摘要:线路的后备保护在混合直流输电系统中至关重要，但现有后备保护受分布电容和过渡电阻的影响较大，严重影响保护的可靠性和快速性。为解决上述问题，提出一种基于测量波阻抗相位特征的混合三端直流线路纵联保护方案。通过分析混合直流输电线路区内、外故障时线路两端测量波阻抗的差异性，利用S变换提取单频率的电压、电流初始行波，根据测量波阻抗相位差异构造判据区分区内、外故障。PSCAD 仿真表明，所提保护方案能可靠快速地识别区内外故障，具有较强的耐受过渡电阻的能力，并且不受故障电阻和分布电容的影响，有效提高了线路后备保护的可靠性和快速性。

摘要:变速抽蓄机组的转子侧采用特殊的三相交流绕组结构，导致其转子绕组短路故障诊断困难。为此，提出了一种基于重复脉冲法(repetitive surge oscillograph, RSO)的离线故障诊断方法。首先设计了重复脉冲法在变速抽蓄机组中的应用方案，通过在转子三相同时注入低压脉冲并检测响应曲线来判断机组故障情况。基于不同短路故障的响应特性分析，提出了转子绕组短路故障类型和故障相别的识别方法。然后，结合变分模态分解与Teager能量算子(variational mode decomposition-teager energy operator, VMD-TEO)估计注入脉冲和特征曲线的起始突变位置，并通过时间差值和实测波速确定故障位置。最后，利用指数还原故障因子衡量匝间短路故障的严重程度，以解决克服行波衰减引起的特征波形幅值重叠问题。仿真结果表明，所提方案能准确诊断变速抽蓄机组的各种转子绕组短路故障。

摘要:配电网结构复杂、分支线路众多，利用较少的行波定位装置实现全网故障定位具有显著经济效益。基于此，提出了一种基于全网故障可观测的行波定位装置优化配置方法。首先，引入树形结构图，定义配电网线路各节点间的层级关系。并根据行波传输特性，提出了装置配置基本条件：在目标配电网树形结构图中，邻接节点与其父节点至少有一个节点配置装置。将该基本条件作为约束，建立以装置数量最少化为目标函数的数学模型。模型中引入权重系数，量化线路长度、历史故障率对装置配置需求程度的影响。最后，使用改进灰狼算法求解模型最优解，形成最优配置方案。仿真算例结果表明，基于所提优化配置方法，在满足定位精度的前提下可显著减少行波定位装置数量、降低投资成本，故障定位误差小于100 m。且在线路N1情况下具有一定的适应性，满足实际工程需求。

摘要:与电网换相高压直流输电(line commutated converter HVDC, LCC-HVDC)相比，送端混合级联直流系统具有灵活性高、弱网适应性强等优势，但其换相失败后交流系统暂态电压波动机理尚不明晰。为此，首先建立了暂态电压与系统强度、功率不平衡量之间的定量关系。考虑有功、无功不平衡量对暂态电压的影响，推导了暂态电压变化率表达式。明确了换相失败及其恢复期间换流母线暂态电压特性。其次，为抑制换流母线暂态过电压，推导了LCC直流电流指令值与模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)无功指令值表达式，提出了基于多换流器的协同抑制策略。最后，基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建仿真模型，验证了机理分析的正确性及抑制策略的有效性。

摘要:针对燃料电池、风力发电等新型能源系统输出电压较低的问题，提出一种具有拟合显式模型预测控制(model predictive control, MPC)的高增益、高效率直流变换器。该变换器具有非隔离型三绕组耦合电感基本单元结构，通过改变匝数比，在合适占空比下实现高增益，同时也降低了开关器件应力。此外，所提变换器采用无源钳位电路，回收漏感能量，抑制了开关管的电压尖峰。为了提高所提变换器的动态性能及抗扰能力，利用神经网络离线拟合显式MPC控制规律的策略，提高了输出电压跟踪精度，减小了输入电压变化和负载变化带来的扰动，具有良好的动态响应。最后在理论分析的基础上，制作出了一台输入10~12 V、输出100 V/100 W的实验样机，实验结果验证了所提变换器的有效性。

摘要:新型配电系统(new distribution system, NDS)“源-荷”多时序不确定性、无功设备稳态/动态多样性，决定了无功配置与运行调节需要联合优化。对此，基于“规划-运行”融合框架开展NDS“源-荷”多时序联合场景下的无功资源优化配置研究。首先，基于NDS新形态发展趋势，构建融合大数据分析、多时域运行模拟、综合效益评估的“规划-运行”联合优化框架。然后，基于电容器稳态和DSTATCOM动态无功设备运行特性分析，顺序优化选址定容。基于K-means聚类方法构建“源-荷”多尺度联合时序场景，通过稳态/动态无功设备协调配合深层次挖掘多尺度调节资源，实现NDS分级无功平衡下运行模拟分析。建立NDS无功“规划-运行”评价指标体系开展全环节综合效益评估。最后，以IEEE33节点配网系统为例，开展无功“规划-运行”联合优化仿真分析。结果表明，所提模型具有自适应“源-荷”不确定性多时序联合场景的能力，内嵌多时域运行模拟的规划方案更加全面和贴近实际。

摘要:针对电力变压器状态评价过程中存在的不确定性，提出一种基于云相似度和证据融合的电力变压器状态评价方法。首先，考虑到各指标在状态等级边界处的随机性与模糊性问题，采用云模型来建立状态评价的基本框架。其次，为兼顾状态等级划分的严明性和模糊性，采用改进的云熵优化算法确定云模型的熵值。然后，考虑到指标数据本身的不确定性，利用正向云发生器和云合成算法生成各试验项目待识别云和标尺云，并采用模糊贴近度计算二者间的相似度作为证据源的基本概率分配。最后，采用考虑证据可信度和不确定度的冲突证据修正方法修正证据源，并融合不同证据以判断电力变压器的最终状态。经实例验证，相较于传统方法，所提方法能够有效处理状态评价过程中的不确定性，评价结果符合电力变压器的真实情况，对电力设备状态评价有一定参考价值。

摘要:为有效计及风电出力随机性对电网运行状态的影响，在风电并网系统中提出一种基于高斯函数-最大熵原理的改进半不变量概率潮流计算方法。首先，以高斯函数为风速分布信息的载体，在此基础上采用改进反射核密度估计，建立计及风速有界性的风电出力概率模型，以便精确地求取描述风电出力随机性的各阶矩、半不变量等数字特征。然后，基于节点电压、支路功率等状态变量的数字特征，采用高斯函数改进最大熵模型进行状态变量的分布展开，由高斯函数的数量和性质来计及输入侧风速分布形状对输出侧状态变量分布的影响。同时将所提改进最大熵模型的约束由积分形式转为代数形式，提升计算效率。最后，以IEEE30节点系统对所提方法进行测试，结果证明了所提方法的有效性、准确性。

摘要:针对风电场的参数准确辨识问题，提出了一种基于改进混沌布谷鸟算法的风电场多机等值参数辨识方法。首先，阐述了风电场的系统结构与多机等值建模思路，设计了混沌布谷鸟算法的改进方案。然后，通过综合使用解析法与辨识法，建立了基于改进混沌布谷鸟算法的风电场多机等值参数依次辨识流程。最后，利用Matlab平台搭建了风电场多机等值仿真模型，比较了所提依次辨识方法与同时辨识方法在风电场参数辨识中的效果，分析了改进混沌布谷鸟算法与传统粒子群算法、布谷鸟算法的性能差异。结果表明：所提方法将风机参数辨识平均误差由11.07%降低至2.41%，提高了风电场动态特性拟合度，验证了其用于风电场多机等值参数辨识的有效性。

摘要:为了减小双向全桥(dual-active-bridge, DAB)DC-DC变换器的电流应力，提升变换器的效率，提出了一种DAB变换器在双重移相控制下的电流应力分段优化控制策略。该策略首先分析了DAB变换器的结构及其功率特性，推导得到了电流应力与传输功率、移相角之间的关系。然后针对输入输出电压不匹配的情况，对DAB变换器的电流应力进行了分段优化，通过将传输功率分段得到了DAB变换器在不同传输功率范围下的最优移相角。将所提控制策略与传统双重移相控制策略对比分析，发现所提控制策略具有更小的电流应力和回流功率，减少了变换器的导通损耗，提升了变换器的效率。当负载发生突变时，DAB变换器的动态性能得到了大幅提升。最后基于所提控制策略搭建了实验样机，实验结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。

摘要:油浸纸绝缘套管作为变压器的关键组件，其绝缘受损会威胁变压器主设备的运行安全。针对此现状，提出一种基于多源融合的油纸绝缘套管缺陷辨识及绝缘状态评估方法。首先，根据实际运行工况制备典型缺陷试验套管，并开展频域介电响应、局部放电及红外热成像联合试验，辨识套管缺陷种类。然后，提取套管绝缘指标量，引入隶属度函数及状态得分算子，建立基于博弈论组合赋权法的套管绝缘状态评估模型。最后，分别采用组合赋权法和单一赋权法的评估模型，对正常以及缺陷套管进行算例分析。结果表明：联合试验可以准确辨识套管缺陷种类。组合赋权法弥补了单一赋权法评估结果片面的不足，且正常套管的模型评估分数均高于缺陷套管。评估结果与套管实际绝缘状态一致，验证了套管绝缘状态评估模型的正确性及有效性。

摘要:随着多能源不断接入电网，对多能源长输电系统的仿真研究得到了越来越多的关注。为了进一步提高多能源长输电线系统的仿真效率和实现系统的大规模仿真，提出一种基于长输电线路模型法的仿真接口算法。同时，针对电磁暂态迭代计算中出现的延时问题，提出一种对分割接口进行延时补偿的方法，使得系统在仿真时具有更高的仿真精度。其中，在模型接口算法中采用受控源作为分割接口的控制对象，以实际多能源多电压等级长输电线系统为算例，分别在Matlab/Simulink、实时仿真机(UREP_300)和RT-LAB仿真平台中进行验证。结果表明：设计的长输电线模型(transmission line model, TLM)接口算法与分布式接线用于长输电系统传输时的暂态和稳态结果基本一致，该接口算法适用于离线仿真与实时仿真平台，在提高仿真效率方面具有一定的优势。

摘要:为提高短期用户负荷预测精度，提出了一种基于自适应图注意力网络(adaptive graph attention network, AGAT)的短期用户负荷预测模型。首先，针对用户负荷存在规模小、波动性强的问题，通过门控机制结合多个大小不同的扩张卷积核来构造时序特征提取层，从多个尺度上提取用户负荷的高维时序特征。同时，考虑到不同用户负荷间潜在的动态相关性，使用马氏距离构造动态图学习层，生成动态图邻接矩阵。然后，采用图注意力网络根据动态图邻接矩阵将用户负荷的高维时序特征进行信息汇聚。最后，通过全连接层输出用户负荷预测值。为验证AGAT模型的有效性，采用UCI电力负荷数据集进行预测实验，分别与多种基线模型比较。实验结果表明，所提模型预测指标优于各基线模型，有助于提高短期用户负荷预测精度。

摘要:针对海上风电运行环境恶劣、平台面积资源有限以及电缆线路电容电流显著等问题，提出一种适用于海上风电送出线路的高压线路保护与电抗器保护一体化设计的新方案。首先，将输电线路和电抗器视为一个电气设备，设计了集成优化整体方案，避免了传统的电抗器支路电流的迭代计算。然后，对比研究了传统差动和行波差动对电缆线路电容电流的补偿效果，提出了线路保护优化处理技术。通过引入更为适合的线路零序电流作为电抗器零序差动的制动电流，提出了电抗器保护功能优化策略。最后，仿真实验验证了所提的优化处理技术能够提高海缆线路差动保护和电抗器零序差动保护的灵敏性和可靠性。

摘要:为加快电力系统数字化转型，保证高压直流输电(high voltage direct current, HVDC)系统高质量安全运行，有必要通过智能技术充分挖掘、提炼HVDC系统日常调控、运维等阶段积累的海量数据和丰富管理经验，从而构建知识图谱辅助工作人员对故障进行诊断和处理。提出了一种基于小波变换和深度学习的HVDC系统故障诊断方法。首先，采用小波变换将换流站的故障录波数据(单相接地、相间短路和阀组短路)转换为二维时频图像，并采用数据增强技术来进一步扩充样本数据集。然后，利用ResNet50网络来实现HVDC系统的故障诊断。根据实验结果，所提方法在训练集的分类精度为93%，在测试集的分类精度为82%，证明了该方法的有效性，为HVDC系统的故障诊断提供了一种新的可行性路线。为了进一步验证所提方法，将其与GoogleNet、VGG16、AlexNet、SVM、决策树和KNN等方法进行对比，对比实验结果表明，所提方法在HVDC系统故障诊断中的表现更加出色。

摘要:针对实际运行的大规模光热光伏混合电站并网后面临的“内忧外患”电压问题，既受电站内部节点电压状态的影响，也受外部电网系统静态电压稳定状态的影响，提出一种考虑光热光伏混合电站内外双重电压安全的两阶段无功优化控制方法。首先，通过静态电压稳定裕度、节点电压均衡度和无功储备裕度3种指标表征混合电站电压安全状态。然后，结合小时级长时间尺度的光伏出力预测信息，在第I阶段实施有载变压器和电容器慢速调整。针对分钟级短时间尺度内的光伏出力波动，以混合电站内的光伏发电单元、光热发电单元和静止同步补偿器为第II阶段的优化控制对象，实现快速精细化电压调节。所提方法能有效避免全站设备频繁参与优化调整，从而提高控制效率。最后，通过测试系统验证分析结果表明：通过两阶段无功控制协调，所提方法能够抑制光伏出力的波动冲击，有效降低站内电压安全越限和失稳风险。

摘要:新能源电源故障电流呈现弱馈性、强受控性并具有大量的间谐波，导致现有工频量距离保护可靠性下降，而时域距离保护主要根据方程求解故障距离，受新能源短路电流特性影响较小。针对新能源送出线路较长时，线路分布电容对零序电流相位的影响不可忽略，进而导致故障距离的计算产生较大偏差的问题，提出了一种计及故障点两侧零序电流相位差的新能源送出线路时域距离保护改进方案。首先，计及故障点两侧零序电流相位差的影响，将过渡电阻等效为过渡阻抗。然后，通过列写故障回路方程并求解故障距离，形成保护判据。最后，基于PSCAD/EMTDC大量仿真实验，验证了所提时域距离保护方案计算故障距离的误差较小，可以较好地适用于新能源经中长距离交流线路送出的场景。