摘要:随着“碳达峰、碳中和”目标部署的实施，在新型电力系统中，因大型旋转电机需要担负更重要的功率调控和稳定支撑作用而对其提出了更高的安全平稳运行要求。对于最易发生的定子接地故障，如何有效抑制机组电弧损伤和避免刚性切机冲击显得尤为重要。首先提出基于双频有源调控的大型机组定子接地故障消弧和限流方法，可实现瞬时性故障治愈、永久性故障安全限流，保障定子铁心安全。其次提出与有源消弧协同的接地故障自适应保护方法，可实现柔性平稳切机控制，提高机组和电网的安全性。最后通过仿真和动模试验验证了所提方法的有效性，其消弧和限流效果优于现有无源消弧方法。

摘要:高比例波动性新能源接入电网、交直流特高压远距离输电以及大量电力电子设备的应用给现有电网继电保护和安全控制带来严峻挑战。电网发展对现有技术带来困难的同时也对我国长期以来形成的电力系统“三道防线”安全防御体系提出了更高的要求。首先，详细分析了电力系统继电保护与安全控制系统在新型电网环境下面临的各种挑战及其形成原因。然后，归纳总结了能够应对这些挑战的有利环境基础与技术条件，并为技术发展与科学研究指明了方向。最后，探讨研究了新型保护的工作模式、保护新原理、保护信息共享、保护与电网安全控制的协同技术、电网预防性控制功能，并建立了实现信息共享且能良好适用新技术的“区域协同+分布自治”新型电力系统安全防御体系。

摘要:为避免小电流接地系统单相接地故障引发的电缆沟起火事故，采用火灾动态仿真分析方法得到了接地故障电弧导致电缆沟引燃的时间与空间阈值。在此基础上阐述了预防电缆沟起火的综合治理措施。论述了兼具相控消弧线圈和预调式消弧线圈优点的相控预调式消弧线圈的实现方式及其实验测试数据。阐述了跨线相继接地故障的处理方法，包含以暂态量法为主的连续检测过程及以稳态量法为主的增补处理过程。给出了单相接地保护跳闸延时的整定依据及间断性接地故障的处理方法。针对城区和郊区配电线路分别论述了集中智能容错单相接地故障处理方法和基于合闸速断的分布智能单相接地故障处理方法。介绍了在陕西全省172座110 kV变电站供电区域范围内配电网的整体应用成效，表明所论述的技术措施的有效性。

摘要:以风电、储能、柔性直流输电为代表的高比例可再生能源和大量电力电子设备的并网，使得电网中传统火电的比例下降，这将在一定程度上影响电力系统的频率稳定性。为定量分析风电、储能、柔性直流输电系统参与调频下电力系统的频率特征，首先提出多种调频资源参与调频下的电网频率特征定量分析总体思路，建立风-储-直调频频率响应模型。然后基于频率特性传递函数对电力系统稳态频率偏差、初始频率变化率、最大频率偏差和频率安全裕度进行理论推导；且定量分析了稳态频率偏差变化规律以及惯性时间常数、辅助调频单元控制比例系数对频率稳定性的影响，并计算稳态频率偏差与功率扰动的关系。最后，基于仿真软件验证了所提分析方法的可行性和有效性。仿真表明所提方法可有效定量分析电力系统频率特征，可为双高电力系统下电网频率安全稳定运行与控制提供指导依据。

摘要:“双碳规划”下电网面临形态和功能的集约升级，区域内节点化、模块化特征愈加突出，亟需研究一种计及节点特性的路由算法，来保障通信网支撑能力。首先，依托节点的电网影响度和拓扑关系定义了重要度参数。其次，从状态转移、自适应搜索收敛控制等方面将重要度嵌入策略模型，引导路由优化方向。然后，引进参数知识模型挖掘优化问题的相关知识，协同重要度指导后续优化过程，降低了蚁群系统的参数敏感性。最后，通过仿真证明在满足服务质量(quality of service, QoS)前提下，策略模型计及节点重要度的知识型路由能快速收敛，并提供了良好而稳定的主备用路由性能。

摘要:精准故障定位对提高配电网的安全性、可靠性有着重要意义。提出了一种基于零序分量的阻抗法定位技术。依据线电压对称性及零序电压幅值判断是否发生单相接地故障，再利用安装在母线处及线路末端的同步相量测量单元获取线路发生单相接地故障后的稳态零序信号。在此基础上，根据线路两端零序电压、母线侧零序电流及线路零序参数建立各区段发生单相接地故障时的测距方程，以区段线路长度为限制排除伪根、确定真实根，通过遍历系统各区段可同时实现区段定位及故障测距。在EMTP/ATP仿真软件中搭建10kV配电网。结果表明，所提方法在混合线路、多分支线路等多种配电网结构下都能保持较高精度，且测距精度不受接地电阻和故障相角的影响。

摘要:针对永磁同步电机传统模型预测电流控制中存在计算负担重和电流脉动大的问题，提出一种低复杂度双矢量预测电流控制方法。首先，利用电流无差拍控制原理快速获得下一周期的第一电压矢量，相比传统方法可减少一个周期的预测次数。其次，进行第二电压矢量的选择时可以采用非零电压矢量，增大备选电压矢量的覆盖范围。最后，根据均方根电流脉动方程，确定满足最小电流脉动条件下各个电压矢量的最佳作用时间。仿真和实验结果表明：相较于传统单矢量、双矢量预测电流控制方法，所提低复杂度双矢量预测电流控制方法能够有效抑制电流脉动，降低算法的复杂度和计算量，提高了永磁同步电机控制系统在实际中的运行性能。

摘要:变速抽水蓄能机组是适应系统功率波动的重要调节手段。转子绕组短路故障和转子偏心故障是其常见的故障类型，两种故障均会在定子侧感应生成特征频带相近的谐波环流，导致两种故障难以被区分。提出了一种基于快速傅里叶变换-长短期记忆(fast Fourier transform-long short-term memory, FFT-LSTM)网络的故障诊断方法，以细化分辨故障特征相近的转子绕组短路故障和转子偏心故障。所提方法以定子分支环流的谐波分量为特征量进行故障诊断，分别推导了两种故障发生时定子侧环流谐波特征，并总结二者间的相似性和差异性。鉴于该差异较为微弱，引入长短期记忆(long short-term memory,LSTM)神经网络算法对其进行辨识。利用内部故障仿真模型对可能发生的转子绕组短路故障和偏心故障进行批量仿真，以得到用于LSTM网络训练和测试的数据集。仿真结果表明FFT-LSTM能够准确诊断不同转速下变速抽蓄机组的转子绕组短路故障和转子偏心故障。

摘要:针对船舶靠港期间微电网并网预同步控制过程的频率偏移越限问题，提出一种基于智能自学习控制的船舶微电网预同步控制策略。首先，通过利用已知虚拟同步发电机输出相角计算船舶微电网与船舶主电网之间的相位差。然后，基于改进的动态线性化方法将离散后相位差非线性系统转化为紧格式局部线性化数据模型。之后，根据数据模型设计智能自学习虚拟同步发电机预同步控制算法。最后，通过船舶虚拟同步发电机预同步过程中功频下垂系数的自适应调整避免船舶微电网输出频率的偏移越限。通过对比仿真实验，所提控制策略可实现快速平滑的并网预同步控制并有效规避了频率越限，实现了船舶本地异步电机负载的正常稳定工作，验证了该控制策略应用于靠港船舶微电网的优越性和精确性。

摘要:为了充分并有效地利用大量风电场之间的时空相关性，在提高风电功率预测精度的同时保障计算效率，提出一种基于时空相关性的风电功率超短期自适应预测方法。以向量自回归模型为基础，对区域内大量风电场之间的时空相关关系进行表征。为减小因空间信息冗余造成的目标风电场预测模型过拟合，引入稀疏化建模技术来优化参考风电场数据的权重系数。此外，采用递归估计算法对预测模型进行自适应训练。根据最新实测功率数据实时更新预测模型系数，不仅可以动态适应预测环境的变化，还可以分散计算负担。采用某区域内100个风电场的实际数据对预测方法进行分析和验证。结果表明，相对于对比方法，所提出的预测方法具有更高的预测精度，且能够降低对密集型计算资源的需求。

摘要:针对基于微型同步相量量测(μPMU)的配电网故障定位方法存在经济性与定位精度有待提高的问题，提出了一种基于节点电压差值的配电网故障定位方法。通过分析配电网节点电压的故障特性，定义了节点电压计算值与量测值的差值指标W。然后，利用节点电压计算值与量测值之间的数值关系，建立了有限量测装置情形下的配电网故障支路辨识原则。进而，根据故障支路两端节点的量测数据，利用末端节点注入电流后线路间节点电压变化值与末端节点量测电压变化值间的关系，提出一种基于线路末端节点电压差值的故障定位方法。仿真表明，所提方法可以实现有限量测装置情形下的故障准确定位，且定位结果受故障类型、过渡电阻、量测误差的影响较小，具有较好的抗线路参数和节点负荷变化的能力。

摘要:双馈风机和永磁直驱风机广泛应用于陆上风电场。受控制策略影响，送出线路故障时风场侧故障特性与同步机电源差异显著，使传统纵联保护性能下降。特勒根定理建立于基尔霍夫电压、电流定律，仅与电路拓扑结构有关，对含线性/非线性、时变/时不变元件的电路均能适用。将特勒根定理应用到陆上风场送出系统，建立了满足定理应用要求的线路故障拓扑结构图。以此为基础，分析了能够区分内、外部故障的特征量，提出了一种基于故障前后线路两端电压电流的新型纵联保护动作判据。利用风场多个故障案例的录波数据和基于PSCAD的仿真数据对所提判据进行验证及对比分析，证明了所提纵联保护方法的优越性和可行性。

摘要:在“双碳”目标下，风、光等清洁能源的渗透率将不断提高，针对其发电具有不确定性给电力系统带来的调度难题，提出了风光储联合系统的两阶段分布鲁棒优化调度模型。为了减少系统的碳排放量，引入了阶梯型碳交易。模型中，第一阶段根据预测信息使系统的运行成本最低，第二阶段使用基于数据驱动的Wasserstein距离来构建出力误差的模糊集。并使用仿射策略对模型进行调整，使系统在满足模糊集中最恶劣分布的情况下，使调整成本最小。最后，使用了强对偶原理把模型转化为等效混合整数线性优化模型。通过算例分析及对比，验证了考虑阶梯型碳交易可以显著减少对传统机组的使用，以及分布鲁棒优化模型的适用性和优越性。

摘要:介绍了大型旋转电机在变频工况下的启机保护。针对现有启机保护存在抗干扰能力不足和计算量偏大的问题，提出一种基于递归型定频采样变数据窗离散傅氏算法。该算法在保证计算精度的前提下，大幅减少计算量。首先根据系统频率，确定数据窗长，然后采用递归型离散傅氏算法计算模拟量幅值。当经过一个固定时间或频率变化后，插入一次非递归全波傅氏校验，消除累计误差。在此基础上，以变频启动工况下的调相机启机保护为例，将新算法与常规峰值算法相结合，对启机保护进行改进。在保护装置上对改进后的调相机启机保护进行了实验验证。结果表明在不同系统频率下保护均能够准确计算故障中的基波分量，且递归型变数据窗傅氏算法与峰值算法相结合能够确保启机保护的可靠性。

摘要:在永磁同步电机模型预测转矩控制(model predictive torque control,MPTC)中，由于目标函数控制变量的量纲不同，为了在代价函数中选取最优的权重系数，提出一种改进高斯变异鸽群算法(Gaussian mutation pigeon-inspired optimization algorithm, GPIO)实现权重系数自整定。首先，基于代价函数最小化原则设计PIO的目标函数，用电流id、iq脉动误差均方根评价权重系数。其次，在传统高斯变异算子的基础上引入自适应调整动态参数实现变异。仿真和实验结果表明，将改进后的算法应用于永磁同步电机模型预测转矩系统，能在较少的迭代次数内整定出最优的权重系数，极大地降低了转矩误差和电流谐波畸变率。

摘要:随着变压器向超高压、大容量、智能化方向发展，现有的监测方法无法准确捕捉变压器运行状态中的潜在故障。基于光纤光栅传感器的原理，提出了一种用于智能变压器多参数监测的光纤光栅温度和油位传感器。对温度传感器和油位传感器进行设计，通过试验分析了所设计传感器的特性，并对试验数据用最小二乘法进行拟合。结果表明，变压器温度与温度传感器波长之间存在良好的线性关系，温度灵敏度为10.275 pm/C，拟合度为0.99765。同时，变压器油位与油位传感器波长也存在良好的线性关系，加压和降压灵敏度分别为4.538nm/MPa和4.638nm/MPa，加压和降压拟合度值分别为0.99956和0.99927，可满足智能变压器多参量的监测要求。

摘要:高比例新能源含电转氢综合能源系统中，新能源不确定性对系统产生较大冲击与影响，系统灵活性充裕度成为必须考虑的因素。因此，提出一种考虑灵活性供需平衡约束的含电转氢综合能源系统鲁棒优化调度方法。建立含电转氢综合能源系统各类灵活性资源供需模型，对各类灵活性资源调节能力进行了描述。采用鲁棒优化中基数性不确定集合方法描述风电预测误差，将风电预测误差和经济调度决策者视为博弈的竞争。依据零和博弈理论，建立计及灵活性供需平衡的含电转氢综合能源系统鲁棒优化模型。在鲁棒优化的基础上，分析了系统内新能源不确定性及灵活性供需平衡对于系统的影响。对东北某实际含电转氢综合能源系统的仿真分析表明，所提方法可有效应对风电出力的不确定性，兼顾系统的经济运行和灵活性。

摘要:为提高风电出力的预测精度，提出一种基于Bayes优化的长短期记忆人工神经网络(long-short term memory, LSTM)的预测模型。首先，利用经验模态分解对风电历史出力序列进行分解，并对各分量及原始数据分别提取8个统计特征量，与预测前6个时刻出力值共同组成预测特征集。然后，采用绳索算法(least absolute shrinkage and selection operator, LASSO)从预测特征集中提取具有统计意义的特征子集，作为预测模型的输入。最后，提出基于Bayes超参数寻优的LSTM网络优化方法，以提高预测精度。选取湖北某市风电出力历史数据进行预测实验，结果表明：相较于BP神经网络、SVM、RBF网络、GRNN网络等预测模型，所提模型预测精度较高，特征提取方法较为合理。

摘要:为实现碳中和碳达峰目标，全球能源体系加速转型，未来新能源将在电力系统中起着至关重要的作用。高渗透率新能源并网引起的输电线路阻塞问题将成为限制新能源并网规模以及系统承载能力的主要原因。提出了两阶段协调优化分布式静态串联补偿器(distributed static series compensator,DSSC)配置来提升高渗透率新能源电网承载能力的方案。首先提出电网承载能力指标并构建DSSC的数学模型，以单个规划周期内最大化系统承载能力为目标对接入系统的DSSC进行规划配置。其次以系统配置成本最低为目标来优化DSSC的安装位置及数量，提升高渗透率新能源并网后系统的承载能力。最后，通过IEEE-RTS79节点系统和实际电网仿真分析对所提方法进行了验证。相比于采用静态串联补偿器(static synchronous series compensator, SSSC)，DSSC可充分利用输电通道容量，有效减少因线路阻塞所造成的新能源丢弃，提升高渗透率新能源并网后系统的承载能力，助力实现双碳目标。