摘要:高渗透率可再生能源并网加剧了配电网运行的波动性和不确定性。为提高配电网灵活性和抗干扰能力，提出了含高渗透率可再生能源的配电网灵活性供需协同规划方法。根据系统运行灵活性供需关系，定义灵活性评价指标。进而提出配电网灵活性供需协同规划策略，建立考虑季节特性的配电网灵活性资源双层优化配置模型。上层以投资成本和灵活性不足率最小为目标，制定灵活性资源配置方案。下层考虑需求侧对季节性电价激励的响应程度进行有功-无功联合优化，实现对配电网日内多场景时序运行的最优调度。为求解该双层混合整数非线性规划模型，采用二阶锥松弛对潮流方程进行凸优化，进而利用KKT条件将双层模型转化为单层混合整数二阶锥规划模型进行求解。算例仿真结果表明，该方法有效提升了配电网运行灵活性和稳定性，为分布式可再生能源规模化并网等相关工程提供决策参考。

摘要:为了使微电网控制系统中PI控制器的参数能够更好地适应可再生能源的随机性和波动性，提出了基于自适应步长的四分区多策略果蝇优化算法(fruit fly optimization algorithm, FOA)对PI参数进行实时优化。首先，以风光燃储微电网不同微源控制系统中的变换器为控制对象，建立微电网整体控制系统模型，基于此模型实时调整PI参数。然后，根据不同果蝇个体的适应度值将果蝇种群分为4个区，同时考虑4个区果蝇收敛性以及多样性的差异，设计不同的自适应更新策略。最后，采用所提算法对各微源控制过程中的PI参数进行寻优，与其他3种智能算法进行对比，验证了所提算法的可行性和优越性。仿真结果表明，所提算法可以使系统变换器响应速度更快，输出更加稳定。

摘要:针对单相级联H桥整流器(cascaded H-bridge rectifier, CHBR)输入输出瞬时功率不平衡导致直流侧电压中含有二倍频纹波，造成网侧电流低次谐波污染的问题，提出了一种嵌入N次陷波滤波器的混合控制策略。首先根据CHBR数学模型和双闭环控制策略，分析CHBR网侧电流谐波产生的机理及推导其谐波分布规律。其次在dq旋转坐标系下的前馈解耦控制基础上，引入瞬态直接电流控制思想。然后分析了N次陷波滤波器对网侧电流谐波的抑制效果，给出N次陷波滤波器参数设计和离散方法。接着详细讨论了N次陷波器嵌入电流内环控制的设计方法，该方法有效抑制了网侧电流的3、5、7次等低次谐波，减少了PI控制器的负荷。最后，实验结果表明所提控制策略具有更小的电压超调和更短的动态响应时间，明显降低了网侧电流畸变率。

摘要:为有效提升台风天气下主动配电网的韧性，提出同时考虑分级减载和同级负荷削减的主动配电网韧性提升方法。首先，综合考虑台风天气下强风和暴雨对配电网的影响，通过建立Batts台风风场模型和暴雨压强模型实现了对配电网元件故障率的量化分析，进而采用蒙特卡洛(Monte Carlo)法模拟台风天气下的主动配电网故障场景，并利用系统信息熵进行场景筛选，确定故障规模。其次，提出了同时考虑最大化一级负荷存活量与故障孤岛中同级负荷削减逻辑的主动配电网分级减载策略。然后，提出包括综合鲁棒性、一级负荷损失速度和损失率、总负荷曲线面积缺失比的4个主动配电网韧性评估指标，并通过遗传-粒子群融合算法(hybrid GA and PSO algorithm, GA-PSO)对配电网韧性评估模型进行高效求解。最后，基于Matlab 2020a仿真平台建立某实际配电网和IEEE 118节点测试系统算例，验证了提出的考虑分级减载的台风天气下主动配电网韧性评估方法的正确性和有效性。

摘要:在低碳经济背景下，为提高向大用户直供能的灵活性，解决多主体在有限理性下共建共享的非对称性行为决策问题，提出多新能源场站联合投资低碳综合微网氢储能的演化行为分析方法。首先，利用异质性新能源场站发电与大用户用能的时空互补特性，提出多主体共享低碳综合微网氢储能的基本框架，使各发电主体形成“自平衡+直供电+余量上网”模式，在增强新能源友好并网能力与供用能灵活性的同时降低投资成本。然后，考虑多主体在参与氢储能共建共享时的非对称行为决策，基于复制者动态方程与演化稳定定理，对多新能源场站在有限理性下的多投资策略进行演化行为分析。最后，以我国西北部新能源汇集区域为算例对发电侧在联合投资中的合作行为进行推演，结果表明政府可通过对间断性发电特征的电站给予适当补助，或细化电价设置来激励异质性新能源场站的联合投资行为，从而促进氢储能的规模化发展；新能源场站则可通过提高装机容量来保证自身定值收益。

摘要:随着以新能源为主体的新型电力系统建设持续推进，风力发电在全国各区域电网的渗透率快速提升。然而，大规模风电场无法提供惯量支撑，风机引入虚拟惯量控制后，缺乏对风电场虚拟惯量估计及其变化态势的准确感知。对此，根据风机虚拟惯量控制机理和外界风速影响提出一种风电场有效惯量估计方法。该方法首先考虑虚拟惯量响应阶段风机工作点偏移造成的机械能损失，在此基础上提出有效惯量的概念并研究有效惯量与风速的关系。其次，考虑风电场内风速的随机性、相关性，提出了基于Copula函数、尾流效应和时延效应的风速时空分布模型。最后，综合得到风电场有效惯量的时空分布估计。根据甘肃某风场的实际风速及出力数据构建仿真算例，结果表明，所提算法能在变化风速下有效估计风电场内各机组有效惯量的大小和时变特性，能实时反映各机组虚拟惯量支撑能力，为掌握系统频率抗扰性提供数据基础。

摘要:电池状态有效评估过程中数据驱动法的模型输入虽与容量呈现相关性，但并没有考虑其信息量及信息质量，低质量的数据输入会造成一定程度的预测偏差。针对上述问题，提出一种计及健康特征信息量的加权神经网络电池健康状态(state of health, SOH)预测与剩余寿命(remaining useful life, RUL)估计模型。该模型在GA-BP神经网络的基础上，通过确定有效健康特征数据集，利用数据信息度构建动量因子来保证神经网络迭代收敛速度。并基于熵权思想过滤出低信息量健康特征的预测结果，将过滤后的预测结果作为电池老化模型的输入，进一步实现剩余寿命的估计。通过公开电池老化数据集与实验平台进行验证，得到该模型健康状态预测结果MAE、RMSE分别控制在0.63%、0.81%之下，剩余寿命估计结果MAE、RMSE分别控制在0.0031 mA·h、0.0042 mA·h之下，具有良好的可行性与有效性。

摘要:针对内置式永磁同步电机(interior permanent magnet synchronous motor, IPMSM)由于内部参数变化、外部扰动等各种不确定性因素导致控制性能不佳的问题，提出一种无模型超螺旋快速终端滑模控制方法。首先，建立考虑IPMSM不确定性的新型超局部模型，结合超螺旋算法和快速终端切换函数设计无模型超螺旋快速终端滑模控制器，确保系统状态有限时间收敛，并有效减小抖振。其次，设计扩展滑模扰动观测器精准估计超局部模型中的未知部分，并前馈补偿给设计的控制器，进一步提升系统的抗干扰能力和跟踪性能。最后，通过与PI控制和传统无模型滑模控制进行仿真实验对比，验证了该方法具有更快的收敛速度和更强的鲁棒性。

摘要:电感参数对实现并网逆变器高精度模型预测控制至关重要，而传统电感辨识方法易受到电网频率偏移的影响，且在有功功率为零时无法使用。为提高模型预测控制中电感参数的频率鲁棒性，提出了一种基于模型参考自适应的电感在线辨识方法。首先，设计了一种二阶滑模观测器观测电网电压。其次，在不补偿低通滤波器造成观测电压幅值和相位偏差的情况下，令实际电网电压也产生相同的幅值和相位偏差，而后利用二者之间的误差与电感误差的关系建立电感辨识模型，从而克服了电网频率偏移对电感辨识结果的影响，且在有功功率为零时也可实现电感辨识。最后，将辨识出的电感参数代入模型预测控制算法，即可实现对逆变器更准确地控制。实验研究验证了所提电感辨识方法的有效性和准确性。

摘要:电动汽车(electric vehicle, EV)的大规模发展，使得交通网转变为电动汽车和燃油车(gasoline vehicle, GV)随机混合出行的复杂网络；配电网也转变为供需双侧不确定、“源-网-站-储”高效互动的低碳型电网。在新型交通-配电网耦合系统下，亟需研究交通和配电网的联合规划方法，以满足EV时空充电需求，保障交通和配电网的安全可靠运行。为此，基于EV和GV的实时能耗特性差异，建立了混合交通流分配模型，以充分反映GV对EV出行和充电行为的影响，进而建立了混合交通流下的交通网多阶段规划模型。此外，考虑储能型柔性开关(energy storage integrated soft open points, E-SOP)的运行特性，协同“源-网-站-储”，建立了E-SOP影响的配电网多阶段规划模型。结合交通-配电网物理和“流量-功率”耦合约束，实现了交通-配电网的联合规划。根据Sioux Falls交通网和IEEE 69节点配电网组成的耦合系统算例测试，验证了所提联合规划模型比独立规划的总成本减少了7.21%，并且E-SOP的接入能减少系统无功出力和电压波动。

摘要:微电网的主要特点之一是能够在并网模式和孤岛模式下运行，进行微电网运行模式之间的切换可能导致电压和频率的显著波动，严重时会威胁到整个系统的稳定性。无缝切换控制策略是保证微电网稳定可靠运行的关键，为解决传统无缝切换控制策略易受干扰影响和动态稳定性差的问题，提出了一种基于改进线性二次调节器的微电网运行模式无缝切换控制策略，该策略包括并网-孤岛平滑调节器和孤岛-并网平滑调节器。并网-孤岛平滑调节器通过对传统电压控制环的改进，可以为系统提供更多的阻尼并补偿逆变器输出处的瞬态电压降，从而改善系统动态性能。同时，通过对传统下垂控制策略的改进，可以根据系统有功功率的变化来调整其下垂系数，在受干扰的情况下能够将频率偏差降低到期望的水平。孤岛-并网平滑调节器考虑内部控制回路和PLL动态的情况下，根据并网控制策略下的状态空间模型对传统电流控制回路进行了改进，可以保证PCC两侧电压的同步性和微电网频率的稳定性。最后，对所提出的控制策略进行了小信号分析，同时研究了孤岛检测算法对控制策略的潜在影响，突出了所提策略的鲁棒性，并验证了所提控制策略能够平滑稳定地实现微电网运行模式间的切换。

摘要:未来电动汽车(electric vehicle, EV)以及光伏(photovoltaic, PV)在配电网中的接入比例逐渐增高，这不仅带来了复杂的不确定性问题，而且导致了配电网净负荷时空分布的不均衡，从而产生了弃光、失负荷以及潮流分布不均匀的问题。基于此，考虑电动汽车充电负荷以及光伏的不确定性，提出了一种基于柔性多状态开关(flexible multi-state switch, FMS)和动态重构的含高比例电动汽车-光伏配电网灵活运行方法。首先，基于FMS灵活功率调控和网络动态重构，构建了支撑高比例电动汽车-光伏接入的配电网灵活运行框架。其次，利用蒙特卡洛随机模拟法对各类电动汽车充电负荷以及光伏出力进行不确定性建模，建立了基于场景集以及场景缩减法的随机规划模型。然后，建立了以弃光、失负荷、FMS损耗、网损成本最小和负荷均衡度最优为目标的配电网灵活运行模型。最后，在158节点系统上通过算例验证了所提方法的有效性。

摘要:基于模块化多电平换变流器(modular multilevel converter, MMC)的光伏直流升压并网系统为大容量并网提供了更多的可能。而光伏升压系统直流侧发生故障时暂态过程复杂，故障电流上升迅速且峰值过高。针对此问题，首先对系统直流侧双极短路故障时的直流升压变换器与MMC换流站进行了故障过程分析，并通过故障回路分别计算出了可靠闭锁下流经短路点的故障电流。然后针对MMC换流站的故障电流，依据其控制原理，提出基于电压变化的主动限流控制策略。该控制通过引入电压变化量动态改变桥臂参考电压，从而限制故障电流。最后通过PSCAD仿真模型验证了故障分析结果与限流效果，经检验，该控制策略可以有效减小断路器的开断电流以及桥臂过流峰值。

摘要:随着光伏、储能等分布式电源广泛接入，导致配电网区域电压波动频繁。针对分布式电源分散接入带来的不确定性问题，提出了一种计及分布式电源集群不确定性的配电网分散鲁棒电压控制方法。将大规模分布式电源聚合成相互关联的集群，对电压控制进行分区域调节。首先，针对配电网结构复杂和分布式电源点多面广的问题，设计一种基于改进Louvain算法的配电网集群划分方案，利用模块度函数并兼顾了集群的电压灵敏度和分布式电源调控容量。然后，由于分布式电源接入后配电网潮流更加复杂多变，在划分集群的基础上提出一种考虑不确定性的分散鲁棒控制方法，协同各分布式电源集群的调控能力，抑制由于模型参数及功率波动等不确定性导致的配电网电压波动。最后，通过算例分析验证了所提方法的可行性和有效性。

摘要:针对电压行波传感器二次侧故障行波信号不能真实反映电网一次行波波形特征的问题，提出了一种基于L1正则化反演的电压行波高精度检测方法。首先，分析了行波传感器的非理想传变特性，揭示了一、二次行波信号的波形差异性。在此基础上，提出利用小波包变换对观测信号进行多尺度分解，并对各频段信号分别进行反演的方法，从而减小由行波传感器引起的畸变误差。其次，在反演模型中引入L1正则化约束对模型进行稀疏性刻画，使反演结果更能体现真实故障波形特征。最后，利用快速迭代收缩阈值算法(fast iterative shrinkage-thresholding algorithm, FISTA)进行迭代求解，将各分量的反演波形线性叠加，实现故障行波信号的精确还原。仿真和实验结果表明：与直接反演相比，所提方法能够实现故障行波在时域和频域上的高精度真实测量，在微弱故障和噪声环境下也能获得较为精确的反演结果，具有一定的工程应用价值。

摘要:随着新型电力系统发展，输电监测文本数据呈现出体量大、增速快等特点，且因行业数据传输协议私有化，导致数据检索性能低，影响输电线路实时决策分析。因此提出了基于MapReduce的输电监测数据智能检索模型。首先，改进了SimHash算法，实现输电线路在线监测文本数据检索向量的高效提取。并引入多属性决策以及综合评分机制，实现目标数据的精准检索，提升数据的检索精度及查全率。其次，针对数据体量大、增速快的特点，设计了基于MapReduce的电力数据检索模型。最后，通过电网实例对比分析，验证了所提方法的检索精度、查全率及检索效率。