摘要:在综合能源系统中，电力系统和热力系统通过热电联产机组、电锅炉等装置耦合，对系统内电能和热能进行协调管理，可提高系统的运行灵活性，为系统消纳可再生能源提供新途径。为此，提出了一种考虑热能动态平衡的含氢储能的综合能源系统热电优化模型。首先，建立氢能系统模型，对系统内电解槽、氢燃料电池等设备进行精细化建模，挖掘氢能的利用潜力，提高了系统的运行经济性。然后，基于用户对室温要求的模糊性，引入热功率松弛项使热能保持动态平衡，提高了系统设备出力的灵活性。最后，以综合能源系统运行成本最低为目标函数，以能量平衡、网络安全为约束条件，建立综合能源系统热电优化模型。仿真结果表明，所提模型可在满足用户用能需要的同时降低系统的运行成本，提高风电消纳水平。

摘要:随着分布式可再生能源装机容量在电力系统中占比的增大，新能源发电应当承担相应的二次调频任务，而虚拟电厂是分布式电源参与电力市场的重要途径。首先，提出了由分布式风电和电动汽车、空调负荷等广义储能组成的虚拟电厂参与能量-调频联合市场的运行机制。然后，建立广义储能受价格驱动的需求响应模型。为了提前对虚拟电厂调频性能进行预估，引入虚拟电厂调频性能指标。提出考虑需求响应及虚拟电厂调频性能指标的日前投标鲁棒优化策略。最后，通过算例探讨了需求响应模型参数变化对用户及虚拟电厂收益的影响。结果表明，所提虚拟电厂运行机制不仅可以有效提高虚拟电厂综合收益，而且使得虚拟电厂提供优质的调频服务。

摘要:在“双碳”背景下，为提升能源消纳率、处理综合能源系统低碳供能问题，提出一种考虑火电机组参与绿证购买交易的含氢综合能源系统经济低碳调度策略。首先，针对光热电站和电制氢系统存在的耦合关系对综合能源系统进行建模。其次，建立以火电机组为绿证购买者的绿证交易模型。在碳交易的依托下，火电机组购买的绿证可以转化成部分碳配额。同时针对绿证交易价格，提出考虑绿证供需关系的绿证交易价格定价机制，基于价格的变化调整绿证购买量。最后，构建以含氢综合能源系统总运行成本最小为目标的调度模型。仿真分析表明，所提调度策略可以提升绿证购买需求和可再生能源消纳率，实现系统低碳经济运行的目标。

摘要:随着电力系统中新能源机组渗透率的快速提高，系统惯量水平下降将威胁系统频率稳定性，惯量的空间分布特征也将更加凸显，频率响应的分散性将不能被忽略。针对以上问题，提出一种考虑频率响应分散性及系统分区的含风电电力系统等效惯量估计方法。首先，为降低频率响应分散性对估计精度的影响，基于谱聚类算法对电力系统进行分区，并基于皮尔逊相关系数定义频率相似度指标确定区域频率的最优测量节点。其次，由于测量所得的频率变化率(rate of change of frequency, RoCoF)曲线中包含大量的振荡分量，提出一种基于摇摆方程的数值积分方法估计区域及系统全局惯量。最后，在DIgSILENT/PowerFactory中建立改进IEEE10机39节点系统以验证所提方法的有效性。仿真结果表明，该方法适用于不同场景下含风电系统的等效惯量估计。

摘要:低压配电网存在大量单相负荷，三相负荷不平衡会造成台区线路损耗增加，危害电网运行安全。提出一种基于历史数据的用户相序优化方法。使用台区用户的历史电压、电流数据构建台区不平衡潮流模型。针对台区一天内的运行状况建立用户节点电压平均不平衡度最小、台区线路损耗最小和换相次数最小的目标函数。提出含有正态分布交叉算子(normal distribution crossover,?NDX)的改进非支配遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-3, NSGA-3)，对用户节点的相序进行优化，以获得较好的种群分布并减少优化时间。然后从解集中选择最符合条件的一组解作为换相策略。最后以安徽省某配电台区实际用户数据为例，验证了所提方法可以有效地降低三相电压不平衡度，减小线路损耗。

摘要:风电场集电线上并接电源多、电源故障特性复杂，其故障定位问题持续困扰风电运营商。为此提出一种基于零序分量的集电线不对称接地故障新型定位方案。在定义无分支区域的基础上，充分考虑风机与风电场零序分量之间的特殊关系，分层实现风机无关的故障无分支区域识别与故障测距。首先，引入无分支区域状态信息的概念以反映零序电流主流通路径，通过状态信息的优化匹配识别故障无分支区域。然后，从零序阻抗出发推导故障无分支区域测距模型，并将其转化为优化问题实现故障距离求解。所提方案在较少测点下即可完全消除风机影响，并能有效适用于含分支集电线，同时无需数据严格同步，测距不会出现多解。最后，还设计了线路参数在线计算方案应对线路参数变化问题。仿真结果表明，所提方案较为准确，性能不受风机、故障位置、故障类型、过渡电阻以及数据不同步影响，整体性能优于现有方案。同时也验证了线路参数在线计算的有效性。

摘要:在直流母线电压波动的情形下，光伏并网变流系统易出现输入输出侧功率传输不平衡、运行不稳等问题，因此提出一种改进线性自抗扰控制策略。首先，建立变流系统物理模型和数学模型，并分析能量传输不平衡原理。然后，设计一阶线性自抗扰控制器取代传统比例积分矢量控制器。进一步，为加强扩张观测器扰动观测能力，引入新型参数解耦方法，形成解耦型改进自抗扰控制，提高系统的快速性和抗扰性。最后，依托频率响应特性曲线和多种模拟工况进行仿真验证。结果表明：相较于传统控制策略，改进线性自抗扰既具备优越的抑制直流侧母线电压波动的能力，又具有良好的扰动抵抗能力与短时暂态故障穿越能力，保证了系统的功率传输平衡与正常平稳运行。

摘要:为了准确分析高压开关设备操作过程中的高频、高幅值电磁干扰问题，提出了一种基于动态重燃弧模型的建模方法。利用ATP-EMTP软件建模比较了不同电弧模型下的仿真效果，探讨了燃弧电阻、线路长度、击穿延时、断口电容及燃弧电感等5种因素对仿真结果的影响规律。同时，搭建了隔离开关分合容性小电流实验线路。通过对比仿真和实测数据发现：与传统模型相比，动态重燃弧模型下暂态电压和暂态电流峰值的仿真和实测之间误差分别降低了0.64%和13.94%，且波形特征参数均在实测数据的变化范围内。表明该模型能够更准确地反映开关分合时的暂态过程，对提高开关动作过程中暂态电压和暂态电流的仿真计算精度具有重要意义。

摘要:为实现高压电网和交直流混合微网的系统集成与优化，固态变压器(solid-state transformer, SST)成为研究热点。然而，目前较少考虑线路或通信故障条件下系统运行模式的协调控制以及即插即用单元的功率优化分配。为此，提出一种基于SST的有源配电网自适应模式切换与功率管理策略。首先，基于SST的系统架构实现高压并网、微网互联、微网孤岛的平滑模式切换，保证母线电压稳定在额定值附近。同时，采用分布式一致性算法和改进下垂控制，根据运行成本、储能荷电状态(state of charge, SOC)实现经济均衡的功率分配。最后，基于RT-LAB实时仿真平台验证所提模式切换与功率管理策略。

摘要:针对LLC谐振变换器增益负载敏感性强、与效率存在强耦合的不足，提出了一种由LLC 谐振变换器和两开关buck-boost构成的宽增益高效率LLC谐振变换器拓扑。通过采用输入并联与输出串联的方式，分别由LLC谐振变换器传输功率、buck-boost调节输出电压。其中，LLC谐振变换器运行于谐振频率，buck-boost采用PWM调节输出电压。分析了变换器的运行模式，给出了相应的参数设计方法，并进行了仿真验证。最后，对输入30 V、输出200~360 V、360 W样机进行了实验，实验样机增益范围和效率分别为6.67~12、97.4%。仿真与样机实验验证了所提出的宽增益高效率LLC变换器拓扑及其调制方法的有效性。

摘要:为发展新型电力系统调度理论与方法，构建了一个含梯级水风光蓄一体出力(the integration of cascade hydro-wind-photovoltaic-pumped storage, CHWPPS)的水火风光蓄储联合调度模型。同时，针对传统求解方法在求解水火风光蓄储联合调度系统时易陷入局部最优、难以在满意时间内得出可行解等问题，提出了一种基于贪婪策略、自适应交叉算子和自适应t分布变异的改进飞蛾搜索算法(greedy strategy, adaptive crossover operator and adaptive t-distribution variation based moth search algorithm, GCTMSA)。GCTMSA将自适应交叉算子与Lévy飞行策略相结合，在直线飞行策略中引入自适应t分布变异，并利用贪婪策略仅接收更优个体，以提高全局搜索能力和搜索速度。算例分析在一个修改的IEEE 6机30节点系统和一个省域简化电力系统中展开。结果表明，与飞蛾搜索算法、遗传算法、粒子群算法和生物地理算法相比，GCTMSA具有更强的搜索能力和稳定性。同时，分析了CHWPPS和电池储能对系统的影响。相关讨论与结论可为水火风光蓄储联合调度等多能互补技术发展提供参考。

摘要:针对故障分量方向元件在大规模双馈风机并网不适用的问题，提出了基于正序阻抗幅值波动差异的新型参数识别方向元件。首先，将风电场正序阻抗波动量化，分析阻抗波动对正序故障分量方向元件影响，得到正序故障分量方向元件在风电场送出线路的拒动边界。其次，基于Prony算法结合带通滤波器提取工频量，分析送出线路风电侧正、反方向故障正序阻抗幅值变化特征。最后，引入去趋势波动分析(detrended fluctuation analysis, DFA)计算波动函数，构造新型参数识别方向元件动作判据，实现故障方向判别。仿真结果表明，提出的参数识别方向元件不受风电场运行工况、故障类型和系统振荡的影响。当过渡电阻达到100?W?时，仍能正确判别故障方向，具有较强的抗干扰性能，适用于含风电接入的弱馈型电力系统。

摘要:直流电子式电压互感器因受到分压器、远端模块参数改变及合并单元等数字链路因素影响会出现延时，现场准确测试标定该延时特性不易实现。首先，建立了直流电压互感器等效电路模型，分析了直流分压器、低通滤波器等被动元件对直流电子式电压互感器延时时间的影响。在此基础上，提出一种基于暂稳态信号的延时等效测试方法，并研制出直流电压互感器延时特性现场试验系统。通过标准暂稳态信号与被测直流电压互感器的反馈时差精确测量延时时间。最后，采用所提出的试验方案在某直流工程现场进行直流电压互感器延时测试，验证了该方法有效性。

摘要:针对现有方法未能充分利用电压采样值信息且对特殊录波情况适应性较差的问题，提出基于感知哈希序列相似性的电压暂降事件同源识别方法。首先，提出一种基于突变点检测和录波情况识别的暂降数据段提取方法，将对录波文件中暂降事件的识别转化为对完整和不完整暂降数据段的分别识别。其次，利用格拉姆角场(Gramian angular field, GAF)将提取后的暂降数据段从一维时间序列形式转化为二维图像，并利用感知哈希算法将其转化为哈希序列。然后，通过欧氏距离刻画相似性，并根据选取的阈值完成电压暂降同源识别。最后，利用IEEE30节点系统生成的仿真数据以及北京、福建地区的实测数据进行验证，证明了该方法具有识别精度高、适应性好等优势。

摘要:为适应新能源规模化接入电网，柔性直流输电技术应用日益广泛，我国电网已初步成为交直流混联电网。交流系统发生故障时，柔直系统提供短路电流的特征与传统同步发电机相比发生显著变化。首先分析故障特征的变化，柔直侧由于故障电流幅值受限，且负序阻抗无穷大，导致故障电流的幅值和相角与交流侧不同。分析了输电线路电流差动保护由于区内故障时两侧电流夹角增大，导致电流差动保护的动作量减少、制动量增加，导致灵敏度下降甚至拒动。在此基础上，提出了差动保护判据的改进方案：分别利用零序电流、负序电流和正序电流突变量构成辅助判据，提高区内接地故障和相间短路时电流差动保护的灵敏度，从而提高了差动保护在含柔直接入交流电网中动作的可靠性。最后，通过仿真验证了所提方案的可行性。

摘要:多端混合直流系统故障暂态过程受直流控制响应的影响较大，针对其线路故障特征的分析和保护原理的研究，应当充分计及直流控制特性的影响。为此，根据多端混合直流系统的特点，计及故障后不同换流站的控制响应过程，对其直流线路故障暂态电流的变化趋势关系进行研究分析。并基于此提出了基于滑窗均值电流的多端混合直流线路区内、区外故障识别判据，给出了具体的保护方案。通过PSCAD/EMTDC对所提保护方案的可行性进行了仿真验证。仿真结果表明，所提方案能够可靠识别包含T接汇流母线在内的各种直流线路故障，天然具有故障选极能力，耐受故障过渡电阻能力和抗噪声干扰能力强，且无需数据同步，可作为多端混合直流线路的快速后备保护。

摘要:实现配电网设备风险的准确评估对提高配电网的可靠性有着重要意义。针对在不同权重下同时考虑多种风险因素的评估问题，提出了一种基于改进的AHP-CRITIC-MARCOS配电网设备风险评估方法。首先，针对配电网设备风险问题选取合适的评估指标。其次，用改进的AHP方法结合CRITIC方法计算各指标的主客观综合权重。最后，利用多准则决策中的MARCOS方法计算待评估配电网设备的效用函数，并根据其对各设备的风险程度进行排序。通过算例验证了所提方法的有效性，结果可以用于设备升级改造的精准选择以及提升配电网的可靠性。

摘要:针对传统气体检测方法难以满足电力运营部门大范围低成本实时监控油浸式电力设备问题，提出一种利用3个频率点声速测量值获取声速频散谱弛豫特征进行气体监测方法。首先，通过推导有效压缩系数与声弛豫过程理论公式，简化声速频散谱表达式。其次，根据不同频率点声速测量值重建声速频散谱，抽取油浸式电力设备故障气体声速频散谱弛豫声速和弛豫频率。最终，利用弛豫特征定性定量检测气体成分。仿真结果显示重建声速频散谱与实验数据相符，完成了CH4、CO2等多种气体检测，为实时在线监测电力设备油中溶解气体成分提供一种低成本、测量简单的声学方法。

摘要:双馈感应风力发电机是一种具有三相励磁绕组结构的异步电机，其运行具有变速恒频的特点，因而在新型电力系统中的风力发电领域有着重要的应用价值。利用Park变换，构建了dq坐标系下的数学模型，实现了电机的有功、无功功率的解耦控制。并且利用电压定向矢量控制的方法，实现双馈感应风力发电机的变速恒频运行。之后搭建一套完整的双馈感应风力发电机及其控制系统的模型，并对所提控制策略的效果进行了验证。仿真结果表明，该控制策略对功率指令值具有良好的跟踪效果，并可以在变化的风速下实现稳定的变速恒频运行。