摘要:分布式可再生能源接入配电网远端场景下，并网逆变器系统可能同时受到弱电网较大内阻抗及其背景谐波的影响，而仅优化并网逆变器的控制设计却不易有效解决这一问题。提出一种弱电网且谐波畸变背景下分布式电源并网系统谐振抑制方法。该方法将并网逆变器电网电压全前馈控制与并联接入的有源阻尼器相融合，利用前者抑制谐波电压畸变的影响，利用后者重塑并网系统的输出导纳，抑制并网系统与弱电网间的谐振。同时，给出有源阻尼器虚拟电阻阻值的设计方法以及提升并网系统的截止频率的方法。基于Matlab/Simulink的时域仿真结果表明，所设计的并网系统既能够有效抑制谐波电压畸变引发的并网电流畸变，也能够抑制因网侧导纳存在而引起的谐波谐振。

摘要:针对自动重合闸盲目重合于永久性故障会给配电网带来二次冲击的问题，提出了一种利用分相开关探测式重合的永久性故障识别方法。瞬时性接地故障时，线路等效为电容模型，利用暂态电压电流通过最小二乘法求出计算电容值，计算电容值与实际值近似且基本不随时间变化。永久性接地故障下线路不符合电容模型，计算电容值可能为负且随时间变化剧烈。相间故障时，合闸一故障相，故障点的存在会使未合闸相的暂态响应产生差异，未合闸相之间存在较大的线电压暂态量。对于接地故障，利用模型识别思想构造了识别电容参数的永久性故障识别判据；对于相间故障，构造了利用线电压暂态量的永久性故障识别判据。PSCAD仿真结果表明，所提方法能够在不同故障位置、不同过渡电阻情况下准确识别配电网永久性故障。

摘要:为了解决“双碳”背景下考虑能源共享的多区域综合能源系统协同规划和分属于不同投资主体的综合能源系统利益竞争问题，提出了基于纳什谈判合作博弈理论的多综合能源系统联合规划方法。首先，建立考虑碳交易和各主体间电能共享的配置与运行优化模型。在此基础上，建立基于纳什谈判的多主体合作规划模型，将其转化为社会成本最小化和支付效益最大化两个子问题，并构造两个子问题的增广拉格朗日函数。其次，为了保护规划阶段各主体的数据隐私以及提高算法计算的容错性，采用交替方向乘子分布式算法求解两个子问题的纳什均衡解。最后，通过算例结果表明各主体经过合作规划后，可以明显地降低各主体的规划成本，且保证各系统的可靠运行，验证了所提合作规划模型和方法的有效性。

摘要:传统无源式抽头平衡变换器虽然可以降低12脉波整流器的网侧电流总谐波畸变率，但其抽头与负载回路串联引起的高损耗问题严重制约了该方法在大功率整流场合的应用。为此，提出一种损耗低、易于实现的无源谐波抑制方案。该方案仅需在12脉波整流器的直流侧配置两个具有对称结构的双抽头平衡变换器，利用辅助二极管调制原理产生的方波电流，将整流器的脉波数由12倍增至24倍。与无源式两抽头平衡变换器相比，所提方案在实现相同的谐波抑制效果前提下，降低辅助二极管电流有效值至2%。所提方案具有鲁棒性强、损耗低和易于实现的优点，更适合应用于低压大电流场合。

摘要:新能源的随机性、波动性及弱调节特性给电力系统静态电压的安全及稳定性带来了挑战。针对此问题，提出一种考虑源荷双侧不确定性的高比例新能源电力系统静态电压稳定裕度在线概率评估方法。首先，基于新能源无功调节特性与传统机组的差异，分析了大量新能源替代传统机组对稳定裕度的影响。然后，分析了新能源出力不确定性对稳定裕度分布范围的影响，并建立源荷不确定性模型以生成典型场景。最后，为了应对新能源快速波动性给稳定裕度带来的影响，提出基于优化ELM-KDE的稳定裕度在线概率评估方法。利用优化极限学习机(extreme learning machine, ELM)预测典型场景稳定裕度并通过核密度估计(kernel density estimation, KDE)准确获得其概率分布函数。构建了静态电压稳定期望裕度和静态电压稳定风险度两个指标对结果进行表征。分别在New England 39和IEEE300节点系统进行了仿真测试，并将结果与传统蒙特卡洛方法计算结果对比，验证了所提方法的有效性。

摘要:实现可用输电能力和电压稳定的双重改善，提出一种考虑风电和负荷随机性的灵活交流输电系统(flexible AC transmission system, FACTS)多目标优化配置方法。首先推导基于拉丁超立方、k-means聚类和蒙特卡洛抽样三者相结合的系统场景生成技术。然后以区域间可用输电能力和电压稳定指标L为目标，建立晶闸管控制串联电容器(thyristor-controlled series capacitor, TCSC)多目标优化配置模型。最后通过增加混沌初始化和变惯性权重设置改进多目标粒子群算法以求解所建模型。基于改进的IEEE30节点系统，对比了最可能发生的系统场景配置TCSC前后的非劣解集和模糊最优解，分析了极端系统场景配置TCSC前后的优化结果。仿真结果表明，所提场景处理方法、多目标优化模型和改进算法在解决相关问题上具有有效性。

摘要:为提高风电消纳能力，降低燃煤电厂碳排放水平，提出了一种利用风电制氧的富氧燃煤电厂低碳能源系统容量优化配置方法。首先，考虑到源荷双侧的不确定性及相关性，采用基于改进轮廓系数的有序聚类算法与含DCH(+)评价指标的K-means聚类算法的典型场景生成法获得源荷典型场景。在此基础上，以系统总成本最小为目标，构建了基于源荷典型场景的利用风电制氧的富氧燃煤电厂低碳能源系统容量优化配置模型。最后，以西北某地区全年源荷数据为例进行了仿真验证。结果表明该典型场景生成法能使系统容量配置结果合理化，引入富氧燃烧技术的同时考虑售卖多余液氧可有效降低系统总成本及碳排放量，提高风电消纳能力。

摘要:具有快速切负荷(fast cut back, FCB)功能的火电机组在电力系统发生大停电事故后能够维持厂用电运行并迅速为停电区域供电，是一种性能优异的黑启动电源。FCB机组的布点策略会影响电力系统的恢复能力。在此背景下，建立了考虑系统恢复能力的FCB机组最优布点模型。首先，分析了FCB机组和非黑启动机组在电力系统恢复过程中的功率特性及其差异。然后，以最大化系统恢复能力为目标函数，考虑机组出力特性、FCB机组改造台数、恢复过程中电力潮流等约束条件，构建了FCB机组最优布点优化模型。采用线性化处理方法，将所提出的模型转化为混合整数线性规划模型，并采用高效商业求解器求解。最后，采用IEEE 39节点系统算例和IEEE 118节点系统算例验证了所提模型的有效性。算例结果表明，所提FCB机组布点方案能够有效提升系统的恢复能力。

摘要:为了降低碳排放量，提高新能源的消纳能力，考虑可削减、可转移、可替代3种需求侧响应负荷，计及碳交易机制，构建以碳排放量最少、综合运行成本最低、弃风弃光量最少、网络损耗最低为综合优化目标的风-光-电-气-储综合能源配网系统日前优化调度模型。以风电、光伏发电预测误差波动最小为日内优化调度优化目标，采用模型预测控制理论对风电、光伏的预测误差量进行反馈矫正，构建综合能源配网系统日内滚动优化调度模型。在修正的33节点配电网和20节点配气网组成的配网系统上进行仿真实验，验证了所提模型能够有效地降低碳排放量，提高风电、光伏的消纳能力，平滑负荷曲线，降低系统的综合运行费用。

摘要:针对直流微电网系统中分布式电源功率波动、负载频繁投切以及不确定性扰动造成的母线电压波动问题，以直流微电网储能单元双向DC-DC变换器为研究对象，提出了一种基于平坦理论的改进滑模自抗扰控制策略。该方法采用双闭环控制结构，其中，电流内环采用微分平坦控制，提高系统的动态响应速度。在考虑系统抗扰性能和高频噪声影响的基础上，利用增阶滤波扩张状态观测器对外环模型总扰动进行估计。并根据状态量和扰动量估计信息设计了电压外环改进滑模自抗扰控制器，进一步提升系统的鲁棒性能。最后利用Matlab/Simulink软件进行仿真，验证了所提控制策略的有效性及优越性。

摘要:工程中常通过不同类型的变换器灵活级联以实现不同的功能，然而变换器级联系统中前、后级变换器之间的相互作用可能会导致系统稳定裕度不足甚至失稳，不同类型的模块化多电平变换器(modular multilevel converter, MMC)级联也将面临稳定性问题。建立了MMC型级联变换器的稳定性分析模型，并提出了一种基于串联阻尼电阻的稳定性提升策略。首先，建立了MMC型AC/DC变换器和DC/DC变换器的阻抗模型，在稳态工作点附近推导出两种MMC型变换器的小信号模型，从而获得前级变换器的输出阻抗和后级变换器的输入阻抗。其次，分析了MMC型级联变换器的稳定性，结果表明，当前级变换器输出阻抗与后级变换器输入阻抗不匹配时，级联系统稳定性裕度可能不足导致系统失稳。进而，分析了MMC型级联变换器的平波电感、桥臂电感和子模块电容等一次参数对级联系统稳定性的影响。最后，提出了一种基于串联阻尼电阻的稳定性提升方法，并给出了串联阻尼电阻的选择建议。仿真结果表明提出的稳定性控制方法可有效提升MMC型变换器级联系统的稳定性。

摘要:针对低压直流系统中光伏波动造成的功率振荡问题，基于RLC阻抗网络模型小扰动稳定分析方法，提出一种采用电压前馈的控制策略。通过在电流环中引入直流电压比例分量，对电流环电流进行补偿，减小因输入侧变化导致的电流波动，实现了在光照波动较强条件下对系统功率振荡的抑制。理论分析结果表明：所提方法可有效减小谐振峰值和低频阻抗幅值，降低光伏波动较强时的系统功率振荡，使系统在光照强度变化较大情况下能够保持稳定运行。最后，通过仿真验证了理论分析的正确性和所提方法的有效性。

摘要:为了进一步提高光伏发电系统的最大功率跟踪性能，提出一种基于新型趋近律的滑模控制策略。同时，针对普遍采用的非线性滑动流形易出现判断误区的情况，提出一种应用于光伏发电系统最大功率跟踪的可切换线性滑动流形，使得系统在受干扰后具有更快的响应速度。采用Boost电路作为控制对象，利用双曲正切函数的连续性和快速性，设计一种基于指数函数的快速性和幂函数的平滑性的多幂次趋近律的滑模控制策略，并在Matlab/Simulink仿真平台中进行验证。结果表明：当光照强度、温度、负载和参数发生变化时，采用新型趋近律和可切换线性滑动流形的滑模控制策略能够实现对最大功率点的精确追踪，具有更好的动态响应速度和抗振性能。

摘要:针对现有电流速断保护无法保护线路全长且可能失去保护范围的问题，提出一种双层判据的自适应全线电流保护方法。该保护方法先通过第一层判据中可自适应调整的低整定值，实现不受系统运行方式与故障类型影响的全线故障监测，再利用第二层判据实现线路故障区段定位，确保保护正确动作。考虑到电流保护难以准确辨识高阻接地故障，通过分析系统零序网络，提出一种基于复合功率的高阻接地故障辨识方法。仿真结果表明，所提保护方法不受系统负荷变化及故障类型影响，可有效提升配电网线路保护范围及高阻接地故障辨识能力，保障保护动作的可靠性及灵敏性。

摘要:信息系统的融合给电网安全运行带来了新的风险，因此有必要研究电力信息物理系统(cyber-physical power system, CPPS)连锁故障的产生及传播机理。首先建立CPPS部分相互依存模型，采用老化因素、潮流、隐性故障、偶然因素构建电网风险元，采用信息占用率、拓扑结构、网络攻击、节点负荷以及依存关系构建信息网风险元，从而将风险元理论应用于CPPS连锁故障预测过程。其次提出一种同时考虑两网失负荷率的风险计算方法，可以识别骨干层与接入层的关键节点。最后分析信息节点自身故障和网络攻击引起的信息节点失效对连锁故障的不同影响。算例分析表明：依存关系会促进故障在两网传播，增大系统的风险；对CPPS进行整体分析能较全面地评估连锁故障风险，识别关键信息节点；同时遭受网络攻击与信息节点自身故障的CPPS的平均风险最高，需采取措施提高其可靠性。

摘要:构网型储能因具备类似常规发电机控制响应特性而受到广泛关注，被视为支撑新型电力系统建设的关键装备。目前针对该技术的研究大多针对微电网应用场景，尚无大电网应用层面的系统级研究。基于该情况，首先在构网型控制技术原理的基础上提出构网型储能建模方法。并结合构网型储能电压源的本质属性，推导其接入系统后参与系统功率分配机制，探讨其在电网装机占比问题。最后，以国内某工程为案例，开展构网型储能模型搭建及在大电网应用场景下的仿真分析。结果表明，所提的建模和分析方法能够指导构网型储能的系统级工程应用。

摘要:针对现有模型存在的难以实现多场充分耦合的问题，提出了一种对配永磁机构真空断路器动作时间进行预测的新模型。该模型考虑励磁变化和运动部件速度效应带来的涡流影响，实现了永磁操动机构的复杂机械运动、电子瞬态电路与瞬态磁场的多场耦合分析。基于该模型，对某型号配永磁机构真空断路器的动作时间进行了预测，实验证明所提方法是正确的。在此基础上，利用模型分析了励磁电压、环境温度、铁心材料和励磁方式等因素对永磁操作机构动作时间分散性的影响，并研究了各因素对动作时间分散性的影响机理。