摘要:“双碳”背景下，异质能源的耦合加剧迫使综合能源系统(integrated energy system, IES)拓扑朝着更复杂、更灵活的方向不断演变。然而，现有优化调度方法对非欧网络拓扑知识及其异质潮流约束考虑不足。针对这一问题，提出一种基于图强化学习的综合能源系统优化调度方法。首先，基于图理论在保证节点多样状态的情况下，将异质能源网络拓扑转换为网络图模型。其次，通过建立基于真实图映射的状态-动作-奖励的框架，利用图强化学习的方法学习图模型的非欧拓扑信息，将异质潮流知识加入系统节点运行状态，从而实现IES的安全优化调度。最后，利用某工业园区的真实数据进行仿真验证，所提方法相对于传统方法有效缓解了节点电压越限的问题。结果表明，所提方法能够在考虑IES真实拓扑运行状态信息和异质潮流安全的情况下实现IES的优化调度。

摘要:随着海上风电向深远海发展，全直流型风电场由于不存在过电压问题等优点逐渐受到重视。针对全直流海上风电场的汇集线路继电保护问题，首先分析了直流汇集网络在不同故障类型及不同故障位置下的故障特征，计算对应故障情况下的故障电流，并与仿真值进行对比验证。根据故障特征提出一种利用汇集侧暂态电流变化率的单端量故障选线方案，利用区内外故障的故障暂态电流变化率极性和幅值差异，可在换流器过流闭锁前快速识别故障类型、故障线路及极性。通过在母线处设置附加选线流程，使线路末端高阻接地故障时也能准确选线。在PSCAD/EMTDC平台中搭建了全直流海上风电场模型，进行多种故障场景下的仿真分析，验证了所提故障选线方法的有效性。

摘要:为充分挖掘综合能源微网(integrated energy microgrid, IEM)的潜在价值，促进可再生能源消纳，针对同一配电网下的多个IEM协同管理问题进行研究，提出了一种基于双层博弈的配电网-多IEM协同优化模型。对于IEM模型的构建，考虑在热电联产机组中加入碳捕集系统以及电转气装置，用来获取低碳效益。同时，针对IEM中可再生能源与负荷不确定性问题，采用鲁棒区间规划进行处理。首先，构建配电网运营商(distribution system operator, DSO)与IEM联盟系统模型框架，分析其不同主体间的博弈关系。其次，对于双层博弈，分为主从博弈与合作博弈。DSO作为博弈领导者，以自身效益最大为目标制定电价引导IEM联盟响应。IEM联盟作为博弈跟随者，以自身运行成本最小为目标，通过成员间互相合作能源共享响应DSO的决策。同时采用纳什谈判理论解决IEM联盟的合作运行问题，使用二分法与交替方向乘子法结合求解模型。最后，在算例中验证所提模型与方法的可行性和有效性。

摘要:针对基于瞬时无功理论的ip-iq谐波检测法结构复杂、响应速度慢等问题，提出了一种采用改进正弦幅值积分器结构的谐波电流检测方法。首先，利用二阶广义积分器的输出滤波特性及正弦幅值积分器的极性选择特性，使其相结合构造出了一种滤波性能更强，同时具有频率及极性选择作用的新型积分器。然后，利用该积分器快速准确地提取基波正序分量，并有效应用于谐波检测环节中。当电网电压存在直流偏置问题时，该积分器所构造的锁相环也能准确锁定电网频率及相位信息。最后，理论分析及仿真实验结果表明：该方法无需进行瞬时对称分量分离，就可提取出电网电压及负载电流基波的正负序分量，计算量小，谐波检测更精确。

摘要:为实现新型电力系统的低碳经济目标，提出一种计及生命周期评价(life cycle assessment, LCA)的源荷双侧合作博弈优化调度模型。首先，考虑灵活可调度的柔性负荷，构建含热电联产机组、燃气锅炉、电转气等设备的源荷双侧合作运行框架。然后，运用LCA方法分析源荷双侧中不同能源链的温室气体排放，并结合碳交易机制，建立碳交易成本计算模型。最后，基于合作博弈策略，建立以源荷合作联盟总成本最小为目标的源荷双侧协同运行优化模型，并利用改进的Shapley值法对成员合作收益进行分配。算例分析表明，所提模型有利于降低系统运行的总成本、减少系统碳排放量、提升可再生能源消纳量，有效促进系统低碳经济的发展。

摘要:直流系统的故障隔离是保证直流系统稳定运行的重要技术。针对传统故障隔离策略对直流断路器(direct current circuit breaker, DCCB)的性能要求较高的问题，提出了一种利用柔性限流装置(flexible current limiting device, FCLD)与DCCB协同动作的故障隔离策略。首先，研究了直流系统永久性故障和瞬时性故障情况下FCLD与DCCB的协同作用机理。其次，分析考虑FCLD电流抑制作用下DCCB开断过程的电弧暂态特性。最后，在Matlab/Simulink平台中进行仿真，验证所提协同策略的可行性。结果表明：FCLD可有效抑制DCCB的开断电弧；基于所提故障隔离策略，直流系统可在瞬时故障情况下实现平稳穿越，永久故障情况下实现DCCB的无弧开断。该策略降低了直流系统故障隔离过程中对DCCB的开断要求，提升了直流系统的故障穿越能力。

摘要:针对相间距离保护整定计算中严苛正序助增系数对应故障位置的选取效率较低及精度不足的问题，提出适用于严苛正序助增系数计算的故障位置快速选取方法。首先，基于节点阻抗矩阵及矩阵元素的修改公式，推导了正序助增系数表达式，整理得到13类正序助增系数随故障位置移动的可能变化趋势。然后，通过研究正序助增系数随故障位置移动的变化规律，得到5条严苛正序助增系数对应故障位置的选取判据，提出一种适用于各类复杂网络结构的故障位置快速选取方法。最后，通过IEEE多节点标准测试系统验证了所提方法的有效性。故障位置选取精度高于规程选取方法，选取效率高于多点选取方法。

摘要:差动保护是解决分布式电源(distributed generation, DG)接入下配电网保护难题的有效手段，然而配网现有通信建设水平很大程度上制约了差动保护的构建。首先，融合电流相位与相量差动保护思想，同时将电流相位信息进行变换，实现通信信息降容。应用递推最小二乘法实现短路电流相位参数的快速估计，提出了短路电流相位修正策略，以应对CT饱和与直流分量对保护的干扰。最后，提出适用于含多DG配网的新型电流差动保护构建原则与保护判据。基于PSACD/EMTDC平台搭建仿真模型，验证了所提出的电流相位参数预测方法的精度与新型差动保护的性能。算例结果表明：所提电流相位参数预测方法速度快、精度高，具有良好的抗CT饱和能力；所提新型差动保护原理具有良好的性能。

摘要:随着高比例新能源接入电网，新能源出力和负荷的波动性及不确定性对系统的灵活爬坡能力提出更高的要求。提出了一种面向灵活爬坡服务的针对高比例新能源电力系统中常规发电机组、储能、柔性负荷等可调节资源的优化调度模型。首先，提出一种考虑日前预测净负荷不确定性的灵活爬坡需求估计方法，根据爬坡起始和结束时刻净负荷及其安全裕度，量化估计电力系统灵活爬坡需求。其次，基于生成的净负荷不确定性场景，提出了考虑系统灵活爬坡需求的基于两阶段混合整数线性规划的可调节资源优化调度模型，从日前-实时两个阶段实现可调节资源的优化调度。最后，基于IEEE-RTS-24节点系统，在4种典型方案场景下对比验证所提优化调度模型。结果表明所提模型能有效提升系统灵活性，降低系统运行成本。

摘要:5G通信基站通常配备光储，数量庞大、功耗可调，是一种优质的电力灵活性调节资源。提出了多类型光储式5G基站集群灵活性资源聚合方法以及参与电网调峰的协同调度策略。首先，分析休眠机制下多类型基站功耗可调特性与计及基站备用电量的储能调节能力。基于极限场景思想，构建了光储式5G基站的灵活性空间量化模型。在此基础上，利用闵可夫斯基和法刻画异构基站柔性资源的时空耦合能量轨迹，得到海量基站集群的灵活性资源聚合可调域。其次，建立了基站集群聚合资源参与电能量市场和辅助服务市场的协同调度优化模型，提出了基于交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM)的分层分布式基站集群协同优化调度策略，将大规模基站集群调度问题降维分解为统一协同调峰功率响应、聚合功率自治调度和基站集群功率分配3个子问题进行求解。通过算例对比分析可知，所提策略可降低通信基站69.86%的用能成本，为提升通信资源利用率和电力系统灵活调节能力提供了有效手段。

摘要:为提高电池重组时的均衡效率，在传统Buck-Boost均衡拓扑电路的基础上，设计了一种锂电池组双层均衡拓扑电路。组内采用Buck-Boost电路均衡，组间利用双向反激变压器进行均衡。均衡控制策略采用自适应模糊PID算法，以电池荷电状态(state of charge, SOC)为均衡变量，利用模糊控制算法对PID参数进行调节，缩短了均衡时间，提高了均衡效率。在Matlab/Simulink中搭建了锂电池组双层均衡拓扑电路和自适应模糊PID控制算法模型。实验结果表明：在不同工作状态下，所提出的电池组均衡拓扑及其控制策略将均衡时间效率平均提高了58.36%，验证了该方案的有效性。

摘要:为实现“双碳”目标，综合能源系统(integrated energy systems, IES)成为了近几年的重要研究方向之一，然而传统的IES能流计算已经无法精确地反映电制气(power-to-gas, P2G)技术带来的氢气注入天然气网络后的混合燃气的参数变化对IES的影响。为此，在传统天然气系统稳态分析方法的基础上加入了SRK(Soawk-Redlich-Kwong)气体状态方程，将压缩因子作为状态变量，提出可以反映氢气注入天然气系统，对气体流量和混合燃气热值产生影响的稳态分析方法。以此为基础，提出了计及氢气注入与压缩因子的电-热-气IES能流分解求解计算方法。最后通过算例验证了所提方法可有效反映混合燃气的参数变化对IES的影响。

摘要:智能站采用光纤传递数字和模拟信号，使常规站基于“短电流、断电压、拆跳闸”方式的二次安全措施理论不再适用于智能站。为解决传统人工拟票方式编制效率低、错误率高等问题，提出基于知识图谱与智能变电站配置描述文件(substation configuration description, SCD)的二次检修安全措施自动生成技术。首先，基于SCD文件和知识图谱构建配置数据库，并按照设定规则实现虚回路与软压板的半自动关联。其次，依据智能站规范中的二次安措编制准则，构建安措规则库并引入安措执行优先级编码字段。最后，由二次安措自动生成技术基于配置数据库与安措规则库完成检修设备二次信息的规则匹配，用于自动生成二次安措票。仿真结果表明，该技术能够根据现场检修任务自动正确生成二次安措票，提高智能变电站技改、消缺和校验的工作效率，降低人工编制错误率，为实现智能化运检一体提供参考。

摘要:为了缓解配电网分布式能源交易市场存在的计算压力大、个人隐私难以保护和抗干扰能力弱等问题，设计了一个考虑隐私保护和去中心化的分布式能源交易模式。首先，以社会福利最大化为目标构建了一个集中式的统一优化模型。然后，基于梯度上升和对偶分解方法对集中式模型进行分解，得到了相应的分布式的优化模型。进一步采用扩散策略，提出了一种基于组合适应的共识算法，旨在不引入市场组织者的情况下，仅通过主体间传递交易电价和供需不平衡电量等部分信息来实现市场的最优出清，并同时保护市场主体的个人隐私和减轻计算压力。最后，算例分析验证了该交易模式的有效性，以及在新能源出力不确定、市场主体加入退出等因素影响下的鲁棒性和可拓展性。

摘要:虚拟同步机(virtual synchronous generator, VSG)技术可以使并网逆变器具有与同步发电机类似的外特性。VSG系统暂态稳定性的主要影响因素是虚拟惯量和阻尼系数，但现有的控制策略在参数调节过程中存在灵活性不足的缺点，不能有效解决系统暂态稳定性和暂态恢复时间的问题。针对这一问题，提出动态调节阻尼补偿量的概念。将阻尼系数和阻尼补偿量共同作为系统的等效阻尼系数，设计了基于径向基函数(radial basis function, RBF)的VSG虚拟惯量和动态阻尼补偿自适应控制策略，实现了参数之间的解耦，使系统的阻尼随着系统频率的变化进行动态调整。通过建立VSG数学模型，确定了参数的具体取值范围。最后，在仿真平台上搭建VSG系统，分别在出力波动和低压穿越两种工况下验证了所提控制策略相较于传统RBF控制策略的优越性。

摘要:为了增强光伏并网的稳定性，提高光伏发电功率预测精度，提出一种基于相似日聚类、群分解(swarm decomposition, SWD)和MBI-PBI-ResNet深度学习网络模型的光伏发电功率超短期预测方法。首先，使用快速傅里叶变换(fast fourier transform, FFT)提取太阳辐照度的期望频率，将其作为聚类特征向量，并根据此聚类特征向量采用自适应仿射传播聚类(adaptive affinity propagation clustering, AdAP)实现相似日聚类。其次，对每一类相似日分别使用群分解算法进行分解，以提取原始数据的多尺度波动规律特征。最后，利用MBI-PBI-ResNet来实现对天气环境多变量关联影响下的时序特征挖掘以及对多尺度分量的局部波形空间特征和长时间依赖时序特征的同时挖掘，并对不同类型特征进行综合集成来实现光伏发电功率超短期预测。研究结果表明：所提方法在光伏发电功率超短期预测领域相较于其他深度学习方法预测精度提高了3%以上，说明此方法在光伏发电功率超短期预测领域具有较高的预测精度和较强的泛化能力。

摘要:基于构网型控制的电网友好型风电机组具有黑启动、电网支撑和弱电网运行等优势，近年来逐渐被广泛研究。为探究不同电网友好型控制在不同场景下的运行性能，以全功率直驱风机为研究对象，总结归纳了4种典型的电网友好型风电机组控制策略。基于不同控制策略的架构和特点，在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了相应电网友好型风电机组模型。分别在黑启动、风速变化、功率减载、频率支撑、电压支撑、故障恢复以及故障限流7种工况下探究不同控制策略的运行性能。最后，综合不同工况下的仿真结果，得到了总体性能最优的控制策略。