摘要:双碳目标下可再生能源的快速发展将极大改变我国电力系统能源结构与分布，同时也为电力系统中储能的发展带来了重大的机遇与挑战。首先，研判了未来电力系统中负荷中心位置、电源结构及分布的变化，预测了未来电力系统电力流“外电内送”的新格局。然后，分析了储能对于支撑新格局电力系统安全、高效、低碳运行的重要意义。结合我国地形特点，探索了抽水蓄能在新格局下的发展优势。提出以抽水蓄能为主体构建未来电力系统储电网，从有功功率的全网统一性角度分析其必要性。最后，从规划、运行和市场三个方面探讨了储电网关键技术，提出了对于电力系统储电网发展的一些思考。

摘要:虚拟同步机技术通过模拟传统同步发电机特性，使采用变流器的电源具有同步机组的惯量、阻尼、频率和电压调整等运行外特性，是解决新能源发电接入电网稳定运行的重要技术手段。提出一种用于机电暂态的虚拟同步机控制储能建模方法。该储能模型包括虚拟同步机控制、储能限制模块和模型接口模块，并考虑虚拟同步机定转子方程和储能充放电功率、荷电状态、运行效率、死区及逆变器限制特性。基于电力系统分析综合程序，采用用户自定义方式搭建模型。以IEEE 4机2区域和河南电网为例进行模型有效性验证，结果表明了所提建模技术相比于传统方法的优势。

摘要:准确的健康状态估计对锂离子电池管理具有重要意义。健康状态通常用衰退后的容量来表征，传统的容量估计主要被动采集电池的电压、电流和温度三种信号，进而提取与容量相关的特征，对充放电曲线的完整性和规则性要求较高。所提出的方法基于充电过程中探测的低频阻抗谱，提取五个健康特征，其中包含三个新的具有物理意义的健康特征，分别为修正的Warburg因子、伪锂离子扩散状态以及其经验模态分解后的残值，在锂离子电池内部动力学特征与外部老化特征之间架起了一座桥梁并且与容量具有强相关性。锂离子电池容量估计模型优化前决定系数R2不到0.6。通过健康特征融合，从整体角度考量变量组间的相关性，能够大幅度提高模型估计精度，决定系数R2可以达到0.935 7，RMSE为0.374 9 mAh和MAPE为0.836 2 mAh。

摘要:目前针对配电网电弧故障的研究大多忽略电弧弧长变化因素的影响，电弧故障模型与实际配电网电弧故障相差较大，电弧接地故障辨识不准确。为此，搭建了考虑弧长动态变化的电弧接地故障模型。在此基础上，分析了电弧接地故障稳态零序电流的时域波形差异，提出了一种基于稳态零序电流加权欧式距离的电弧接地故障辨识方法，实现对电弧故障的有效辨识。利用PSCAD搭建10 kV配电网模型，大量电弧接地故障仿真实验结果表明，所提电弧故障模型准确有效，可以准确描述电弧电流、电压和故障特性。所提辨识方法能够准确辨识故障类型，且所提方法不受故障初相角、故障位置的影响，为配电网故障精准可靠感知提供依据。

摘要:随着电力系统规模不断扩大、电网互联和复杂程度不断提高，线路过负荷导致的过载主导型连锁故障风险日趋增大。现有研究未计及过负荷线路功率的动态变化，缺乏对线路允许过负荷时间的动态刻画，可能导致因线路过快切除而引发连锁故障或因延迟切除而造成线路损坏。针对过负荷线路功率变化引起的动态热特性，分析了过负荷线路温升速度的影响因素，解析了线路允许过负荷时间的动态特征，进而提出了基于线路功率监测预估动态允许过负荷时间的自适应过负荷保护思想。通过建立线路动态热平衡方程，提出了预估线路动态允许过负荷时间的计算方法，从而提出了基于动态允许过负荷时间的自适应过负荷保护方法。仿真算例表明，该方法充分考虑了过负荷线路功率变化下的动态温升过程，能够在保证线路安全的前提下，最大限度地延缓线路的切除，有效降低连锁故障的风险。

摘要:受高阻接地故障、过零点故障和高频噪声等因素的影响，行波波头检测困难，导致行波保护和故障定位方法可靠性不高。由于故障行波具有全时频特性，检测一定时间窗内时频域行波波形将包含全景故障信息，从而实现故障特征可观测。融合故障行波时频域信息，提出了基于全波形信息的故障行波表现形式。在此基础上，提出了一种基于变分模态分解(VMD)和Wigner-Ville分布(WVD)的行波时频分析方法。对故障行波进行VMD分解，得到多个单一成分的固有模态分量。利用Wigner-Ville分布分解各固有模态分量，将分解结果线性叠加即可得到行波时频域波形，即行波全波形。利用该方法对模拟和实测行波信号进行分析，结果表明：该方法具有良好的噪声抑制作用，同时具有较高的时频分辨率和聚集性，实现了行波全波形的真实、准确提取。应用于1:1真型配电网实验平台中，可实现准确故障定位，且不受高阻接地故障、过零点故障、噪声干扰和采样率等因素的影响，有望大大提高行波保护和故障定位方法的可靠性。

摘要:多区域互联电网中有大量限幅非光滑约束，增加了潮流模型的非凸性。针对传统基于启发式规则处理限幅的分布式潮流算法在计算过程中容易出现收敛性问题，提出了一种能鲁棒性处理非光滑约束的互联电网全分布式潮流计算方法。首先根据分层分区调度模式对电网进行分区，并将模型中非光滑约束进行光滑处理，然后基于具有二阶收敛速度的双层交替方向非精确牛顿法，将潮流问题转化为求解最优步长增量的问题。基于零空间法(Null-Space) 对状态变量的系数矩阵进行降维处理，采用共轭梯度(Conjugate Gradient, CG)算法更新每个分区的对偶乘子，乘子更新过程中利用二阶信息提高了算法的收敛性。多区域间进行分布式计算时无需协调层参与，仅需通信少量边界信息，因此通信负担轻。最后，以30节点和182节点系统为测试算例，验证了所提方法在设置恶劣初值和处理非光滑约束时具有较高的精确性和较好的收敛性。

摘要:为实现电-氢混合储能微电网在孤岛状态下的自治经济运行，并降低系统运行对通信网络的依赖，提出一种计及效率特性的直流微网经济下垂控制策略。该控制策略充分考虑电-氢混合储能系统各子系统的工作特性，研究了系统运行与效率的关系，并构建了计及效率特性的电-氢混合储能直流微电网系统成本函数。再结合电-氢混合储能系统的互补工作模式，驱动各系统基于成本分散地实施电-氢混合储能系统的运行方案，进而提高直流微电网的自治经济性能。最后，通过RT-LAB实验平台开展实时仿真。结果表明：所提控制策略相较于传统经济下垂控制，能够实现燃料电池和电解槽高效率区间的稳定运行，验证了效率特性对经济运行的必要性；在一天的运行实验下，其运行成本相较于传统经济下垂控制降低了10.38%，验证了所提出策略的经济性。

摘要:针对实际电能质量扰动数据大、识别多重扰动精度不高的问题，提出了一种基于自适应最大似然卡尔曼滤波和深度置信网络相结合的电能质量扰动识别方法。首先，该方法使用自适应最大似然卡尔曼滤波对含有噪声的原始扰动信号进行去噪。然后，通过深度置信网络对去除噪声的扰动信号进行训练、分类，以此实现电能质量扰动类型的识别。最后，在20类不同噪声水平下的电能质量扰动信号上进行测试。由仿真结果可知，在不同的噪声水平下，该方法都具有较高的分类正确率，表明了该方法的有效性及对噪声的强鲁棒性。

摘要:针对风电集群联合共享储能系统的协调控制和收益分配问题，提出基于预测误差分配原则的运行控制策略。首先，设计共享储能商业运行模式，建立储能变寿命与充放电模型。考虑政策补贴和季节性温度对储能定价和容量配置影响，建立多风场时空相关特性的风群联合大容量共享储能参与能量/调频市场的容量规划模型。通过所提策略计算风储联合系统的最优储能容量配置，分析季节性风况对储能配置的差异性。结果表明，在无储能购电补贴时，所提商业模式也能获得稳定盈利，并同时满足风电集群并网要求，控制弃风率在5%以内。基于误差分配的方法能够平衡各风电场收益，考虑季节性温度使储能实际收益提升约3.6%。同时夏冬季储能配置呈现双反比现象，所提方法为发电侧共享储能规模化应用提供了参考。

摘要:“双碳”背景下，光储充一体站不仅能够缓解大量电动汽车充电对电网带来的冲击，而且能够利用新能源减少二氧化碳排放，逐渐成为未来电动汽车充电站的一种主流形式。为使光储充一体站在满足负荷需求的前提下减少碳排放，并且获取最优的运行经济性，提出一种考虑碳排放的光储充一体站日前运行策略。首先，通过数据-模型混合驱动的方式进行场景生成，采用改进的kernel k-means算法对历史数据进行聚类，进而生成光伏出力场景，并通过变分自编码器生成负荷场景。然后，建立以购电成本、碳排放成本、容量电费等为目标函数的日前经济运行策略的数学模型。最后，基于北京地区某光储充一体站的历史运营数据开展算例分析，对比结果表明，光储充一体站使用所提日前策略能够获得更高的经济效益，验证了所提策略的有效性。

摘要:针对海上风电经柔性直流联网系统受端交流故障导致的直流过电压问题，提出了直流过电压协调抑制策略。针对单极直流过电压，通过合理切换双极MMC控制模式，可使故障极MMC主动维持直流电压稳定。并设计了风电场精确减载控制策略，以保证非故障极MMC满载运行，从而降低单极MMC退出对受端交流电网的影响。针对双极直流过电压，设计了一种基于本地直流电压测量信息的风电场减载控制策略，即根据直流电压变化率及偏差量主动降低风电场有功出力，以抑制直流电压上升率及幅值。并提出了附加桨距角控制及其参数选取原则，使风电场与各换流站内电容共同维持直流电压稳定，提高系统故障穿越能力。最后，基于RTLAB OP5600实时数字仿真平台搭建了系统仿真模型。不同受端交流故障情况下的仿真结果表明，所提直流过电压协调抑制策略可保证直流电压在安全运行范围，维持系统安全稳定运行。

摘要:近年来配电网分布式光伏数量不断增加，不合理的分布式光伏接入位置和容量给配电网带来了极大的冲击。针对分布式光伏接入位置和容量不合理给配电网带来的影响，提出了一种以投资成本最低、网损最小、电压质量最优为优化目标的选址定容模型。结合遗传算法、混沌序列和花授粉算法求解优化模型。通过混沌序列对花粉位置进行初始化，保证种群的多样性。在花授粉算法局部最优时，最优解被用作遗传算法的初始参数进行选择、交叉、变异来更新种群，保持种群的多样性，提高算法的寻优能力。通过仿真对所提方法的可行性进行验证。结果表明，改进算法的收敛性明显提高，从改进前300次提升到改进后40次迭代后开始收敛。优化配置后，电压效应较差的节点和损耗都得到了明显改善。该研究为含分布式电源的配电网选址定容提供一定的参考和借鉴。

摘要:针对现有高压直流输电(HVDC)系统换流站保护在区外交流系统故障时误动作的问题，提出了基于特征谐波电流积分比值的HVDC整流站保护优化方案。此方案利用换流变压器一次侧与送端交流线路的特征谐波电流积分比值来识别整流站区内外故障。当发生整流站区内故障时，该比值大于1；当发生整流站区外故障时，该比值小于1。进而考虑整流站保护与区外交流系统保护在时间上的协调配合，设计了防止整流站保护在区外交流系统故障时的误动作策略。仿真结果表明，所提保护优化方案可以准确识别区内外故障，且不受故障类型、故障距离、过渡电阻、故障初始角以及噪声干扰的影响。

摘要:随着新能源渗透率的不断提高，只依靠传统火电机组无法满足新型电力系统的调频需求，所以多源联合调频成为缓解当前电网频率波动问题的主要措施。因此，提出了基于改进多智能体Q学习的多源最优联合调频方法。首先，分析各类型能源的调频特性并设计联合调频系统的控制策略。其次，将多智能体Q学习算法进行改进，选取预学习结果作为算法的初始矩阵并在贪婪策略基础上引入搜索因子，极大提高了算法的优化效果、缩短了运行时间。最后，利用算法的动态决策能力与PSCAD/EMTDC模型进行联合仿真并在两种负荷扰动条件下进行验证。结果表明该方法可以最大限度地减小系统频率波动，缩短调频所需时间，为一次调频提供了有利条件。

摘要:电力线载波通信技术是支撑智能电网信息传输的重要技术之一，但是电力线作为信息传输通道时具有复杂的传输特性和较多的噪声干扰。为分析电力线信道的频率选择性对通信性能的影响及其和信道噪声的相对作用，设计滤波器模拟具有不同频率选择性的电力线信道，用米德尔顿A类噪声模拟信道中不同强度的噪声，采用基于OFDM技术的G3-PLC标准建立窄带电力线载波通信系统模型进行仿真分析。结果表明：电力线载波通信中，低速率传输数据或信号带宽较小时噪声干扰比频率选择性对系统性能影响大。随着数据传输速率或信号带宽增加，信道的频率选择性对系统性能的影响逐步增大。该结论为设计和研究电力线载波通信系统提供了理论分析基础。

摘要:随着“双碳”政策的提出，如何通过配电网规划设计减少碳排放成为当前研究的热点。针对当前配电网规划模型中缺乏考虑碳排放影响的问题，建立起考虑碳交易市场的配电网多阶段双层扩展规划。模型的规划层考虑了变电站、网架以及分布式电源的规划，运行层考虑规划网架最优运行方式下的运行成本、发电成本以及碳排放成本，然后采用现代Benders分解对构建的混合整数线性规划模型进行求解。最后，将提出的算法模型应用于一个典型的24节点配电网规划算例进行分析。在满足低碳目标的前提下，所提方法能够有效降低配电网规划的综合成本，倾向于建设更高比例可再生能源的配电网。

摘要:大量接入可再生能源和逐步采用交直流混合网络已经成为现代电力系统的两大特征，随之而来的电网谐波问题日益突出。在此背景下，谐波源建模方法、谐波溯源方法以及谐波治理方法这三个难点问题越来越受到学术界和工业界的高度关注。综述了目前常见的谐波源建模方法，为电网谐波领域的理论研究和实践提供参考。从谐波源的机理性建模和数据驱动建模两个角度，对目前常见的谐波源时域建模方法和频域建模方法进行了梳理、分析和比较，归纳了各种建模方法的优势和不足，论述了各类谐波源建模方法的适用场景。其中，重点阐述了机理性建模方法和数据驱动建模方法存在的问题，并针对每个问题提出了对应的解决思路。最后，对常见谐波源建模方法的特点进行了归纳总结，对新能源接入背景下谐波源建模技术的发展方向进行了展望。

摘要:数字革命的到来使智能电网运行安全防护问题从单一的物理层面防护扩展至信息物理协同防护，先进的网络安全威胁将会对电网物理侧造成严重影响。高效、可靠、实时的电网协同安全防护方法是智能电网发展的核心基础支撑。回顾了国内外相关研究。针对电力信息物理系统的内涵特征，提出了模型与数据双重驱动下的智能电网动态安全防护闭环控制思想，具体包括未知攻击快速入侵检测、信息物理穿透式风险评估及协同安全决策等三个科学问题。总结分析了智能电网安全防护现有的研究成果和缺陷并提出其未来研究方向，为建设本质安全的智能电网奠定理论和工程基础。