摘要:以风电场、光热电站、生物质锅炉等组成混合电站并参与到电力市场中，能有效提高整体的运营收益。为解决混合电站参与电力市场运行问题，从混合电站的结构及运行机理出发，提出了电力市场下风电-光热-生物质混合电站鲁棒优化调度模型。该模型以最大化运行利润为目标函数，考虑了混合电站参与电力市场所获收益、并网运行环境效益、弃风弃光惩罚成本、各组成部分运行维护成本、系统运行约束等因素。针对混合电站运行面临的不确定性和由此带来的风险问题，采用鲁棒优化方法处理风电功率、光热功率、负荷及电力市场价格的不确定性，并建立风险量化指标，平衡系统的鲁棒性与经济性，为混合电站运营商提供决策依据。算例分析验证了所提模型和方法的有效性。

摘要:为解决环境污染以及区域综合能源系统中多市场主体利益冲突的问题，提出一种考虑奖惩阶梯型碳交易机制和双重激励综合需求响应策略的区域综合能源系统多主体博弈协同优化方法。首先，为充分考虑系统的低碳性，在博弈模型中引入奖惩阶梯型碳交易机制限制各主体碳排放量，并在用户侧提出了基于价格和碳补偿双重激励的综合需求响应策略。其次，考虑源-荷-储三方主动性和决策能力，以能源管理商为领导者，供能运营商、储能运营商和用户为跟随者，建立了基于碳交易和博弈协同优化的多主体低碳交互机制，并构建了各主体的交易决策模型。最后，采用结合Gurobi工具箱的自适应差分进化算法对所提模型进行求解。仿真结果验证了所提模型和方法的有效性，即各主体在低碳框架下可以合理调整自身策略，并兼顾系统经济、环境效益。

摘要:针对典型超高次谐波源—电动汽车充电机开展研究，建立了基于同相/反相层叠式载波的空间矢量调制下单模块Vienna电路超高次谐波发射模型，推导了Vienna电路超高次谐波电压表达式。建立了多模块并联的三相Vienna型充电机超高次谐波发射等效模型。推导了充电机超高次谐波电流表达式，分析了网络阻抗、滤波器阻抗、背景谐波等参数对充电机超高次谐波发射幅值的影响。研究表明，三相Vienna型充电机超高次谐波具有以开关频率为中心、呈窄带发射的特点。基于同相层叠式载波SVM调制的充电机超高次谐波发射中，载波谐波只包含奇次载波谐波，偶次边带谐波仅存在于奇次载波倍频处，奇次边带谐波仅存在于偶次载波倍频处。基于反相层叠式载波SVM调制的充电机超高次谐波发射的特征谐波，主要集中在开关频率及其倍数频率的奇次边带谐波处。最后通过仿真与实际测试验证了理论模型的正确性。

摘要:国内外多次发生的大停电事故表明输电断面是大规模互联电网的薄弱环节。快速搜索出电网关键输电断面并计算出断面极限传输功率，有利于调度部门及时调整运行方式，避免电网发生大面积停电事故。提出利用电网拓扑聚合算法对电网关键输电断面进行搜索。通过对电网邻接矩阵进行简单的矩阵变换操作，将拓扑中临近节点聚合到邻接矩阵的主对角线附近。直接在变换后的邻接矩阵上对电网输电断面进行快速搜索，然后通过潮流分布因子来辨识关键输电断面。利用磷虾群优化算法构造电网关键输电断面极限传输功率的优化模型，准确计算断面极限传输功率。IEEE14节点系统和IEEE39节点测试系统验证了所提方法的有效性。

摘要:全功率风电场中机组并网运行的稳定性往往与网侧变流器的控制和并网阻抗有关，因而风电场中机组的失稳并不是同时发生的。为揭示风电场中机组的位置与其暂态稳定性的关系以及机组间稳定性的相互影响，建立了基于锁相环的多风电机组非线性降阶模型。基于等面积法的思想，分析了不同运行条件下风电场内部不同机组的暂态稳定裕度以及场内线路阻抗对稳定性的影响。通过Matlab/Simulink时域仿真，进行了定量分析和验证。结果表明，风电场内馈线阻抗将减少输出电流流经该阻抗所联接机组的暂态稳定域，而对输出电流不流经该阻抗的其他机组的暂态稳定性影响很小。阻抗上流过的电流越大，其对稳定裕度的缩减也越明显，因而，随着链接机组台数增多，不能简单忽略场内阻抗对稳定性的影响。此外，在相同条件下，有功出力大的机组将更易失稳。

摘要:随着多种分布式能源的规模化接入，其固有的随机特性及多方利益冲突问题给电力系统调度决策带来了新的挑战。为此，深度融合鲁棒优化与零和博弈机制，分别将大自然与电力调度人员作为博弈参与方，提出了一种考虑调度人员与大自然博弈的电力系统鲁棒调度协同规划方法。其中，针对电动汽车移动与储能属性耦合的不确定性，将其交通行为进行集群化处理。进而基于电动汽车、风电、火电机组的出力及运行费用特性，建立含多种能源形式的min-max调度博弈模型，并采用两阶段松弛算法进行求解。实验结果验证了所提调度模型及相关调度策略在不依赖准确风电预测的同时，能实现风、车等能源的协同增效经济运行，为解决不确定分布式能源接入电力系统的优化决策问题提供了新的研究思路。

摘要:为提高智能变电站继电保护测试效率，解决数字式继电保护试验装置无法对整个测试过程中出现的故障自动进行诊断的问题，提出基于长短期记忆(Long Short-Term Memory, LSTM)网络的继电保护测试故障诊断方法。梳理了故障断面特征信息和故障类别，建立了多故障诊断模型，构建了故障诊断流程。以典型220 kV继电保护测试为例，通过将LSTM与循环神经网络、BP网络和深度神经网络进行对比，得到输入实际故障信息和部分不可靠信息时LSTM模型的三项评价标准(平均绝对误差、准确率和综合评价指标)值均最优。通过实验仿真验证了基于LSTM网络的继电保护测试故障诊断方法具有较高的精度与良好的容错性能。

摘要:当前对电动汽车(Electric Vehicle, EV)充电负荷预测的研究大多集中在短期单一时间尺度，且鲜有考虑在较长时间尺度下不同季节电动汽车充电负荷存在的差异。基于此，提出一种考虑季节特性的多时间尺度电动汽车负荷预测模型。首先，考虑季节特性对EV的电池最大载电量、里程耗电量和空调耗电量的影响，结合时空分布规律建立短期日内的电动汽车充电负荷预测模型。其次，为了展现从短期(短时间尺度)到中长期(长时间尺度)的多时间尺度特性，建立考虑多种因素影响的Bass修正模型预测未来不同年份的EV保有量。结合短期EV充电负荷预测模型，可延展至中长期EV充电负荷的预测，从而实现综合短期、中长期的多时间尺度EV负荷预测。最后，采用上海市气温信息及行车数据进行仿真验证。结果表明，所提模型可以有效地预测未来数年EV发展趋势以及考虑季节特性的多时间尺度EV充电负荷。

摘要:为了准确全面辨识输电网的关键输电节点，针对现有辨识方法未考虑节点间功率传输路径的分配关系以及不同类型节点传输特性的问题，基于复杂网络理论和PageRank算法，从静态分析角度建立输电网的有向加权网络模型。根据节点在功率传输路径中的不同特点将节点划分为电源节点、中间节点和终端节点，并考虑不同类型节点与相邻节点间传输转移的信息值及节点间非等概率传输特性，通过对PageRank算法改进得到考虑节点状态信息与拓扑信息的电气传输转移矩阵。在此基础上，结合节点电压值、节点度和节点传输转移特性形成能够准确全面辨识输电网关键节点的方法。通过仿真结果对比分析，并结合系统遭受静态蓄意攻击后网络传输效率变化，表明所辨识关键节点故障后对电网的传输能力影响较大，验证了所提辨识方法的正确性与优越性。

摘要:储能(Energy Storage, ES)仅参与电网单一场景(调峰或调频)控制，利用率低。首先，提出一种基于ES荷电状态(State of charge, SoC)的调峰调频工作区域划分方法和协同控制策略，可实现ES在调峰与调频控制间切换，进而提高利用率。其次，为进一步提高ES调峰调频效果，在调峰单一场景中分别提出变功率调峰策略和虚拟惯性与下垂控制相结合的综合调频控制策略。然后，在此基础上进一步提出调峰调频协同控制策略。最后，通过仿真实例发现，相比单调峰与单调频控制，基于多时间尺度的协同控制策略，ES利用率分别提高了16.25%与37.29%，说明了该方法和策略的可行性。

摘要:为解决现有时域距离保护在风电并网系统长线距离I段末端发生高阻接地故障时存在的局限性，在分布参数模型的基础上计及对端系统参数，提出了一种适用于风电系统长线的时域距离保护新原理。讨论了现有时域距离保护在长线影响和对端系统影响下的保护性能。在计及长线的分布参数效应的基础上，将近端电气量归算至长线距离I末端补偿点。在补偿点与故障支路之间构建计及对端系统参数的时域故障回路方程，联立方程获得故障发生位置。结合保护整定值，实现距离保护判据。仿真结果表明，提出的保护原理考虑了长线分布参数影响适应于较长的送出线路。另外，考虑了对端系统影响，当长线距离I段末端发生300 Ω过渡电阻接地故障时，保护仍能正确动作，受采样率等干扰因素影响较小。

摘要:在高比例可再生能源参与市场竞争的背景下，电价波动更为剧烈。为了对电价区间进行预测，提出了动态贝叶斯网络(Dynamic Bayesian Network, DBN)的电价区间预测方法。该方法以风电发电量、总发电量和总用电量的预测值以及历史电价真实值为输入数据，以贪婪搜索算法确定DBN的网络结构，以最大似然估计法(Maximum Likelihood Estimate, MLE)估计DBN网络参数，建立DBN模型。然后以风电发电量、总发电量和总用电量的预测值为推理证据，采用联合树推理得到电价预测的离散值和后验概率，实现电价的区间预测。最后将所提方法与电价真实值、对比方法进行比较，验证了所提方法的有效性。所提方法不仅能得到电价的预测区间，而且能给出对应的概率，对提高市场成员的收益、规避价格风险具有指导意义。

摘要:为了解决非全程同杆双回输电线路故障测距中存在的双端数据不同步以及伪根识别的问题，首先利用故障区段识别函数组的正负相位特性确定故障发生的区段。在确定故障区段的基础上，采用了一种基于电磁时间反转的频域前行电流法进行故障测距。然后将故障区段两侧的电压、电流解耦后进行快速傅里叶分解，提取工频分量下的电流前行波并求取共轭。最后计算假设的各个故障点处的电流有效值大小，当有效值为最小时，该点即为故障点。仿真结果表明：该方法不需要双端数据的同步，没有伪根识别问题，同时也不受过渡电阻和故障类型的影响，能实现对非全程同杆双回线的准确故障定位。

摘要:针对现有电力系统稳态分析应用架构扩展能力弱、无法适应跨省地调度机构的大范围应用问题，提出了一种基于云计算技术的跨区域并行电力系统稳态分析服务及弹性调度管理系统。详细介绍和分析了该系统的总体架构、容器化封装、资源隔离、服务弹性调度、运行监控等关键技术。采用微服务技术将分析服务模块化，并通过容器技术实现分析服务的部署、隔离和动态扩展。同时采用基于随机高级Petri网模型的算法实现分析服务的弹性调度。通过多种稳态分析服务应用实例，证明所设计的系统整体运行稳定，系统架构具备良好的可扩展性，能够满足跨省地调度机构大范围稳态分析计算的应用需求。

摘要:安全稳定控制装置作为保障电网安全稳定运行的第二、三道防线核心二次设备，关键部件国产化程度不高，亟需国产化改造。为解决安全稳定控制装置自主化面临的主控芯片选型困难、处理器实时性稳定性不高等问题，从芯片自主化标准的研究出发，提出了一种基于龙芯处理器的安全稳定控制装置系统框架，主要包括整体平台架构设计、核心功能模件设计、实时数据交互、兼容性设计,以及基于该平台的稳控应用设计等。从硬件和软件两方面对自主可控稳控系统装置平台设计原理进行了阐述。基于该平台方案设计的安全稳定控制装置已在多座变电站挂网试运行，运行情况良好。同时，与在运装置具备良好的兼容替换性。

摘要:为提高和保障电网安全稳定控制系统控制策略(简称稳控策略)的实现效率和可靠性，研制了一种基于UML活动图的稳控策略的自动编程实现方法和基础平台。首先，抽象稳控策略的最小元素和动态行为元素，提出稳控策略动态行为描述方法，建立基于UML活动图的稳控策略模型和抽象语法树。然后，规范稳控策略模型的存储标准及格式，制定模型到代码的映射规则，基于抽象语法树使用深度优先搜索算法将模型自动转化为嵌入式系统可执行代码。最后，构建稳控策略模型至主体代码自动生成和辅助代码自动补全的软件技术框架并研发实现。结合4个大型稳控系统的新建和改造的编程案例及其成效，验证了所提代码自动生成方法和平台工具的可行性、高效性和可靠性。

摘要:针对串并联电能质量补偿装置联合运行时潜在的谐波交互影响问题，以串联电压型补偿装置DVR、并联电流型补偿装置APF为例，分析延迟效应的非线性因素对电网残余谐波电流的影响。构建基于DVR与APF联合运行的简化等效阻抗模型，分析潜在并联谐振问题，并给出解决方案。针对常态化重要负荷的谐波补偿问题，对比分析单台式、阵列式APF等两类运行模式的特点及适用场合。针对模块化APF阵列运行损耗问题，提出了基于等损耗微增率补偿策略的集中控制模式，并开展了APF阵列的工程应用案例分析。

摘要:深度学习是感知智能电网暂态安全状态的有效方法，针对多层重构学习过程低维特征及结构参数难以全局寻优的问题，提出了一种改进深度置信网络(Deep Belief Network, DBN)方法。首先，该方法利用SMOTE过采样算法，增加样本多样性，促使DBN深层架构的挖掘。其次，直接面向噪声样本，DBN通过网络中各神经元吉布斯抽样的二值状态，增强重构特征的抗噪能力。最后，建立了基于遗传算法(Genetic Algorithm, GA)的GA-DBN模型，有效解决DBN结构参数调试繁琐的问题，确保DBN高精度地从底层量测数据提取低维特征，提高安全分类精度。新英格兰10机39节点系统的仿真实验表明，在样本不平衡、含噪声情况下，所提算法比其他算法的失稳漏判率降低，辩识准确率和F1分数提升。

摘要:新能源并网逆变器在弱电网下易诱发宽频带振荡。为分析振荡失稳的发生机理，首先基于复矢量传递函数方法建立了计及锁相环影响的三相LCL型并网逆变器阻抗模型，然后分析了频率耦合的机理。在此基础上推导出并网逆变器系统与电网阻抗交互作用的等价输出阻抗模型，应用阻抗稳定性判据分析了锁相环对并网逆变器稳定性的影响。为抑制锁相环对并网逆变器系统稳定性带来的不利影响，提出了扰动电压前馈补偿的改进控制策略。最后通过Matlab/Simulink搭建模型进行仿真，验证了基于所建立阻抗模型判别稳定性的准确性和改进控制策略的有效性。