摘要:针对传统机器学习在处理暂态稳定评估时所表现出的稳定性差、精度低等问题以及离线训练的局限性，提出一种基于多模型融合Bagging集成学习方式的电力系统暂态稳定在线评估模型。首先，结合人工智能前沿理论研究，分析了暂态稳定评估中常用的7种机器学习算法的原理及实现方式，通过Bagging方法进行集成，充分发挥各个模型的优势。其次，给出Bagging集成的数学实现方法并进行了仿真实验。当原系统拓扑结构发生改变时，采用Boosting算法和迁移成分分析，分别对原电网历史数据进行样本迁移和特征迁移，完成对所提模型的在线更新。通过采用IEEE10机39节点系统和IEEE16机68节点系统进行分析，结果表明所提方法比传统机器学习模型精度更高。当数据中掺杂噪声时能够保持稳定运行，在系统拓扑改变时能够通过迁移历史数据进行准确的暂态稳定评估。

摘要:可再生能源出力的随机波动性和不确定性使得系统可靠性在急剧下降的同时，系统灵活性需求剧增，这会导致可再生能源消纳能力大幅下降，资源浪费现象严重。针对上述问题，提出一种兼顾可靠性、灵活性和经济性的风光储虚拟电厂分层容量配置策略。其中，上层模型从利用分时电价引导用户响应可再生能源出力变化的角度，制定可削减、可转移负荷的调度方案。中层模型从可靠性最佳的角度，制定储能电池容量配置方案。下层模型在灵活性指标的约束下，从综合运行成本最优的角度，进一步完善中层模型制定的储能电池容量配置方案。最后，以新疆某地区负荷数据为例，进行了仿真验证。结果表明所提方法具有明显的经济效益，为碳达峰、碳中和提供新思路。

摘要:随着分布式电源并网和负荷类型的日益复杂，传统配电网重构模型尚未考虑复杂的综合负荷模型。提出了考虑ZIP综合负荷模型的有源配电网混合整数线性规划方法。在辐射状配电网二阶锥潮流模型的基础上，通过线性回归法将ZIP负荷模型等效为ZP负荷模型，建立基于混合整数二阶锥规划的有源配电网重构模型。通过多面体近似将二阶锥约束进行线性化，建立基于混合整数线性规划的有源配电网重构模型。在三个不同规模配电系统的仿真结果表明，基于混合整数线性规划的有源配电网重构模型精度与基于混合整数二阶锥规划的几乎相同，但优化效率提高了15%~30%，具有较高的优化精度和效率。

摘要:针对谐振接地配电网系统高阻单相接地故障时无法可靠准确进行故障选线的问题，提出一种利用暂态高频电流波形差异的故障选线方案。通过分析谐振接地系统单相接地故障时的零序电流特征，发现健全线路与故障线路的暂态电流5、7次分量的波形依旧存在明显差异。利用Hausdorff距离算法比较线路间的暂态电流主要高频分量的波形差异进行故障选线。对各线路的暂态电流分量进行归一化处理，构造了暂态电流分量Hausdorff距离参数的故障选线判据，并设计了故障选线的实现方案。利用Matlab仿真以及试验录波进行计算分析，验证了所提出选线方案的正确性和有效性，尤其是对于配电网高阻单相接地故障具有良好的适用性。

摘要:针对经验模态分解去噪时存在的模态混叠问题，提出一种变分模态分解与滑动均值滤波相结合的去噪算法。首先通过寻找变分模型最优解将含噪信号分解成若干个固有模态。然后利用相关系数准则确定最优分解层数K以及其对应的相关模态，并用滑动均值滤波器对非相关模态进行处理以得到其中的有用分量。最后基于相关模态和非相关模态中提取的有用分量构造去噪后的信号。仿真表明，与经验模态分解去噪和小波去噪相比，所提出的算法能够在更有效去除暂态扰动中噪声的同时，保留暂态扰动中的特征信息。

摘要:采用下垂控制的真双极直流配电网存在负荷分配不合理以及正负极电压不平衡问题，导致换流器利用率降低、额外损耗增加，并且影响系统稳定性。为了实现负荷合理分配以及抑制正负极电压不平衡，提出了一种真双极直流配电网有功-电压分布式二级控制策略。该策略按照第二级控制功能将电压源换流器(VSC)分类，交换相邻VSC间的信息。在此基础上，逐步迭代得到相应的功率和电压收敛值，并计算得到电压调节量。由此进一步改变下垂控制参考电压值，从而实现负荷的合理分配以及抑制电压不平衡。最后，在PSCAD/EMTDC中搭建了真双极直流配电网模型，仿真结果验证了该策略的有效性和可靠性。

摘要:对暂降扰动进行精准类型识别是电能质量评估和治理的前提。现有暂降特征提取多是对单一扰动数据进行识别分类，采用数学变换法进行特征提取时数据维数高且计算量大。针对这些问题，提出了一种基于三相电压空间相量模型的多级暂降扰动可视化特征提取及分类方法。首先，将三相电压时域波形数据转换为空间相量模型；其次，使用 K-mean算法，将电压降落扰动聚类成平面内可视化的圆或椭圆；最后，利用逻辑回归算法对每一个聚类的圆或椭圆进行特征提取与分类。应用所提方法分别进行了单一扰动和多级扰动识别的仿真实验，结果表明，所提方法能有效识别A、Ca、Cb、Cc、Da、Db和Dc等七类电压暂降扰动。该方法降低了数据维度，减少了模型计算量，避免了对动态过渡过程的检测，降低了错误识别的风险，为多级电压暂降扰动的识别与分类提供了一种有效的辅助手段。

摘要:针对容错模式下的统一电能质量调节器(Unified Power Quality Conditioner, UPQC)，提出了一种五桥臂形式的新型拓扑结构，实现故障下的电能质量扰动综合补偿。在此基础上，对串联变流器和并联变流器进行统一建模，提出了一种基于有限集模型预测控制(Finite Control Set Model Predictive Control, FCS-MPC)的五桥臂UPQC控制策略。相比传统线性控制策略，所提算法构建了统一的预测模型以及整合优化的价值函数，实现串联变流器与并联变流器的协同控制，提高了两侧变流器的补偿精度、暂态性能以及响应速度，有效降低了控制算法的复杂度和参数调节难度，并具有较高的参数鲁棒性。仿真结果验证了所提算法的可行性和有效性。

摘要:为了充分考虑综合能源系统的低碳性以及多能负荷响应特性的复杂性，提出了考虑综合需求响应和奖惩阶梯型碳交易机制的能源枢纽(Energy Hub, EH)主从博弈优化调度策略。首先，为有效评估多能负荷柔性特性和响应能力，将建筑热传递模型与生活热水储存模型集成到楼宇EH模型中，构建了考虑多种热量扰动因素的精细化综合需求响应模型。其次，考虑到供需双方的绿色调节能力，构建了奖惩阶梯型碳交易成本模型。并基于Stackelberg博弈理论，建立了能源枢纽运营商和用户的低碳优化模型。最后，提出了结合CPLEX工具箱的差分进化算法对所提模型进行求解。算例仿真验证了所提方法能够有效限制系统的碳排放量，充分发挥了需求侧资源的响应能力和减排潜力，实现了EH经济性和环保性的双赢。

摘要:偏磁电流经变压器中性点入侵电力系统后，线路CT将发生一定程度的饱和，影响二次系统的测量、控制等环节，严重时甚至会诱发系统继电保护的误拒动，对电力系统的安全稳定运行造成严重威胁。为此，提出了一种基于相空间轨迹识别的继电保护改进方案。首先，分析直流偏磁对保护用CT的不利影响。在此基础上，以线路保护与变压器保护为例，揭示直流偏磁影响下继电保护的失效机理。进一步地，利用相空间轨迹不受时域饱和影响的特点，提出了一种基于相空间轨迹识别的继电保护改进方案，使得所提方案能有效应对CT饱和导致的保护失效难题。最后，以典型保护失效场景为例，对比传统方法与所提改进方案的保护动作情况，验证了所提方案的有效性及优越性。

摘要:当光伏阵列板暴露在不均匀的光线下时，功率电压(P-V)特性曲线会变为多峰，在这种情况下，传统的最大功率点跟踪(MPPT)算法将无法跟踪到正确的全局最大功率点(GMPP)，而具有全局搜索能力的人工智能算法通常是高度参数化和复杂的。为了解决上述问题，提出了一种结合自适应布谷鸟搜索算法和扰动观察方法(ACS-P&O)的复合跟踪算法。该方法将布谷鸟搜索(CS)算法中的切换概率和Lévy飞行步长系数通过自适应调整，在跟踪早期，扩大算法的搜索范围。引入边界个体的处理策略，可进一步减少算法的迭代次数。该算法使系统更容易跳出局部最大功率点(LMPP)，而在跟踪后期，算法精确运行在小范围内，提高了局部开发能力。扰动观察法(P&O)的加入缓解了系统位于GMPP附近时的功率振荡，稳定了输出。仿真结果表明，ACS-P&O复合算法能够适应环境变化的影响，并快速准确地跟踪GMPP。

摘要:超短期电力负荷预测对电力系统的快速响应和实时调度至关重要，准确预测负荷能保障电力系统的安全并提高用电效率。为获得准确可靠的负荷预测结果，针对电网负荷数据非线性和时序性等特征，提出了一种基于CNN-BiLSTM-Attention(AC-BiLSTM)的新型超短期电力负荷预测方法。该方法首先将卷积神经网络(CNN)和双向长短期记忆(BiLSTM)网络相结合充分提取负荷数据本身的时空特征。然后引入注意力(Attention)机制自动为BiLSTM隐藏层状态分配相应的权重，以区分不同时间负荷序列的重要性，能够有效减少历史信息的丢失并突出关键历史时间点的信息。最后通过全连接层输出最终负荷预测结果。以某地区真实负荷数据为例进行了实验分析。通过两种实验场景对比，验证了该方法具有较高的预测精度，可以为电力系统规划和稳定运行提供可靠的依据。

摘要:随着风电场规模不断增加，风电机组并网对电网的影响逐渐增大，故充分挖掘风电机组的无功电压调节能力和提高机组的无功响应速度对增强电力系统的电压稳定性具有重要作用。定量分析了蒙西电网某风电场单台双馈感应风力发电机(Doubly Fed Induction Generator, DFIG)的无功电压调节能力及限制因素，根据其单台机组的无功调节机理制定动态无功补偿协调控制策略。若系统无功需求超过DFIG无功出力极限时，在保证机组最大发电效益的基础上，提出基于无功差值的双馈感应风力发电机组有功附加控制。并且通过改进的遗传控制算法辨识得到附加控制器参数，该控制在降低机组最小出力的同时确保提高机组无功出力极限，进而满足系统无功需求。最后通过实验验证了所提出的双馈风电机组动态无功协调控制的可行性和准确性，增强了机组的电压稳定能力。

摘要:近些年，随着波动性与间歇性新能源电源的大规模接入，具有成本效益与功能强大优势的分布式潮流控制器(Distributed Power Flow Controllers, DPFC)在国内外逐步得到关注，并有多个工程项目相继投产运行。为提高DPFC运行的安全可靠性，结合DPFC的组成结构，研究了DPFC运行时可能发生的故障类型，并构建了各故障类型对应的等效电路。基于等效电路模型，分析并提取了串联耦合变压器故障、IGBT器件故障、触发信号丢失/直流电源损坏等故障情况下DPFC装置子模块的外在表现特征。结合故障特征与DPFC的启停动作时序，提出了DPFC的保护配置方案，并提出了DPFC变压器过压、直流电容过流、直流电容过压以及直流电容失压的保护策略。基于PSCAD/EMTDC构建了含DPFC的电磁暂态模型。仿真结果表明，所提保护配置方案及保护策略可以有效兼顾DPFC多种故障保护的需求。

摘要:目前，大用户直购电主要与配额制相结合，成为推动新能源消纳的一个重要方式。为探索一种透明、可靠的直购电方法，依托第三代区块链超级账本技术，搭建了基于联盟区块链的直购电交易平台。首先，在智能合约中自动执行直购电交易及碳权管理功能，确保直购电与碳权交易路径安全可查。其次，在直购电市场中引入绿色证书激励，并设计碳排放权交易参与直购市场环节，对不同交易方式的模型求解。最后，基于设计的交易平台运行交易，完成“报价-上链-出块”的全过程。结果表明，碳权参与直购市场环节可以对高排放企业起惩罚作用，能通过市场手段引导减排，为直购交易建设提供新思路。

摘要:常规12脉波整流器会对电网造成大量谐波污染。为同时提高整流器交、直流侧电能质量，提出了一种直流侧带混合谐波抑制电路(Hybrid Harmonic Suppression Circuit, HHSC)的24脉波整流器。所提整流器由常规12脉波整流器、抽头变换器(Tapped Inter-Phase Converter, TIPC)和补偿电路(Compensation Circuit, CC)组成。TIPC的输出端与负载串联，直接调制整流桥的输出电流和电压。CC与负载并联，间接调制整流桥的输出电流，然后根据交、直流两侧电流关系和直流侧电压关系，最终使整流器输入电流接近正弦波，输出电压由12脉波倍增至24脉波。该方法仅需小容量(仅为输出功率的2.65%)的HHSC即可有效降低输入电流谐波和输出电压纹波，具有高谐波抑制性能、低谐波抑制代价等优点。在Matlab/Simulink中搭建仿真模型，验证了所提方法的正确性和有效性。

摘要:分层接入的特高压直流输电系统中，非故障层换相失败预测控制的启动时刻存在延时，无法及时反应故障严重程度以输出合适的触发角提前量，可能导致高低端换流器同时发生换相失败的风险增加。对此，提出一种基于故障层触发角提前量前馈的高低端换流器换相失败预测控制协调策略。利用故障层换流器可更灵敏反应故障严重程度的特点，所提策略将故障层换相失败预测控制触发角提前量引入非故障层换相失败预测控制，实现非故障层换相失败预测控制启动时刻提前。此外，还引入直流电流协调系数以得到更合适的触发角提前量。在PSCAD/ EMTDC中搭建了仿真模型，对不同工况下所提控制策略进行了验证。结果表明，该策略能快速应对逆变侧交流系统故障，减小高低端换流器同时发生换相失败的风险，对预防分层接入系统高低端换流器同时发生换相失败有一定借鉴意义。

摘要:运维检修人员对保护装置检修时需制定检修计划。为了对保护装置准确评估和精准检修，提出了一种基于麻雀搜索算法优化SVM的继电保护装置状态评估方法。根据建立的继电保护装置指标体系对保护装置健康状态进行分类，实现继电保护装置的状态评估。首先，建立继电保护装置状态评价指标体系，根据指标体系采集保护装置的相关数据。其次，建立SSA-SVM继电保护装置状态评估模型，采用该模型将保护装置健康状态按正常、注意、异常和严重进行分类。最后，分别采用SSA-SVM、BA-SVM、GWO-SVM、WOA-SVM算法评估继电保护装置的健康状态，并比较各算法评估保护装置健康状态的准确性和实时性。仿真结果表明，SSA-SVM算法评估保护装置健康状态的准确性最高，保护装置状态评估结果可为运维检修人员提供检修依据。

摘要:围绕NB-IoT能源物联网安全构架及关键技术，分析了“双碳”目标下能源系统新特征，从绘制碳足迹、优化能源供给、优化能源交易和构建双向信息流四个方面剖析了能源物联网对“双碳”目标的支撑作用。总结了“双碳”目标下能源物联网的特性及需求，归纳了以NB-IoT 为代表的LPWAN与能源物联网的匹配关系。探索构建了包含NB-IoT物联网安全模组和安全服务平台的能源物联网安全构架。重点分析了基于eSIM+ESAM NB-IoT的物联网安全模组硬件、基于GlobalPlatform可信框架的NB-IoT物联网安全模组软件，以及基于区块链的物联网卡全链条安全管理关键技术。该技术可为能源生产、传输、存储、交易和消费领域提供安全、可信的LPWAN物联网解决方案，为构建清洁低碳、安全高效的能源体系提供可信数据支撑，助力“3060双碳目标”实现。