摘要:建立准确的静止无功发生器(static var generators, SVG)白盒电磁暂态仿真模型是分析电网电压稳定特性的前提。然而，由于SVG的控制器结构和参数保密，其建模大都基于典型控制结构和参数，模型的暂态输出特性与实际差异较大。针对上述问题，提出了基于SVG厂家封装黑盒模型故障穿越(fault ride-through, FRT)演化特性的电磁暂态模型测辨方法。首先，分析了厂家黑盒模型的拓扑特征，通过多工况故障穿越响应测试，厘清了其故障穿越演化特性。然后，通过分析不同控制环节暂态切换过程对SVG故障穿越响应特性的影响和作用途径，提出了基于SVG故障穿越响应演化形态的控制器结构辨识方法。通过分析SVG不同控制环节参数对其故障穿越响应特性的分阶段作用原理，提出了基于故障穿越响应幅值的控制器参数分步辨识方法，形成了SVG的白盒化电磁暂态模型测辨方法体系。最后，将建立的不同型号白盒仿真模型与对应厂家黑盒模型进行了故障穿越响应特性对比分析，发现其误差远小于现行标准的允许误差，证明了提出方法的有效性和通用性。

摘要:新型储能容量租赁由于低风险和高灵活性正成为一种受到广泛关注的商业模式。为解决能源社区内独立储能商和多个发用电一体产消者在不对称成本信息下的储能容量租赁问题，先通过Harsanyi转换将不对称信息转化成完全信息。然后建立了储能商和产消者间的两阶段扩展式博弈模型。接着设计了基于统一价格机制的市场出清和结算规则。最后分析了统一价格机制下储能商和产消者两阶段完全信息扩展式博弈的子博弈精炼纳什均衡，并通过Brouwer不动点定理证明了均衡的存在性。仿真研究表明，储能容量租赁能显著降低产消者的用电成本和提高储能利用效率。而且基于统一价格机制的博弈均衡在寻找公平租赁价格、增加储能商利润、提高储能容量租赁规模以及提升社会福利等方面均优于基于歧视价格机制的博弈均衡。

摘要:随着电动公交车渗透率的增加，对其进行充电负荷建模及其调节潜力研究愈发具有现实意义。由此，提出一种基于数据模型双驱动的电动公交车多时段负荷建模和调节潜力评估方法。首先通过分析电动公交车负荷特性影响因素，按运营情况对电动公交车进行分类，进而提出时段划分依据。其次基于历史数据确定拟合函数模型，并结合电动公交车多时段充电特性确定负荷模型的各个参数，建立电动公交车多时段负荷解析模型。然后综合考虑电网侧和用户侧的需求约束，分析各时段可参与调节车辆数量变化情况，提出多时段调节潜力解析评估模型。最后结合某地电动公交车的历史实际数据进行实例验证。结果表明所提负荷建模及调节潜力评估方法具有较强的适用性和有效性，为电网削峰填谷提供了有力支撑。

摘要:针对低惯性直流微电网中母线电压易受网内功率波动影响的问题，提出了一种基于改进模型预测的直流微电网并网变换器自适应虚拟惯性控制策略。首先，电压外环引入自适应类虚拟同步发电机控制，通过将控制方程中的虚拟惯性参数与电压变化率结合起来，实现虚拟惯性参数的灵活可调。其次，在电流内环引入模型预测控制，并采用改进延时补偿算法，实现对给定电流值快速跟踪的同时改善控制系统的动态特性。最后，基于Matlab/Simulink建立了系统模型进行仿真。结果表明，与传统的虚拟惯性控制策略相比较，所提控制策略下的直流母线电压波动幅值更小且动态性能更佳，可以有效提高直流母线电压的稳定性和直流微电网的惯性。

摘要:随机因素的增加导致电力负荷数据成分日渐复杂，使短期负荷预测的难度逐渐增大。针对该问题，提出一种时频尺度下的时间卷积网络与多元线性回归相融合的组合预测模型。利用自适应噪声完备集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise, CEEMDAN)在时频域上将负荷数据分解为若干个频率特征不同的本征模态分量，在模糊熵准则下聚类为随机项和趋势项。采用皮尔逊系数从诸多影响因素中筛选出与电力负荷高度相关的特征，鉴于小时间尺度分析更易于挖掘局部细节特征，分别构建了随机项与趋势项的细颗粒度特征集。利用具有强非线性处理能力的时间卷积网络(temporal convolutional network, TCN)去预测随机项，利用结构简单及线性拟合效果好的多元线性回归(multiple linear regression, MLR)去预测趋势项，将二者的预测结果进行叠加重构后获得最终预测值。在新加坡和比利时两组数据集上的实验结果证明：所提模型具有较高的预测精度、较好的泛化性能及鲁棒性。

摘要:新能源的大量接入给城市电网的安全运行和重要用户可靠供电带来很大挑战，其功率的随机波动易引发电网出现连锁故障风险。提出了一种考虑新能源出力随机波动和城市电网110 kV网架T接线开关投切的连锁故障风险评估方法。该方法在连锁故障发生概率和后果严重度的计算中都计及了系统状态的概率分布特性的影响，并采用基于半不变量法的概率潮流计算反映系统状态与新能源功率二者的概率分布特性之间的关系。另外，建立包含110 kV网架T接线开关投切的最小切负荷的混合整数非线性规划模型，并以最小切负荷量来表征系统在连锁故障的严重度。此优化模型通过决策故障下的各组T接线开关的投切状态，减少连锁故障下的切负荷量，进而有效降低连锁故障的风险。同时，通过机会约束描述重要用户负荷节点电压的安全运行范围，以确保重要用户负荷不停电的概率满足给定的置信水平，从而保证重要用户的安全可靠供电。最后，通过某个实际城市片区电网算例验证了所提出的连锁故障风险评估方法的正确有效性。

摘要:配电网拓扑辨识是配电系统操作的关键问题和重要前提。由于缺乏足够的量测设备和配电系统拓扑的频繁变化，导致实际的配电网拓扑辨识问题十分具有挑战性。为此提出了基于同步量测数据状态估计的实时拓扑辨识方法。该方法可以利用少量相量测量单元的测量数据准确估计配电网拓扑结构。首先，在配电网中引入结构方程模型(structural equation model, SEM)，用于捕捉拓扑与支路电流的关系。然后，针对拓扑辨识问题提出了混合整数规划(mixed integer programming, MIP)方法，通过复数方程的虚实部解耦，利用泰勒展开与等效松弛等手段对复数方程和约束条件进行线性化。此外，将配电网运行方式约束以节点为单位进行了重新规划。最后，所提基于结构方程模型的混合整数规划方法(SEM-MIP)可以使用现有的商业求解器求解，并通过一个实际12节点配电系统和IEEE 33节点测试系统验证了所提方法的有效性。

摘要:随着可再生能源渗透率的提升，其不确定性给综合能源系统(integrated energy system, IES)的经济性和鲁棒性带来了极大挑战。为了促进可再生能源消纳以及降低碳排放量，提出了一种基于数据驱动的分布鲁棒优化(distributionally robust optimization, DRO)调度策略。首先，构建了由有机朗肯循环(organic Rankine cycle, ORC)、氢燃料电池和电动汽车等构成的供需灵活响应模型，并引入阶梯碳交易机制来约束系统碳排放量。其次，为了能获取最恶劣情况下的场景概率分布，采用综合范数对风电输出场景的概率分布置信集合进行约束。然后，以在最恶劣场景概率分布下综合能源系统运行总成本最低为目标建立两阶段鲁棒优化模型，并通过列和约束生成(column and constraint generation, CCG)算法对模型进行迭代求解。最后，算例仿真结果表明了所提模型和求解方法的有效性，并分析了阶梯碳交易机制和供需灵活响应模型对提高系统灵活性和低碳经济性的影响。

摘要:随着可再生能源的高渗透与新型电力系统构架的不断完善，电动汽车既可作为可控负荷，也可作为分布式电源，具有优良的调频特性。为此，提出了一种结合车主期望的充换电站辅助调频策略。首先，基于入/离网时间、入网/期望荷电状态量、电动汽车充放电限制等车主期望建立电动汽车充/放电能力评估模型。其次，结合电动汽车充/放电能力与有功-频率特性曲线建立电动汽车双层控制的调频模型。最后，考虑电网侧和车主侧的需求，提出充换电站参与电网调频策略。仿真结果表明，所提控制策略在满足车主期望及电动汽车自身限制的情况下可有效调节电网频率、提高电网安全稳定运行水平及灵活性。

摘要:针对传统电能质量扰动(power quality disturbances, PQDs)识别中特征提取有冗余，识别精度不高等问题，提出了一种基于改进麻雀搜索算法(improved sparrow search algorithm, ISSA)优化特征选择和极致梯度提升(eXtreme gradient boosting, XGBoost)的电能质量扰动识别方法。首先对电能质量扰动信号进行S变换，提取61种电能质量特征。再通过ISSA同时选择最优特征子集和XGBoost中最优参数，剔除冗余特征，提高识别精度。最后根据优化后的最优特征子集和XGBoost实现电能质量扰动的识别。仿真结果表明，所提出的方法能有效选择最优特征子集，对噪声环境下的19种电能质量扰动信号进行高效识别，并且具有较高的识别精度。

摘要:针对单个变速抽蓄调频容量不足和风电场调频后转子转速恢复容易引发频率二次跌落的问题，提出一种风电场与多分布式变速抽水蓄能协同调频控制策略。首先，当电网发生频率事件时，该策略根据风电场风速和区域内多分布式变速抽水蓄能可调节容量对电网频率提供支撑。然后，针对风电调频后转子转速恢复过程容易引发系统频率二次跌落的问题，在风电转子转速恢复时通过多分布式变速抽蓄提供功率支撑来缓解系统频率二次跌落。最后，以含风电场与分布式变速抽蓄的四机两区域系统为例，通过Matlab/Simulink仿真验证了所提控制策略相比风电场和多分布式变速抽水蓄能独立调频对于系统具有更好的调频效果。

摘要:柔性直流输电系统是调节我国能源分布不均问题的重要手段，直流保护是保证柔直系统安全的重要技术。现有工程中多采用行波保护作为主保护，然而行波保护存在易受噪声影响、故障波头不易捕捉等问题，制约了其广泛应用。针对上述问题，提出数学形态学降噪与噪声干扰识别方法，并根据直流保护采样信号特点进行参数设计，用于直流保护采样信号降噪和噪声干扰的识别。首先，确定基于自适应多尺度形态滤波的直流信号降噪方法，并设计结构元素长度和形态学滤波器类型、自适应多尺度形态滤波器的滤波器阶数和步长。其次，确定基于形态学梯度变换的噪声干扰识别方法，并设计形态学梯度变换的阈值。接着，从不同角度对形态学降噪方法与现有典型信号处理方法的滤波效果进行对比分析。最后，对形态学降噪与噪声干扰识别方法和保护的配合效果进行验证。形态学降噪与噪声干扰识别方法所需采样频率较低，运算量适中，滤波效果好，对直流保护适用性好。

摘要:针对采用传统比例积分(proportional integral, PI)控制算法的感应电机在面对复杂扰动时控制性能降低的问题，基于矢量控制系统，提出了感应电机的自抗扰(active disturbance rejection control, ADRC)无模型预测控制(model-free predictive control, MFPC)方法。首先，结合转速环和磁链环数学模型，设计了转速环和磁链环的ADRC控制器，对负载变化和内参摄动产生的内外扰动进行观测并补偿。其次，为避免内环控制器对电机参数的依赖，基于无模型控制原理，建立了dq电流环的超局部方程，将控制量之外的变量视为干扰量，并引入非线性扩张状态观测器估计干扰量。最后，结合预测控制思想设计了电流环控制器，得到开关状态作用于逆变器。仿真与实验结果表明提出的算法相对PI算法有更好的抗扰性和鲁棒性，可以有效提高感应电机的动态和稳态性能。

摘要:针对现有V2G直流充电桩现场检测装置功能不全面、检测方案单一、控制及管理困难等问题，依据国家相关标准，设计了V2G直流充电桩检测方案和检测系统。首先，根据需要设计了3种检测方案：现场检测方案、实验室检测方案以及动力电池检测方案。不同的检测方案对应V2G充电桩不同检测环境和检测项目。然后，依据3种检测方案给出了检测系统的硬件设计和软件设计，能够实现对V2G直流充电桩充放电功能、直流输出性能、并网性能及保护功能等进行检测。同时还可以对电动汽车动力电池状态进行评估，从而判断电池潜在风险。最后，通过对V2G直流充电桩和车辆动力电池进行不同项目检测。测试结果表明所设计的检测方案和检测系统能够准确实现对V2G直流充电桩的功能和性能检测。

摘要:针对电化学储能现有低电压穿越控制策略未计及荷电状态(state of charge, SOC)动态特性导致其在低SOC场景下出现过放这一问题，设计并引入自适应调节系数来表征低电压穿越期间SOC对储能单元输出有功电流的影响，进而提出一种计及SOC动态特性与充放电状态的电化学储能系统低电压穿越控制策略。该控制策略基于并网规范的电压和频率要求，结合工程实际应用对自适应调节系数进行定量设计，使得系统故障期间储能单元输出的有功电流能够根据SOC大小动态调整。仿真结果表明，该控制策略在低SOC场景下能够有效限制有功电流输出，减缓放电速度，从而避免小容量、大放电倍率储能单元出现因SOC越限而退出运行的风险，并减小低电压穿越过程中多个储能单元之间的SOC极差。通过与传统的低电压穿越策略对比验证了所提策略的有效性。

摘要:电力系统宽频振荡具有宽频域、非线性和时变性的特点，对振荡分类在准确性、快速性等方面提出了更高的要求。为此，提出一种基于自适应变分模态分解(adaptive variational mode decomposition, AVMD)的多尺度模糊熵(multi-scale fuzzy entropy, MFE)和变量预测模型(variable predictive model-based class discriminate, VPMCD)相结合的宽频振荡分类新方法。首先，对宽频振荡信号进行AVMD，得到固有模态分量(intrinsic mode functions, IMFS)。然后，引入MFE对IMFS进行时域特征描述，同时实现对IMFS构造特征向量的降维处理。最后，采用VPMCD对MFE降维后的特征向量实现宽频振荡的分类检测。通过仿真和实测数据分析，结果表明，所提方法的宽频振荡分类检测准确率比支持向量机(support vector machines, SVM)、BP神经网络方法的分类准确率更高，分类时间更短。