摘要:端对端(peer-to-peer, P2P)交易下产消者发电具有较强的波动性和不确定性，其实时发电情况往往与日前计划存在偏差。针对采用连续双向拍卖机制(continuous double auction, CDA)的P2P交易下产消者出现的实时不平衡问题，提出了一种考虑P2P交易时序特征的本地能量平衡策略。系统运营商(system operator, SO)利用模型预测控制方法，以总体平衡成本最小为目标，考虑了SO和平衡服务提供方的成本效益约束，建立基于日前P2P能量市场和实时平衡市场协调运行机制的本地能量平衡策略模型。在实时平衡市场中，SO从责任方收取的补偿费用于从服务提供方购买灵活性平衡服务。仿真结果表明，平衡服务提供方帮助平衡了本地78%的实时不平衡电量。与电网平衡策略相比，本地化的实时平衡市场成本是电网平衡成本的三分之一。同时保障了平衡服务提供方及SO的收益，促进光伏能源消纳，利于P2P交易市场长久发展。

摘要:大规模分布式光伏接入使得配电网谐波污染严重，而谐波治理效果与网络拓扑结构相关，存在其他就近节点“搭便车”的现象。为改善用户的用电效率和提升配电网的经济效益，提出一种考虑电能质量的配电网增值服务双层优化模型。首先，采用支持向量机算法预测谐波源不同出力情况下负荷节点的谐波电压畸变率。然后，建立了配电网与需求用户的购售电双层优化模型。上层以配电网运营商作为主体，考虑网络拓扑结构对电能质量治理效果和成本的影响，以配电网运营商收益最大为目标，建立谐波电压治理模型，制定不同电能质量等级的电价。下层以对电能质量有需求用户作为主体，根据不同电能质量等级的电价，用户以运行成本最小为目标，建立电能质量选购策略模型。最后采用IEEE14节点算例进行分析验证，结果表明所提模型能够更有针对性地提升电能质量，提高配电网的经济收益，并为用户的差异化用电提供了解决方案。

摘要:有限集模型预测控制方法(finite control set model predictive control, FCS-MPC)因其能够实现多目标的控制，在模块化多电平变换器(modular multilevel converter, MMC)中得到广泛应用。随着子模块数量增加，模型预测控制方法计算量呈指数增长，面临计算复杂度高、权重因子难以整定等问题。为了解决上述问题，提出了一种基于多变量校正控制集的MMC模型预测控制策略(multi-variate adjusting set predictive control, MAS-MPC)。该策略基于输出电流与桥臂电压差对子模块投入控制集进行快速校正，通过评估两个成本函数得到最优开关矢量。此外，提出了一种基于分化中项的电容电压平衡方案，可以有效降低排序算法的复杂度。为了验证所提策略的有效性，使用Matlab/Simulink软件平台搭建了10电平的三相MMC系统，并与传统方案进行比较。所提方案在降低输出电流与环流的谐波含量的同时，大幅减少了系统的计算量，使得系统具有更快速的动态响应速度。

摘要:交流电网发生故障后，光伏直流并网系统须进入低电压穿越模式并降低光伏单元有功出力，以避免直流母线过压。然而，电网电压深度跌落时，光伏单元控制环路切换可能产生倒流，甚至损毁光伏阵列。为此，提出基于功率自反馈迭代的光伏直流并网系统交流故障有功控制策略。利用光伏阵列PU特性曲线构建端口电压参考值迭代算式，并根据光伏单元输出功率反馈更新该参考值。同时提出了单机尽限利用的分配方案，以合理选择参与功率控制任务的光伏单元。所提方法的优点在于无须切除光伏单元控制环路，能够可靠计算光伏阵列端口电压参考值。仿真验证表明所提方法能够有效实现系统降有功的控制目标，并减小模式切换过程中光伏单元直流变流器低压侧的电流波动量，为系统低电压穿越的可靠实现提供保障。

摘要:从智能效益、经济效益、绿色效益和安全效益4个维度构建了智能变电站建设项目综合效益评价指标体系。其中评价指标的属性值为包含语言变量、精确数和正态分布区间数的混合信息。在此基础上，基于直觉模糊集和组合赋权法，构建了一种面向混合信息的混合多准则决策模型。该模型首先用不同的转换规则将混合信息一致化为直觉模糊数的形式。然后采用基于合作博弈模型的群组决策特征根法-直觉模糊熵(group eigenvalue method intuitionistic fuzzy entropy, GEM-IFE)组合赋权法来确定指标的综合权重，并基于直觉模糊集建立了改进的逼近理想解排序方法(technique for order preference by similarity to ideal solution, TOPSIS)评价模型。最后，以10个智能变电站建设项目作为案例进行分析，并将该模型与传统的TOPSIS方法和单一赋权法进行比较。结果证明该混合多准则决策模型具有良好的鲁棒性。

摘要:为解决下垂控制型逆变器在故障工况时发生暂态功角失稳和故障过电流问题，提出了一种兼顾暂态功角稳定和故障限流的暂态控制策略。首先分析了下垂控制型逆变器的暂态功角失稳机理和故障电流暂态特性，定量分析了无功控制回路对暂态稳定性的影响以及暂态功角、短路电流与逆变器输出电压三者之间的关系。其次，以暂态功角稳定和故障限流为控制目标，通过在有功控制回路中引入暂态功角动态补偿项、在无功控制回路自适应调整电压参考指令值进行综合控制。最后，通过仿真实验验证了所提出控制策略不仅可以抑制故障过程中不平衡功率造成的功角持续增大和故障过电流，并一定程度上增加了故障期间无功功率，有利于故障电压恢复，从而实现下垂控制型逆变器在电网故障时的安全稳定运行。

摘要:随着新能源接入电力系统并通过直流送出，送端系统的暂态过电压问题逐渐突出。因此，为快速准确估计送端系统在直流闭锁、换相失败等预想扰动场景下各直流近区节点暂态过电压严重度，提出一种基于图卷积神经网络(graph convolutional network, GCN)的直流送端系统暂态过电压评估模型。该模型以电网发生直流故障前的潮流状态参数与网络拓扑作为输入特征，可以同时预估电网多个关键节点(如风电场汇集节点)的暂态过电压严重度。利用含跨区直流异步互联的两区域系统进行算例分析，验证该模型可以适应多种网架拓扑结构、不同新能源发电占比等差异化电网运行方式，具有较强的泛化能力。同时，所提模型揭示了对过电压严重度影响最大的关键因素，具有一定的可解释性，可为暂态过电压的预防控制提供有效指导。

摘要:针对智能变电站保护装置故障录波文件无通道标识信息、难以与同源通道故障录波器录波文件相互对应的问题，提出一种基于快速动态时间规整(fast dynamic time warping, FDTW)算法的故障录波数据智能比对方法。首先，对各厂站提取的故障录波数据进行异常检测，确保故障录波文件中数据的质量。其次，利用拉格朗日插值法进行采样频率转换，解决保护装置与故障录波器采样频率不一致的问题。然后，利用欧氏距离对同源录波文件数据进行波形一致性对齐，以实现时钟同步。最后，使用FDTW算法对无通道标识信息的故障录波数据进行智能比对。算例分析表明，该方法能够对故障录波数据进行一致性处理，可以快速准确地计算待匹配录波波形的相似度，实现同源通道的录波数据匹配，具备较强的稳定性和实时性。

摘要:高升压DC-DC变换器是燃料电池实现并网的重要环节。针对燃料电池输出电压低、输出特性软的问题，提出一种基于开关电容的电流馈电升压变换器。首先，详细阐述了所提变换器的拓扑结构及其在连续导通和不连续导通模式下的工作原理。然后，具体分析了该变换器的电压增益、各元件的电压和电流应力。在此基础上，将其与SC-Boost、SL-Boost等变换器进行性能对比。最后，搭建一台200 W的实验样机验证了所提变换器的可行性和理论分析的正确性。所提变换器结合电流馈电结构和开关电容网络，具有电压增益高、输入电流连续且纹波低的优势，有利于延长燃料电池使用寿命。同时，通过复用开关电容中的电容-二极管(capacitor-diode, C-D)单元对开关管电压进行钳位，降低了功率元件的电压应力。因此，所提变换器适用于燃料电池并网系统。

摘要:为实现电能质量连续、实时综合评估，提出了一种全域电能质量评估体系，设计了综合评估方法。首先，使用熵权法构造各指标间数据信息量的对比通道，实现对电能质量指标影响权重的常权赋予，保证赋权的客观性。通过构造状态变元，对计算单元内各点权重进行动态调整，保证指标时序赋权的动态特性，增强时域下的权重分辨率。然后，提出了双轨制TOPSIS评估方法，分别开辟数据与等级的TOPSIS计算路径，避免数据与等级杂糅对两者内部相对关系的破坏，减小评估标准对于数据的依赖，保证各时段评估标准的一致性。最后，实时判断两者贴合度，完成数据向等级的并轨，得到以综合评估等级为判据的电能质量整体状态评价和以状态权重为参考的等级变化成因分析。通过算例分析验证了该评估方法能够实现实时评估，具备准确快速地反映电能质量随时间变化的能力，且评估流程具有普适性。

摘要:针对光热(concentrating solar power, CSP)电站利用率低、风电场弃风率高以及传统燃气机组碳排放水平较高且受“以热定电”的运行限制等问题，引入富氧燃烧捕集技术对传统机组进行改造，配置含热回收的CSP电站实现热电解耦，耦合高温固体氧化物电解池等能量转化设备，构建了电-热-氢低碳能源系统及其容量优化配置方法。首先，考虑到风电出力和光照强度的不确定性以及与电负荷之间的时序相关性，建立了基于两阶段时空聚类的多运行场景提取模型。其次，在基于概率的多运行场景基础上，通过条件风险价值(conditional value at risk, CVaR)理论度量因不确定性带来的风险，以总成本最小为目标，构建低碳能源系统容量优化配置模型。最后，通过算例进行仿真验证，结果表明该系统满足负荷需求情况下，可降低年碳排放量和弃风率，提高CSP电站利用率，并为不同风险偏好的决策者面对系统容量优化配置问题时提供了定量依据。

摘要:低频输电作为一种新型输电技术，在海上风电送出、新能源场站送出等多个场景具有良好的应用前景。但在不对称故障下，故障侧功率不对称将严重影响模块化多电平矩阵变换器(modular multilevel matrix converter, M3C)的电容电压均衡，对低频输电系统安全稳定运行产生不利影响。为此，提出了一种可实现低频输电系统不对称故障穿越的M3C电容电压均衡控制策略。首先，介绍M3C的系统结构及双αβ0数学模型，并分析不对称故障下电容电压不均衡的原因。然后，基于双αβ0数学模型针对输电线路不对称故障情况计算桥臂功率不均衡分量的表达式，通过M3C功率平衡关系引入电流补偿分量，消除桥臂功率的不均衡，并得到适用于不对称故障的环流控制目标，进而通过环流控制实现故障下M3C电容电压的均衡。最后，搭建基于M3C的低频输电系统仿真模型验证所提控制方案的可行性和有效性。

摘要:输入串联输出并联(input series output parallel, ISOP)双有源桥(dual active bridge, DAB)变换器的输入均压(input voltage sharing, IVS)主动控制策略存在控制系统复杂和传感器数量较多的问题。相反地，无源调控方法的控制系统简单，因而具有明显的优势。基于无源均压思想，提出一种适用于共占空比控制的基于耦合电容的ISOP-DAB变换器的输入电压自平衡拓扑结构，通过耦合电容使得子模块的高频链环节产生电气耦合，从而实现子模块输入电压的均衡。进一步，给出含有耦合电容的ISOP-DAB变换器的简化等效电路，并进行理论分析与推导，得到子模块输入母线电压偏差及耦合电容电流与变换器硬件参数的关系。理论计算表明该拓扑在子模块参数存在较大的偏差时仍然具有较好的IVS能力。最后，仿真和实验结果验证该拓扑的可行性和有效性。

摘要:针对光储直流微网混合储能系统在光伏输出波动、负荷波动等大扰动下导致的母线电压稳定性差和系统响应速度慢等问题，提出一种兼顾母线电压稳定和响应速度的改进型滑模自抗扰控制策略。首先，针对一级观测器扰动估计能力有限问题，引入第二级观测器进行观测补偿，并将级联观测器对总扰动的估计值反馈到控制器进行消除。其次，针对原有的非线性控制器响应速度慢、鲁棒性差等问题，设计非奇异快速终端滑模控制进行优化，利用混合储能单元特性，分别补偿高低频分量，来提高系统的响应速度；并根据巴尔巴辛定理以及李雅普诺夫准则证明了所设计控制器的稳定性。最后，基于Matlab仿真平台与其他控制策略进行仿真对比，仿真结果验证了所提策略的有效性。

摘要:当前的技术降损平台虽然在理论线损计算、无功优化和潮流调度优化等方面取得了一定成果，但对供电方的无功补偿能力缺乏有效感知，对用电方的无功补偿意愿缺乏精准引导。针对上述问题，提出了考虑供用电双方无功补偿潜力的省级技术降损互动管控平台建设方案，并提出了“低压无功补偿设备运行状态诊断”和“专变用户无功潜力挖掘”两个技术降损高级功能的设计与实施方案。前者可有效提高低压无功补偿设备的有效利用率、充分挖掘低压配电网的网损管理潜力。后者通过平台的信息共享与互动机制形成了协同治理、互利共赢的无功降损体系。目前，所提平台已在某省电网投入实际应用。前者功能的验证准确率达到了93.33%；后者功能共梳理出707户目标用户，并在平台机制的引导下逐步开展治理。

摘要:工业企业电网负荷具有感应电动机占比高和功率因数低的特点，当同主网唯一的联络通道故障开断时，工业企业电网失稳风险突出，给紧急控制带来严峻挑战。首先，从网架、负荷和技术人员需求等方面阐述了工业企业电网的特点。并基于选用的负荷仿真模型，分析了短路故障下工业企业电网的电压频率耦合特性以及传统紧急控制措施的适应性。其次，针对故障后需要避免暂态低压高频和稳态过压低频的紧急控制需求，研究了考虑设备保护和系统保护并行动作，以及电气量响应驱动的应对策略，提出了工业企业电网两阶段紧急控制方法。最后，基于某实际工业企业电网验证了所提方法的可行性和有效性，表明通过优化控制时机可协调暂态低压快速恢复和稳态过电压的矛盾。

摘要:针对微电网调度中微燃机和储能装置因功率分配导致频繁调节问题，提出了柔性边界控制的微电网协调调度方法。首先，微燃机根据蓄电池的调节能力柔性改变其输出功率的调整边界。然后，蓄电池采用变电流充放电方法快速捕集随机变化的可再生能源和最大限度地释放储存的能量。最后，案例仿真表明微燃机减少了调节次数，蓄电池更加合理地进行充放电控制，可再生能源的利用率也得到了提高。因此，所提出的调度方法能够避免微燃机频繁调节、延长蓄电池使用寿命、降低设备损耗和系统运行成本，提高了微电网调度灵活性并降低了其对配电网的依赖度。