摘要:针对风电场集电线上复杂电源密集接入使得现有定位方法应用困难的问题，提出一种基于双层负序差值与负序测距的风电场集电线故障定位方案。首先，深入分析风机故障电流特性，从负序分量出发实现风机建模，同时计及风电场结构特点对其负序网络实施等效。然后，引入故障模拟策略，通过负序电压差值表征模拟故障与实际故障的差异以识别故障区域第一节点，进一步探究从实际故障场景到特定模拟故障场景的负序电压变化趋势，并定义负序电压比消除故障点电流影响，由此提出负序电压比差值判据以实现故障区域第二节点识别。最后，针对故障区域利用双端负序量推导测距公式确定故障位置。PSCAD/EMTDC验证表明，所提方案能够以较少测点计及含线路分支集电线的适用性准确定位集电线各类不对称故障，且定位效果不受故障位置、过渡电阻、风机、风速分布及相量不同步等因素影响。

摘要:极端天气发生率逐年升高，威胁电网安全稳定运行。为解决极端天气历史数据抽样建模存在局限性、极端天气预测不准确和电网应对自然灾害防御吸收能力不足等问题，提出一种考虑台风时空特性的海上风电场群协同紧急防御策略。首先，基于Batts梯度风模型分析台风时空特性与影响机理，量化台风物理信息与海上风电场出力间的耦合关系。然后，以偏差考核区间内的紧急防御成本最小为目标函数，提出了考虑台风时空特性的海上风电集群多时间尺度两阶段随机优化模型。模型第一阶段基于台风预报信息定制出包含常规机组备用出力、抽蓄机组启停计划、储能电站出力、计划弃风/切负荷量的防御资源预调度策略，第二阶段将台风预报的不确定性纳入决策过程中，基于灵活分布式资源制定紧急防御调整策略。最后，通过算例验证了所提紧急防御策略的有效性与经济性。

摘要:为解决深度学习类配电网故障辨识方法在量测不足和标记率低时准确率不高的问题，提出了基于图半监督与多任务学习的故障区段与类型统一辨识方法。首先，设计了故障区段与类型统一辨识的图神经网络架构，在图嵌入层中融入网络拓扑和线路参数信息，以充分挖掘不同位置、类型的故障特征。其次，采用多任务注意力网络构建了故障区段定位和类型辨识两个任务，以提取故障的多重信息，实现不同任务间知识转移。再次，将图嵌入特征与无标签样本的编码压缩特征进行融合，得到新的多任务共享特征，以充分利用未标记数据，增强模型泛化能力。最后，通过算例测试表明，所提方法的故障辨识精度优于传统神经网络，且在实时量测少、标签率低及不同量测噪声条件下具有更好的鲁棒性。

摘要:针对由中点钳位型(neutral-point clamped, NPC)功率单元和H桥级联型(cascade H-bridge, CHB)功率单元构成的混合级联型静止无功发生器(hybrid cascade static var generator, HC-SVG)在补偿不平衡负载时产生的CHB功率单元相间电压失衡问题，提出一种基于零序电压前馈的CHB功率单元相间电压平衡控制方法，并对零序电压注入后HC-SVG直流侧电压取值进行分析。首先，分析CHB功率单元承担基波电压分量与HC-SVG输出基波电压的关系。推导HC-SVG补偿不平衡负载时CHB功率单元相间电压平衡所需的零序电压，建立零序电压前馈控制。其次，基于零序电压与补偿电流的解析关系，讨论补偿电流不平衡度与HC-SVG直流侧电压取值之间的约束关系。以6 kV/3 Mvar装置为算例，进行直流侧电压的取值分析。并与星接CHB-SVG进行对比，揭示补偿不平衡负载时HC-SVG所需直流电压低的特点。仿真验证了相间电压平衡控制与直流电压取值分析的有效性。

摘要:针对极端灾害天气下配电网的故障恢复问题，计及极端灾害的时空演变特性，提出了一种利用移动储能(mobile energy storage system, MESS)的灵活性主动参与抑制合环冲击电流，辅助配电网故障恢复的策略。首先，建立了暴风雨等不同气象灾害条件下配电线路的故障率统计模型。其次，将复杂交通网与配电网进行耦合，建立了以最小化MESS调度时空成本的上层预布局模型。然后，分析了MESS出力对冲击电流的影响，以抑制合环冲击电流、最大化负荷恢复率和最小化MESS调度成本为目标，构建了MESS参与网络重构的下层调度模型。最后，在改进的IEEE 123节点系统中进行测试，验证了MESS对配网故障恢复安全性的提升效果。结果表明，采用MESS主动参与调控能够有效应对移动的极端气象灾害引发的配电网动态故障恢复问题，并抑制合解环过程中电流的波动，提升网络重构方案的可行性和增强配电网的韧性。

摘要:微型相量测量单元(micro-phasor measurement unit, μPMU)为配电自动化的进一步升级提供了良好的量测基础，但现阶段电网中μPMU数量有限，难以满足传统配电网故障定位的需求。针对该问题，结合电网中μPMU与智能电表等量测设备，并基于虚拟节点的多重状态估计方法，提出了一种基于混合量测状态估计的故障定位方法。首先，通过等效变换将μPMU和智能电表的测量信息输入到故障状态估计器当中。然后，利用μPMU将网络划分为不同的区域。根据状态估计结果计算故障电流，缩小故障搜索区域以减少计算复杂度。为了识别区域内的故障位置，通过设置附加虚拟故障节点形成多种特定的故障拓扑结构并执行多重状态估计，计算出用于识别故障位置的加权测量残差指标，以确定故障位置。最后，在实时仿真系统(real-time digital simulation, RTDS)中进行仿真测试，结果表明所提方法在不同故障场景下均能准确有效地定位故障，且对量测误差具有较好的鲁棒性。

摘要:能源结构转型和碳减排政策是实现“双碳”目标的重要举措。本研究旨在探讨“双碳”背景下发电行业碳减排政策与市场交易机制的耦合作用。通过研究绿色证书市场交易机制、碳排放市场交易机制与电力市场机制间的耦合协同效应，考虑了价格影响市场间机制、能源结构分析和技术创新等因素，建立系统动力学模型并进行多情景仿真，研究不同政策组合对市场均衡及电力行业碳减排的影响。通过对模型的敏感性分析，评估了各种政策措施对系统行为的潜在影响，对政策体系的作用机理及其协同机制进行分析，明确不同政策间可能存在的冗余激励和效应冲抵等现象。研究得出：有效的碳减排政策组合使得未来十年火电装机占比下降至45%，可再生能源占比突破50%与传统能源持平甚至超过传统能源。建议碳减排政策的成功实施需要综合考虑市场监管、激励机制、技术创新等多方面因素。

摘要:光伏系统直流串联电弧故障具有随机性和隐蔽性的特点，且容易受到外部环境和光伏系统内部噪声的影响，难以检测。利用小波变换提取的电流时频域特征对电弧故障有很好的辨识度，但面临小波基选取的问题。在采集大量电弧故障数据的基础上，通过小波变换分析和对比实验，提出一种针对常用电弧故障特征指标提取的最优小波基选取方法。通过此方法确定bior4.4小波基为提取电弧故障特征的最优小波基，并由此构建基于bior4.4平稳小波变换的时频域特征。通过对比试验发现，基于bior4.4的时频域特征对电弧故障的辨识度明显提高，且表现出对正常噪声信号的抑制作用。为从多角度反映电弧故障特征，补充时域特征，并与时频域特征结合构成电流特征库，利用随机森林算法实现电弧故障的诊断。电弧故障检测准确率达到98.58%，正常信号的误判率仅为0.76%。

摘要:针对配电网智能化运维需求和数智化坚强电网发展趋势，融合物联网和边缘计算技术，提出一种配电物联网边缘计算场景下基于改进自适应神经模糊推理系统(adaptive network-based fuzzy inference system, ANFIS)的电缆通道综合评估及智能预警方法。首先，借助边缘物联终端的数据采集和处理计算优势，基于设备感知层、物联网络层、数据平台层和应用展示层4层结构，对电缆通道综合监测系统进行设计。然后，为实现通信延时和计算延时最小，构造出分层边缘计算模型，并从实时价值密度、执行紧迫性、重要性量化分析三个方面，提出相应的任务卸载及调度方案，提升资源利用和任务执行效率。最后，利用相空间重构对ANFIS进行改进，迭代训练后用于电缆通道运行状态的综合评估。并通过层次聚类将电缆通道标记为不同的风险等级，为运维人员提供支持。算例部分结合工程实验，验证了该方法的可行性。

摘要:针对现有的基于机器学习的用户窃电行为检测方法检测效率和准确率不高等问题，提出一种基于改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm, ISSA)优化支持向量分类机(support vector classification, SVC)参数的ISSA-SVC窃电检测模型。首先，该模型通过分析台区每一天的线损率与窃电电量、窃电用户计量电量与窃电电量、窃电用户计量电量与线损电量、台区供电量与窃电电量、用户最近一天用电量和相邻几天用电量、具有相似特征用户用电量曲线的相关性提取用户窃电特征参量。其次，利用动态时间规整(dynamic time warping, DTW)方法计算得到它们的相关系数。最后，采用ISSA优化SVC惩罚参数C和核参数g，并对台区内窃电用户进行检测。仿真算例与实际电网数据分析表明，所提方法与传统的窃电检测方法相比，具有更高的效率和准确率。

摘要:大量风光新能源分层、多点接入给配电网运行带来了电压越限等负面影响，增加了不同电压等级无功协同优化的难度。兼顾不同电压等级调节需求，从模型降维等值的角度，提出了基于等值模型的配电网多层协调无功优化方法。该方法分别针对含有无功调节设备及没有无功调节设备的两种台区系统，利用神经网络对大量台区相关运行数据进行训练得到台区拟合模型，形成不可控和可控两种类型的台区等值模型，并用这两类拟合模型分别代替两类台区系统的物理模型，使台区以数据驱动的方式参与配电网无功优化，形成馈线物理模型和台区拟合模型组成的单一电压等级物数混合优化调度模型。将原多层无功优化问题转换为单层系统优化问题，再对该单层系统无功优化调度问题进行求解。该方法可降低配电网系统优化计算规模，从而减小计算量，以无功优化数学模型与数据驱动方法相结合的方式，实现配电网馈线-台区多层协调无功优化。通过算例验证了所提方法对于解决分布式风光分层接入所导致电压越限问题的可行性、有效性和优越性，能够保障配电网的经济安全稳定运行。

摘要:随着智能变电站二次设备的状态感知与自描述能力不断提升，在提高电网调控细粒度的同时，其海量、驳杂、离散的状态信息也使故障诊断难度倍增。为提高二次设备故障诊断精度与效率，提出基于关系超图增强Transformer的二次设备故障诊断算法。首先利用Apriori算法挖掘故障信号间的关联规则，构建关系超图。然后利用超图卷积神经网络(hypergraph convolutional neural network, HGCN)和微调标准Transformer网络学习故障特征间的高阶关系和上下文表达，再经过误差反向传播、非线性传递函数预测故障类型。最后，以某地区一年的二次设备运行数据作为算例进行分析。结果表明，所提方法能够去除冗余信息干扰，准确定位故障元件和诊断故障类型，为智能运维提供支持。

摘要:基于频率自适应二阶广义积分器(second-order generalized integrator, SOGI)的锁相技术因其具有良好的滤波性能，常与滑模观测器(sliding mode observer, SMO)相结合来解决电网电压存在的直流偏置、频率偏移以及相位跳变等问题。针对常规的频率自适应SOGI锁相环(phase-locked loop, PLL)的前级SOGI与后级PLL之间存在频率耦合导致锁相环的动态性能较差的问题，提出了一种基于双定频SOGI与交叉补偿的锁相环设计方法。所提方法采用定频SOGI代替频率自适应SOGI，消除了前级SOGI与后级PLL之间的频率耦合。同时设计了一种电网电压交叉补偿的方法，该方法能够精准地对电网电压相位和幅值进行同时补偿，改善了传统的补偿方法需将幅值和相位单独补偿的缺点。并详细推导了常规的基于频率自适应SOGI锁相环和所提基于定频SOGI的锁相环的小信号模型，并证明了所提出的PLL稳定性更高。最后，在不同电网电压工况下，通过对比实验研究验证了所提方法的有效性。

摘要:针对孤岛微电网实际运行过程中出现的未知外部扰动，提出了一种固定时间分布式鲁棒二次控制算法，实现了电网频率一致性控制，有效抑制了不确定干扰，提高了系统的鲁棒性能。首先，通过设计基于饱和函数的新型控制算法，有效地解决了现有控制器高频切换引发的抖动问题。同时确保二次控制能够在固定时间内达到稳定状态，且收敛时间上界不依赖于任何初始状态。然后，在设计控制算法的基础上，采用改进的分布式事件触发机制，在满足收敛速度和达到电网频率一致性的基础上减轻了通信负担，减少了控制器更新的频率，显著降低了通信资源的消耗，并排除了Zeno行为。最后，利用Matlab/Simulink仿真平台验证了所提控制算法的有效性。

摘要:针对现有光伏发电系统维修策略研究中通常仅考虑劣化状态导致维修决策不合理等问题，提出了一种计及劣化状态和随机故障的光伏发电系统视情维修模型及最优检修策略。首先，以离散状态下的Markov过程为基础，将随机故障对维修策略的影响引入到光伏发电系统视情维修建模中，建立光伏发电系统计及劣化状态和随机故障状态的视情维修模型，定期检测光伏发电系统的状态。当系统状态超过预防性维修阈值时进行不完全维修；出现随机故障时进行最小维修；达到故障状态时进行更换。然后，以光伏发电系统长期稳定运行的最小总成本率为目标，采用一种改进的黏菌优化算法求取光伏发电系统最佳检测周期和预防性维修阈值。最后，以某光伏发电系统为例，通过对模型参数的灵敏度分析和传统不考虑随机故障维修模型的对比研究，验证了所提模型及策略的有效性和可行性。

摘要:针对现有架空线路运行状态评估存在的问题，提出一种基于健康指数的架空线路运行状态综合评估方法。该方法结合架空线路运行特点，综合考虑线路本体及天气、环境等外力因素影响，系统地研究了影响线路健康状况的各级关键因素及其影响系数。考虑不同影响因素重要程度，采取定性、定量相结合的方式，提出了层次分析法、优劣解距离法、专家研讨法三者相结合的线路健康指数计算方法。利用该方法对南京某实际110 kV架空线路运行状态进行现场验证，证明了所提方法的有效性。所提方法不仅适用于架空线路健康状态的评估，也可为其他电力设备的健康状态评估提供参考。

摘要:当前静止无功补偿器(static var generator, SVG)设备损耗参数仅标注额定功率下的稳态损耗，难以在不同运行状态下实现损耗的动态精细化管理。针对变电站无功补偿设备运行损耗过大的问题，在SVG动态运行损耗模型的基础上，提出一种考虑静止无功补偿装置(static var compensator, SVC)损耗特征的协同经济运行策略，以提升变电站无功补偿设备的运行经济性。首先，对SVG动态运行损耗模型和SVC模型进行分析。然后，提出多台SVG协同经济运行的最优投运台数判据和实时功率分摊准则。最后，提出无功功率完全补偿和考虑无功补偿价值的变电站无功补偿设备协同经济运行策略。通过搭建Simulink仿真系统，验证了所提协同经济运行策略的有效性。