摘要:随着可再生能源和高压直流输电的快速发展，次超同步振荡事故频发，对现有电力系统振荡的在线监测提出了更高要求。为此，提出了一种基于同步相量数据幅频特征的次超同步振荡模式辨识方法。首先分析了次同步振荡和超同步振荡对同步相量测量装置(phasor measurement unit, PMU)数据的影响机制，结果表明，PMU数据的正负频谱与次超同步振荡的模态线性相关。其次利用多点PMU数据相干谱判别振荡与噪声，有效减少了噪声引起的误判断。然后对次超同步振荡下的PMU数据开展频谱分析，建立了4个幅频特征量，并将振荡数据的特征集合作为输入训练并优化极限梯度提升树(extreme gradient boosting, XGBoost)模型，建立幅频特征与振荡模式的映射关系。所提方法利用振荡环境下PMU数据的固有幅频特征以及XGBoost算法强大的泛化性与计算效率，实现了噪声环境下次超同步振荡模式的快速、准确辨识。最后，利用仿真数据和实测数据验证了所提方法的有效性和实用性。

摘要:储能电池系统的发展是推进“双碳”目标的关键所在，伴随而来的却是储能电站的安全隐患，亟需对储能电池系统的可靠性进行准确评估。为此，提出考虑多维性能衰减的储能电池运行可靠性评估方法。首先，提出了基于高斯过程的储能电池性能衰减过程电压特征量分布计算方法，计算充放电循环过程中电压特征量的概率分布，为刻画电池性能衰减提供了重要维度。然后，提出了基于多维通用生成函数的储能电池系统运行可靠性评估方法，通过电压特征量和容量的概率分布计算储能电池单体的可靠性。进而定义可考虑储能电池拓扑连接情况的串并联关系函数，计算储能电池系统整体的可靠性。最后，基于NASA储能电池数据的算例仿真表明所提方法能够实现储能电池系统可靠性的精准评估。

摘要:准确预测锂离子电池剩余使用寿命(remaining useful life, RUL)对降低电池使用风险和维护设备稳定性方面具有重要意义。为了提高锂离子电池RUL预测的稳定性和结果的准确性，提出一种基于混合改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm, ISSA)与长短期记忆(long short-term memory, LSTM)神经网络的锂电池RUL预测模型。首先，用均值化方法对原始数据中的异常值进行处理。然后，结合Tent混沌映射、自适应权重以及反向学习策略和柯西变异扰动策略优化麻雀搜索算法，再利用改进麻雀搜索算法对LSTM模型的参数进行优化。最后，采用改进的混合ISSA-LSTM模型并完成RUL预测。采用NASA公开数据集对本模型进行验证。结果表明，该模型的平均绝对误差、均方根误差和平均相对百分比误差控制在0.016 47、0.022 84和1.2048%以内，能够有效地提高锂离子电池RUL的预测精度。

摘要:单一直流换相失败易引发其相邻直流同时换相失败，严重时将造成直流闭锁引发连锁故障，开展多馈入直流换相失败预警研究及预防对保障电力系统安全稳定至关重要。提出了基于预测换相电压-时间面积的多馈入直流换相失败在线预警方法。首先，通过解析直流换相过程中的交流电压、直流电流动态，实现对换相电压-时间积分面积的实时预测。其次，基于前述预测方法从单一直流系统到多馈入直流系统推导了直流输电换相失败预警系数，并对该系数的主要参数进行了整定。然后将该系数引入换相失败预防控制环节为例说明其应用方式。最后，在PSCAD/EMTDC平台中分别基于CIGRE HVDC模型及多馈入模型验证了所提直流换相失败预警系数的正确性及对换相失败预防的指导性。

摘要:综合能源系统(integrated energy system, IES)是解决能源损耗和环境污染问题的有效途径。为提高IES的经济性和环保性，提出了一种基于一致性的IES低碳经济调度策略。首先，在IES中引入阶梯式碳交易机制，在碳交易成本函数构造中，提出一种随着碳排区间而递增的成本系数，通过成本的非线性递增来限制碳排放量。其次，综合考虑能量传输过程中的损耗问题，构建一种结合用能需求和传输损耗的供需平衡约束条件。然后，将电、热、气供能单元的增量成本作为一致性变量，利用领导一致性算法对IES进行分布式调度，进而实现各单元的供能最优输出。最后，结合不同的实验案例验证了所提低碳经济调度策略的有效性。

摘要:为解决长距离高压电缆采用交叉互联接地方式时故障测距较为复杂的问题，提出基于沿线电流故障分量差值分布的交叉互联电缆故障测距方法。首先，通过故障发生前后护层环流判断电缆故障区段。其次，考虑线芯与护层之间的耦合关系，基于双π模型推导电缆不同区段发生故障时的沿线电压、电流方程。在此基础上，通过求解电流故障分量差值函数零点得到故障距离，并结合切线方程对所得故障距离进行修正。最后，搭建电缆故障模型对测距方法进行仿真验证。结果表明，所提方法测距误差为1%左右，具有较高的准确性，对采用交叉互联接地方式的电缆实现故障测距具有一定的参考意义。

摘要:随着电力电子技术的进步，以双向全桥串联谐振变换器(dual bridge series resonant DC-DC converter, DBSRC)为核心的新一代高频车载辅助变流器发展迅速，并逐步走向实用化。为了提高基于DBSRC变换器的高频辅助变流器的可靠性，首先利用模态分析法(operation mode analysis, OMA)对移相闭环控制下DBSRC发生IGBT开路故障展开研究，分析并阐明了DBSRC输入、输出侧故障后的运行机理及特性。其次，提出一种基于输出功率调整的高频车载辅助变流器容错运行策略，在不改变DBSRC拓扑及移相控制方法的条件下通过实时监测辅助变流器输入电压并动态调节辅助变流器的输出功率，将谐振电流应力及谐振电容电压应力限制在安全阈值内，实现容错运行。最后通过仿真与实验对故障特性分析的准确性与该容错运行策略的有效性进行验证。

摘要:串联电弧故障电流波形受负荷类型影响较大，利用电流特征构建通用故障判据难度较大。为识别故障点电弧电压，提出了一种基于电压特征能量的串联电弧故障检测方法。首先，通过分析故障点电弧电压及监测点故障电压特征规律，对故障信息的特征频带选择进行了论证。然后，以不同负荷下的电弧电压波形特征归类为依据，提出了基于电压特征频带全域能量幅值和敏感相位域能量相位信息的故障检测方法。最后，利用全域总能量幅值和敏感域能量相位映射统计比实现了综合故障检测策略的构建。试验结果表明，所提方法在不同线路参数和测试负荷下的故障检测准确率超过了98%且无误检发生，验证了其有效性。

摘要:分布式电源高渗透率接入对配电网故障自愈能力提出了更高的要求。基于模型的供电恢复方法利用精准的网络参数构建优化模型，可以实现供电恢复策略的准确制定。但在配电网实际运行中，精准的配电网络参数往往难以获取，导致基于模型的供电恢复方法应用受限。云-边协同运行模式可作为配电网快速供电恢复的一种实现方案。提出一种基于云-边协同的配电网快速供电恢复智能决策方法。首先，在云端基于图卷积神经网络建立配电网快速供电恢复智能决策模型，包括网络重构模块和潮流模拟模块。当故障发生后，云端利用网络重构模块，快速制定网络重构策略，经过破圈法/避圈法验校后下发至配电网边缘侧的边缘计算装置。边缘侧根据云端的网络重构策略利用潮流模拟模块就地制定负荷恢复策略，实现系统的快速供电恢复。最后，依托改进的IEEE33节点配电网算例对所提模型进行分析，验证了所提方法可有效提升配电网的供电恢复能力。

摘要:当前锂离子电池热行为解析模型与仿真模型在储能应用中面临效率或精度挑战。提出一种计及动态非均匀热特性的软包锂电池热分析方法，为储能系统提供电池状态在线评估工具。首先，构建热路模型和解析偏微分方程组，以捕捉充放电过程中电池动态非均匀热特性。其次，建立迭代机制确定求解参数，发展一种兼顾精度和效率的求解算法。将热解析模型和算法应用于商用储能锂电池温度评估。多种充放电工况下的实验结果表明，所提方法具有毫秒级计算成本和小于3%的温度误差，参数标定、迭代机制增强了该方法的工程适用性。该方法对储能电池管理系统展现出良好的应用潜力。

摘要:高压隔离开关的正常工作是电力系统稳定运行的前提。为正确识别隔离开关的分合状态，提出一种轻量化改进型YOLOv5s目标检测算法。首先，针对隔离开关数据集，采用二次优化K-means++聚类算法重新获取锚框参数。然后，将模型中的损失函数由CIOU替换为具有更强收敛性能的EIOU，加快模型训练的收敛速度。最后，在模型主干特征提取网络的最后一层添加CBAM注意力模块，加强模型特征提取能力。在此基础上，采用通道稀疏化剪枝的方法对改进后的模型进行轻量化处理，减小模型体积和算力消耗。实验结果表明，改进后的模型识别平均精度均值到达97.4%，轻量化处理后的模型大小为3.92 MB，使得模型更加容易部署到移动端设备完成实时检测。

摘要:随着我国西部地区风电场规模的不断增大且电源接入点稀少，导致牵引所和风电场的耦合度较高，电铁面临的负序问题更加严重。因此，计及双馈风电场的主动补偿能力，提出了一种电气化铁路接入风电汇集地区电网的负序优化补偿策略。首先，建立了电气化铁路牵引变电所和双馈风电场的负序阻抗模型，牵引变电所包括V/v接线牵引供电系统和静止无功发生器(static var generator, SVG)。其次，分析了V/v接线牵引供电系统的负序特性，推导了计及风电场主动补偿能力的负序传播模型。然后，给出了双馈风机(doubly-fed induction generator, DFIG)的剩余容量计算方法，提出了协同控制SVG与双馈风电场的负序优化补偿策略。最后，基于Matlab/Simulink仿真平台，验证了补偿策略的正确性和有效性。对比传统的电气化铁路负序补偿策略，该补偿策略能有效降低SVG实际补偿容量，提高装置运行年限。

摘要:光伏、风电等新能源发电大规模接入电网逐步替代传统同步机，导致电网惯量和阻尼水平不断下降，威胁电网安全稳定运行。针对上述问题，提出了一种基于超级电容的新能源惯量阻尼电抗综合模拟控制(composite inertia-damping-impedance emulation control, IDIE)方案。通过联立同步机转子运动方程和超级电容功率动态方程，并结合同步机功率传输方程，设计了通过控制超级电容有功功率以综合模拟同步机旋转质量、阻尼绕组和绕组电抗三者物理特性的核心算法。并利用小信号稳定性分析对方案关键参数进行优化。最后，基于控制器硬件在环试验在各种暂态工况下对IDIE方案进行了评估。结果表明，IDIE方案在灵活模拟同步机惯量的同时，可通过配置优化模拟阻尼和模拟电抗，保障频率稳定性，支撑电网动态运行。

摘要:针对虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)并网运行时在有功指令和电网频率扰动下存在输出有功暂态振荡问题，提出了一种基于暂态阻尼增强的改进VSG控制策略。首先，基于状态反馈理论，分析了所提控制方法的物理意义，即该策略是通过在常规VSG有功控制环中加入角频率和电磁功率的高频分量来增强系统暂态阻尼。然后，基于所提的控制方法，建立了系统的有功控制环闭环小信号模型，并通过对系统特征根的根轨迹进行分析揭示了所提控制方法对VSG有功功率振荡抑制的影响。并给出了各状态反馈参数的设计准则，指导了反馈系数的设计。所提控制策略能有效抑制有功指令突变和电网频率突变时VSG输出有功功率振荡，并且不会影响系统的稳态特性。最后，通过仿真和实验对比分析，表明所提控制方法具有更好的有功功率振荡抑制效果，并且能消除稳态偏差，且适用于不同电网强度。

摘要:针对高压直流输电系统故障信号繁多分散难以直观查看故障过程、关键信息，以及录波波形不标注关键变化时刻、不能显示波形文件外重要保护事件的问题，提出了基于状态分组的控保信号序列化技术和基于力引导算法的波形事件标签智能加载技术。首先，利用基于状态分组的直流控保信号序列化技术提取最重要的直流控保信号，根据信号变化确定系统状态，按系统状态对信号分组并概括描述，将高压直流故障过程中一、二次设备变化情况以可视化的动作时序图形式展示。同时，利用基于力引导算法的波形事件标签智能加载技术对开关量变位及保护事件信息展示为图形化标签，并在相关波形通道曲线上基于时间轴同步标示的方法，将基于录波和相关事件的故障分析过程可视化简明展示。最后，在国调中心、浙江省调、江苏省调和南网总调等实际工程现场推广应用，结果表明所提技术方案可方便调度运行和保护专业人员快速了解故障情况，提升高压直流故障处理效率。

摘要:为了加快大型风电场的仿真速率，提出了一种基于等效短线路解耦的模型分割方案。首先对于机组类型单一的大型风电场，采用输出倍乘与集电线路等值的方法进行简化建模。在此基础上，针对风电场内线路较短，难以采用长输电线路自然解耦来并行运算的缺点，提出对等值后的机组连接线与连接升压站的长汇集线之间进行参数补偿，从而满足输电线路在一个步长上的解耦判据。在Matlab/Simulink搭建仿真模型，对模型分割前后进行了对比。仿真结果验证了所提方案的可行性。在此基础上采用状态空间节点(state space node, SSN)法对风电机组内部划分群组，最终在RT-LAB平台上实现了大型海上风电场的实时化仿真。

摘要:“双碳”目标下新型电力系统面临交直流系统故障耦合传播、频率与电压稳定风险上升等新的安全问题，引入储能参与安全调控的研究已逐渐成为热点。为了更有效地挖掘储能参与安全调控的能力，有必要对储能为电力系统提供安全支撑的场景、理论与技术方法进行梳理总结，并在此基础上探讨后续需要重点关注的问题及研究思路。从储能对电力系统静态安全、动态安全、交直流混联电力系统安全、主动安全技术、辅助服务市场5个方面进行总结，涉及储能与电网可靠性、储能与频率稳定性、储能与电压稳定性、储能与输电堵塞、储能与直流闭锁连锁跳闸防控等方面的研究进展，指出了关注储能备用荷电状态(state of charge, SOC)、储能与其他调控资源之间多时间尺度耦合研究的重要性，以及完善储能参与系统紧急安全调控服务市场机制的必要性，对促进储能参与新型电力系统安全调控的研究具有一定参考意义。