摘要:高压直流输电线路行波保护对信号采样频率要求高，保护性能受过渡电阻及噪声干扰影响较大，需配合纵联保护识别故障位置。而现有纵联差动保护易受分布电容影响，传输数据量较大，动作速度有待提升。为了解决上述问题，提出一种基于近似熵变化量判据的混合直流线路纵联保护方案。近似熵需要的计算数据量较小，且兼具高灵敏性、高可靠性优势。故障发生后，近似熵变化量呈现明显的峰值特征，基于1模电压电流近似熵变化量构建的保护判据能快速准确地识别高阻接地故障，同时能减小噪声干扰和分布电容的影响。基于乌东德±800 kV混合直流输电系统仿真模型对所提保护方案进行验证。结果表明，所提保护方案仅需5 kHz采样频率，无需严格的时间同步，且在经800 Ω过渡电阻接地及10dB信噪比场景下能够正确、快速地动作。

摘要:随着中国特高压交直流换流站的大规模投运，有载分接开关(on-load tap changer, OLTC)已成为特高压换流站中发生故障较多的设备之一。针对强背景噪声环境下特高压换流站OLTC故障特征难以提取的问题，提出一种基于自适应粒子群算法优化奇异谱分解和奇异值分解的方法。首先，利用自适应粒子群优化(adaptive particle swarm optimization, APSO)算法对奇异谱分解算法中的模态参数进行优化，选取最优分解模态数。其次，基于最大峭度准则选取最佳奇异谱分量。然后，确定最佳重构阶数，通过奇异值分解重构信号，从而达到信号降噪的目的。将所提方法应用于仿真信号和实验信号，结果表明所提方法的信噪比达到23.302，均方根误差仅为0.004，并且波形相似参数高达0.998，优于其他降噪方法。所提方法能够更有效地实现对特高压换流站OLTC振动信号的降噪，为辅助运维人员诊断OLTC状态提供参考。

摘要:随着分布式新能源在充电站的接入，源荷的随机特性使电网基频发生波动，进一步加剧站内谐波电流越限风险。对此，提出了一种频率自适应的有源电力滤波谐波检测与跟踪策略。首先，设计了一种改进式广义积分器与延时相消相结合的混合滤波器结构，提高原有广义积分器的滤波性能和动态响应能力，并可消除直流偏置及不平衡分量的影响。其次，通过引入前馈补偿的改进锁相环消除频率波动引起的误差，实现频率自适应谐波检测。最后，基于频率波动导致的谐波跟踪误差，采用结合无限脉冲响应滤波器的快速重复控制，可依据检测频率实现动态调整。仿真和实验结果表明，所提出的控制策略在充电负荷侧可稳定地检测电网频率。且在频率波动的工况下具有较优的谐波补偿能力，在32 ms实现对谐波电流的补偿，治理后电流谐波畸变率下降到5%以下，对不同工况下的充电站具有通用性。

摘要:针对电网静态和暂态电压失稳特性差异化明显、安全稳定分析难以兼顾的问题，提出一种计及多时间尺度电压失稳模式的电网薄弱环节辨识方法。建立面向静态和暂态电压稳定评估的输入特征，采用主成分分析方法降低静态电压特征的维度，并利用改进k-means++方法对电网进行分区，筛选各分区的表征节点作为暂态电网稳定的待评估节点。量化表征电网静态和暂态电压失稳的风险等级，构建基于深度置信网络(deep belief networks, DBN)的多时间尺度电压稳定一体化评估模型，以提取失稳模式。分析不同电压失稳模式与电网线路间的耦合关系，建立量化指标以辨识电网薄弱环节。最后，通过算例分析验证了所提方法的有效性。

摘要:孤岛模式下交直流混合微电网可以通过互联变流器(interlinking converter, IC)实现交流微电网和直流微电网的功率互济。针对孤岛模式下IC采用传统下垂控制和基于比例积分(proportional-integral, PI)的电流控制方案存在惯性小、动态性能差的问题，提出了基于虚拟同步机(virtual synchronous generator, VSG)的新型控制策略。首先，在传统下垂控制的基础上，通过引入交流频率和直流电压的微分量，提出了改进的VSG控制方法，以提升系统的电压和频率稳定性。然后，在IC的电流环，提出了固定时间滑模控制(sliding mode control, SMC)方法，提高了系统的动态性能。接着，在交流微电网和直流微电网中引入了功率二次控制，实现了系统电压和频率恢复。最后，基于远宽StarSim硬件在环实时仿真平台搭建的交直流混合微电网模型，验证了所提新型控制策略可以实现交直流微电网子系统间功率互济，提升了系统的惯性和动态控制性能。

摘要:离网型新能源发电制氢系统输电线路很可能因故障而造成系统崩溃，故障的快速检测与切除是保证其正常运行的关键。为实现离网型制氢系统线路全范围故障检测，同时实现后备保护与主保护的协调配合，提出一种以故障瞬时功率差分变化率为主保护、本地功率变化率构成后备保护的协同保护方法。首先，确立离网型制氢系统拓扑结构，建立离网制氢电网模型。其次，利用回路分析法推导短路故障电流、电压，计算故障瞬时功率差分变化率。最后，分析不同故障类型下正负极瞬时功率差分变化率特征。当系统通信正常时，利用其故障瞬时功率差分变化率与阈值进行比较以启动主保护，再利用故障后功率差分变化率构造选极坐标系，实现故障选极。当通信故障时，后备保护快速切除故障，避免故障范围进一步扩大。该协同保护方法具有良好的速动性、选择性和可靠性，且能应对通信故障的情况。

摘要:准确的荷电状态(state of charge, SOC)估计对新能源汽车电池管理系统的安全运行具有重要意义，而可靠的参数辨识是SOC估计的关键。考虑锂电池多时间尺度效应，提出了自适应遗忘因子递推最小二乘法(adaptive forgetting factor recursive least squares, AFFRLS)与自适应扩展卡尔曼滤波(adaptive extended Kalman filtering, AEKF)联合的参数辨识算法。首先，根据多时间尺度效应将锂电池双极化模型(dual-polarization model, DP)划分为快动态与慢动态。其次，设计AFFRLS与AEKF联合的参数辨识算法，分别辨识快、慢动态参数。最后，结合参数辨识数据利用H无穷算法估计SOC。结果表明，所提算法在不同工况与温度下具备良好的精度与鲁棒性。模型最大端电压均方根误差仅为3.329 mV，SOC均方根误差低于1%。

摘要:针对T型三电平储能变流器在受到扰动时直流母线电压容易波动的问题，提出了一种改进的线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control, LADRC)方法以增强直流母线电压的控制稳定性。该方法对线性扩张状态观测器(linear extended state observer, LESO)进行了改进。首先，引入总扰动微分状态变量以提升扰动观测能力。其次，对观测器进行降阶处理，一方面降低观测器设计复杂度，另一方面降低相位滞后，提升扰动估计速度。最后，在总扰动通道上增加一个滞后补偿环节减弱噪声放大影响。通过上述改进实现了对系统总扰动的精确快速估计。基于频域分析，得出改进后的LADRC相比传统LADRC具有更优秀的抗扰性能。多组实验结果均表明，与PI控制和传统LADRC相比，在有功功率突变、无功功率突变以及电网电压跌落情况下，所提控制策略的直流母线电压超调量更小，暂态时间更短，验证了所提方法的有效性，保证了储能变流器的正常平稳运行。

摘要:在构网型双馈风机(grid-forming doubly-fed induction generator, GFM-DFIG)暂态研究过程中，通常保留时间尺度较大的同步控制及外环控制环节进行暂态建模。为了适用于暂态能量函数法等传统暂态稳定分析方法，需要忽略暂态变化过程中外环的积分环节动态，进一步降为二阶模型，如此会带来一定的误差。针对忽略积分动态带来的误差问题，建立了考虑电流限幅环节的GFM-DFIG二阶暂态模型，通过暂态能量函数法计算暂态极限电压(transient stability limit voltage, TSLV)和极限切除时间(critical clear time, CCT)。然后，基于以上指标分析忽略积分动态对二阶暂态模型的误差影响。最后，将二阶系统与全阶模型仿真结果进行误差对比，基于CCT误差开展定量分析，揭示系统参数对相对误差的影响规律，并总结二阶模型的适用性范围。

摘要:海上风电功率波动性和随机性强，其时序数据既存在时间上的全局性关联，又包含大量局部的短期噪声；同时，现有概率预测模型普遍采用的分位数回归方法存在分位数交叉问题，严重影响了预测结果的精度与合理性。针对上述挑战，提出了一种基于频谱注意力和无交叉联合分位数回归的海上风电功率超短期概率预测方法。首先，结合长短期记忆网络(long short-term memory, LSTM)模型和频谱注意力模型，挖掘风电功率时序数据的全局长期依赖，并滤除局部噪声。其次，在此基础上构建了一种基于联合分位数回归的损失函数模型，通过共享各分位数预测任务间的信息，自主动态调节各分位数损失的权重，避免分位数交叉问题。最后通过真实算例分析表明，相比于现有概率预测模型，所提模型的锐度指标提升了6%以上，连续等级概率分数提高了10%以上，故具有更高的预测精度，并有效解决了分位数交叉问题。

摘要:送端系统故障下整流器有功无功交互耦合会导致暂态过电压。针对此问题，首先，明确了直流功率、整流器无功消耗量的主导因素，深入剖析了送端故障引发的换相失败(commutation failure, CF)后整流器无功消耗量、直流功率的耦合规律，得出直流电流上升阶段二者呈负相关，直流电流下降阶段二者呈正相关的结论。其次，分析了故障恢复期间暂态电压幅值的影响因素，阐明了不同故障严重程度下考虑有功无功交互耦合的暂态过电压机理。然后，建立了送端系统有功不平衡量、整流器无功消耗量与直流电流的数学关系。基于无功功率与母线电压的数学关系以及有功无功交互耦合规律，提出一种考虑有功支撑的暂态过电压控制策略。最后，基于PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了理论分析的正确性以及所提控制策略的有效性。

摘要:为了提高永磁同步电机双惯量系统在不确定性扰动影响下的控制性能，提出一种基于双扰动观测器的无模型递归终端滑模控制策略。首先，建立存在不确定性扰动的永磁同步电机双惯量系统模型，并结合无模型控制与递归终端滑模控制设计无模型递归终端滑模控制器，使系统状态直接从滑模面开始运动，缩短了状态误差的收敛时间，有效抑制抖振。其次，通过构造扩张状态观测器观测负载速度并反馈到改进型扩展扰动滑模观测器中，构成双扰动观测器。同时，双扰动观测器精确估计总扰动信号并前馈补偿到所设计的控制器，进一步提高系统稳态性能和抗扰动能力。最后，通过仿真和实验验证得出，所提出的控制方案相较于比例积分控制和改进型无模型滑模控制方法更具有优越性和可行性。

摘要:无人机巡检是保障新型电力系统安全运行的重要手段，视频目标跟踪技术能够有效提高巡检精度。针对实际电力场景中背景复杂、目标形变大等挑战，提出一种基于掩码记忆的无人机电力设备分割跟踪方法。首先，设计了基于掩码记忆的L2匹配分割方法，使用负平方欧几里得距离来计算帧间亲和度，利用构建的历史掩码信息进行目标匹配，提升设备的粗分割精度。其次，为了减少记忆冗余，提出变化感知的记忆更新机制，通过图像和掩码联合评估目标变化程度，设计变化度置信度阈值，以此决策是否进行记忆更新。最后，将分割技术融入判别式相关滤波的跟踪框架中，实现电力设备鲁棒分割跟踪。该方法分别在通用数据集VOT2018、无人机数据集UAV123和实际电力场景数据集中进行测试。实验结果表明所提方法能有效提升无人机巡检精度，并为电力设备安全运行提供技术参考。

摘要:为了降低海上风电场维护次数频繁所带来的高昂成本，提高海上风电的消纳率，提出一种考虑场间-场内风电机组疲劳载荷均衡的海上风氢系统灵活调度方法。首先，量化分析风电机组的疲劳载荷与风电出力、疲劳成本之间的关系，建立了场间-场内风电机组疲劳载荷均衡模型，协调风力发电与疲劳载荷之间的关系。然后，考虑海上天气因素的多变性，提出船舶自适应航行模型。进而，采用柔性直流输电，建立了电氢并举的能量流灵活外送模型。最后，以系统运行总成本最小为目标，提出考虑场间-场内风电机组疲劳载荷均衡的海上风氢系统灵活调度策略。仿真结果表明，相对于传统调度策略，所提的调度策略能够均衡场间疲劳载荷，同时有效地减小场内疲劳载荷差异，经济性提高了8.11%。

摘要:为了解决传统故障时刻检测方法较依赖采样频率且易受谐波和衰减振荡影响的问题，提出了一种信号拟合和图像对比相结合的故障时刻检测方法。首先，该方法将衰减因子引入傅里叶级数拟合模型，可精确拟合并扩展信号中的谐波和衰减振荡分量。然后，利用差异哈希对扩展信号和原始故障信号进行分段对比，使用中值滤波去除由拟合误差带来的零散像素点。最后，逐列检测故障时刻。仿真表明，该方法将检测误差控制在像素级，对采样频率较低或具有谐波和衰减振荡的信号也可准确地检测故障时刻，适用多种复杂的故障场景。

摘要:针对目前基于多馈入相互作用因子(multi-infeed interaction factor, MIIF)同时换相失败评估准确度不足的问题，首先阐明了多馈入高压直流系统中交流系统故障后暂态无功功率的作用机理，揭示了无功功率和电压之间复杂的相互作用对MIIF的显著影响。其次，提出了一种考虑到无功功率和电压相互作用的改进MIIF因子，用于衡量多馈入直流系统之间的相互作用，分别计算了交直流系统间无功功率不平衡引起的电压降和直流换流站间无功功率传输引起的电压变化。然后，基于最小关断角定理，综合考虑了暂态无功功率和电压特性的影响，提出了临界同时换相失败因子(critical simultaneous commutation failure factor, CSCFF)及其计算表达式。通过比较MIIF和CSCFF，提出了一种同时换相失败评估方法，在评估同时换相失败时具有更高的准确性。最后，利用PSCAD/ EMTDC平台构建了双馈入和三馈入高压直流仿真模型，验证了所提方法在不同故障类型、耦合阻抗和故障严重程度下的有效性和适用性。