示字段的虚显、断显、漏显和多显进行检测，快速实现对电能表显示屏字段、电能表显示屏驱动回路元器件及其生产过程的虚焊、漏焊、连锡等质量问题的检测。利用局部域自适应进行源域和目标域的对齐，提取显示屏中的细粒度信息以获取更高检测精度。实验结果表明，所提方法有效提高了电能表显示屏字段及其驱动回路质量的检测效率和检测精度。