摘要:高速公路是能源消耗和碳排放的重要行业，构建高速公路自洽清洁能源系统是助力实现“双碳”目标的重要手段。然而，交通负荷时空随机分布、用户充电决策的不确定性给高速公路电力-交通耦合系统的供需平衡带来挑战。拟基于流体力学与电磁场理论提出交通流“电报方程”，描述交通流在时空中的能量传播机理，克服传统分析方法无法反映电动汽车移动性的缺陷。为简化计算，借助电路理论从“场”到“路”的推演方法论，构建交通网络能路模型，并提出路阻、路感、路容等路网元件。高速公路交通能量流理论可为交通能源自洽研究奠定理论基础。

摘要:近年来，复数滤波器(complex coefficient filter, CCF)在电网同步技术的研究中备受关注。然而，基于CCF的锁相环(phase locked loop, PLL)在数学模型和动态性能上均与实数滤波器型PLL基本无异。为此，提出一种前置分数阶CCF的三相PLL方案。首先，利用分数阶算子构造前级滤波结构，采用极点配置法确定阶次的取值范围，并论证该结构可以准确分离电网的基波正负序分量。其次，对基于分数阶CCF的PLL进行线性化数学建模，在此模型上分析整个PLL系统的控制性能，且采取三阶最小谐振峰值设计方法整定控制器参数。最后，进行仿真和对比实验验证。结果表明：相比现有的CCF-PLL，所提PLL在电网变化时的动态指标更优、动态品质更佳。

摘要:随着新型电力系统的不断建设，如何科学确定系统消纳新能源所付出的消纳成本以及将消纳成本公平、合理地分摊，是实现电力系统安全、经济运行的关键之一。针对当前新能源消纳成本难以测算与合理分摊的问题，提出了一种计及不同区域电网差异性的新能源消纳成本测算与分摊方法。首先，提出基于储能投资规划的新能源消纳成本全面测算方法，并基于维克里-克拉克-格罗夫斯(Vickrey-Clarke-Groves, VCG)理论，进一步提出综合考虑新能源消纳成本正负替代效益的分摊原则，实现消纳成本的全面测算与初次分摊。其次，提出基于灵活调节能力表征的不同区域电网消纳能力差异量化方法，并提出基于灵活性指标综合评分的消纳成本再分摊方法，使得消纳能力较强区域电网的新能源承担相对更少的消纳成本，分摊结果更为公平、合理。最后，以修改的IEEE 14节点系统和某实际电网为算例进行仿真分析，验证了所提新能源消纳成本测算与分摊方法的有效性。

摘要:随着绿证交易制度不断完善，如何更好地维持绿证交易市场供需平衡及削峰填谷是目前亟需解决的问题。针对该问题，借鉴实时电价思想，提出基于需求管理的绿证实时定价机制。构建系统社会福利最大化模型，利用拉格朗日对偶和梯度投影法计算拉格朗日乘子即影子价格，得到最优实时绿证价格。其次，考虑到可再生能源出力具有不确定性因素，通过引入信息间隙决策理论(information gap decision theory, IGDT)，构建风险规避模型和风险偏好模型以探究可再生能源聚合商不同态度下社会福利的变化，为系统经济稳定运行提供参考。最后，利用Yalmip和Gurobi进行仿真模拟。结果表明，所提模型可有效实现绿证供需平衡，提高可再生能源利用率，实现系统低碳经济稳定运行的目标。

摘要:针对基于离散傅里叶变换(discrete Fourier transform, DFT)的谐波估计算法抗干扰性差、频率偏移下测量精度大幅下降等问题，提出了一种计及频率偏移和谐波干扰的谐波相量估计方法。首先，通过滤波器组和插值离散傅里叶变换(interpolated discrete Fourier transform, IpDFT)算法来准确获取基波相量的参数信息。然后，基于基波频率偏移量修正滤波器组的通带中心，并利用修正后的滤波器组和IpDFT来获得谐波相量的初始估计值。最后，通过幅值和相位补偿对IpDFT的初始估计值进行修正，实现谐波相量的精确估计。仿真结果表明，所提方法在基于IEC 60255-118-1标准生成的频率偏移、谐波失真、噪声干扰和多重干扰等多种场景下，能够为从一阶到五十阶的所有谐波相量提供低于5 mHz的频率误差和1%的综合矢量误差。

摘要:基于电网换相型变换器的高压直流输电系统(line commuted converter based high voltage direct current, LCC- HVDC)易发生换相失败，引起整流站交流母线暂态过电压。针对交流暂态过电压威胁送端系统安全运行的问题，提出LCC-HVDC送端交流暂态过电压控制方法。首先，通过分析换相失败下整流站暂态过电压特性，解析了整流站锁相偏差对触发角控制的影响，量化了整流站锁相偏差对整流站交流暂态过电压的影响。然后，基于送受端无功功率平衡关系，提出了补偿整流站不平衡无功的直流电流计算方法。接着，提出了补偿触发角动态误差的触发角指令值计算方法。在此基础上，提出了基于不平衡无功与触发角误差补偿的直流输电系统送端交流暂态过电压控制方法。最后，通过仿真算例证明所提方法对LCC-HVDC送端交流暂态过电压具有显著抑制效果。

摘要:虚拟同步机(virtual synchronous generator, VSG)因可提高电网中的阻尼和惯量而备受关注。在线路呈现高阻抗比以及大功角工况下，针对VSG输出有功功率与无功功率之间存在严重的功率耦合问题，在前馈补偿策略的基础上，提出自适应前馈补偿控制策略。首先引入VSG的基本控制策略，分析功角对线路功率耦合的影响。然后，在前馈补偿策略的基础上，引入自适应前馈补偿功率解耦控制策略，通过自适应修改前馈补偿系数对功率耦合量进行补偿，消除有功功率和无功功率之间的耦合。建立基于所提自适应前馈补偿的小信号模型，分析所采用解耦策略对系统稳定性的影响。最后，通过Matlab/Simulink仿真验证该解耦控制策略不仅有效消除了功率环之间的耦合，还显著增强了VSG输出功率的暂稳态性能。

摘要:为提高互感器误差预测准确度，首先引入对立搜索算子策略、非线性收敛控制因子对传统海鸥算法进行改进，提出一种基于改进海鸥优化算法(improved seagull optimization algorithm, ISOA)优化变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)关键参数的方法，实现误差数据自适应分解。然后，基于多头注意力机制(multi-head attention, MHA)对误差影响特征交叉处理，挖掘各特征间关联性，通过强相关性特征与误差间关系建立弱相关特征与误差间深层联系，避免因数据浪费造成预测精度降低。并考虑训练集与测试集间关系，提出考虑样本相似性的长短期记忆神经网络(similar long short-term memory, SLSTM)，动态调整网络权重和偏置。最终构建MHA-CNN- SLSTM预测模型，并将预测值与实际值误差作为训练集再次输入预测模型，生成补偿数据补偿初步预测值，进一步提高预测精度。最后，以某实测互感器数据进行验证，结果表明所提模型具有更高的预测精度和更好的效果。

摘要:在低电压穿越故障恢复阶段，针对弱网下光伏并网系统无功回撤速度慢易导致暂态过电压的问题，提出了基于锁相环相位补偿的光伏逆变器低电压穿越快速无功改进控制策略。首先从相位跳变、锁相环动态、电网强度几个方面分析了常规光伏逆变器无功回撤速度不足的原因。然后根据光伏逆变器出口内电势与锁相环相角关系的机理分析，提出了基于相位补偿的锁相环改进控制策略。从无功控制需求出发推导了补偿相位的确定方法，并建立光伏并网系统单机电磁暂态仿真模型，验证了所提出的改进控制策略在三相对称、不对称、线路切除等故障场景下的有效性。最后基于RT-Lab搭建光伏发电并网系统半实物仿真平台，进一步验证了改进控制策略的有效性。该控制策略使光伏逆变器获得了更快的无功回撤能力，可有效抑制低电压故障恢复阶段的暂态过电压问题。

摘要:为了准确量化光伏功率波动，缓解分布式光伏接入配电网引起的电压越限风险，提出考虑预测误差不确定性和功率互济的配电网直流合环重构方法。引入概率潮流思想，分别建立基于高斯混合模型(Gaussian mixture model, GMM)的光伏功率预测误差以及由此引起的配电网节点电压偏差的概率分布模型。定义电压越限高风险节点，进而根据节点电压偏差的条件概率分布分析任意两节点合环重构的可行性。并通过计算合环节点间的待平衡功率，量化其作用于缓解电压越限的功率支援能力。在此基础上，提出以合环可行性和功率支援能力为主要约束，以最小化综合投资成本、运行损耗和节点电压偏差为优化目标的配电网直流合环重构模型。通过基于Matlab 2020a平台的IEEE 33节点测试算例验证了所提方法的有效性和优越性。

摘要:虚假数据注入攻击(false data injection attack, FDIA)是现代配电系统状态估计面临的主要网络攻击模式之一。为防御针对电力隐私数据安全的虚假数据注入攻击，提出了一种面向三相不平衡配电系统状态估计的分布式数据驱动FDIA检测模型和求解算法。结合配电系统不良数据检测原理，考虑节点电气隐私数据和专业攻击者的攻击偏好，提出了一种面向三相不平衡配电系统状态估计的多项式伪测量虚假数据注入攻击模式，通过基于变惩罚系数改进的交替方向乘子法(-alternating direction method of multipliers, -ADMM)进行分布式求解，保护数据隐私的同时实现高效准确地FDIA检测和篡改数据修正。通过在IEEE 123节点测试系统中设定不同攻击强度，分别与集中式方法和传统FDIA检测方法进行对比分析，验证了所提分布式检测算法的有效性。

摘要:为解决智能网联汽车(intelligent connected vehicle, ICV)移动充电调度困难问题，提出了基于无线能量交换技术的V2V(vehicle to vehicle based on wireless power exchange, V2V-WPE)能量交易模型，并基于广义纳什议价(generalized nash bargaining, GNB)理论对V2V-WPE能量交易市场进行建模。该模型构建了一种以交通路口为节点，利用无线电能传输装置作为通道的新型电气化交通能源网络，旨在实现车辆间的能量交易，并结合动态路网模型、OD矩阵分析方法和动态Dijkstra算法为ICVs规划行驶路径。最后，通过在能源分配系统(energy distribution system, EDS)中安装变压器以及并联电容器来管理网络上的电压和无功功率(voltage and reactive power, Volt-VAR)，同时将GNB问题分解为收益最大化问题(SP1)和能量交易问题(SP2)，并利用多面体逼近技术将SP1的非凸性问题转化为混合整数线性规划问题。仿真结果表明，参与调度的ICVs收益增加，参与市场的各个代理获得了更公平的利润分配，促进了移动网联汽车之间的能量交易。

摘要:随着大量新能源发电方式的并网以及超高压输电的普及，老旧变电站的接地网已经难以满足当今社会的安全需求，接地网的改造工作逐渐被提上日程。为了探究较为合理的接地网改造方式，基于IEEE std80-2000建立相关数学模型，研究接地网占地面积、接地导体长度以及耦合对接地网基本性能参数的影响。根据实际工程数据，利用CDEGS软件建立相关的变电站接地网模型，并提出6种优化改造方式进行仿真研究。最后综合不同方案下的仿真结果，应对各种工程情况，得到总体性能较为优异的优化方案。

摘要:新一代智能变电站使用采集执行单元统一采样，后续设备都将依赖此装置数据，因此该装置采样环节产生的异常数据会影响变电站保护、测控等多个系统的正常运行。如何高效地识别这些异常数据是电力系统采样中至关重要的部分，也是智能变电站安全性和稳定性的基础。传统的异常数据检测方法主要设计用于处理低采样率场景下偶尔出现的异常采样点。随着智能变电站采样率的提高和电磁干扰问题的加剧，采样时连续多个采样点同时异常成为普遍现象。这使得原有识别算法准确率降低，而未被识别的异常数据可能会造成后续测控装置精度降低甚至保护装置误动。针对传统检测方法的不足，提出基于密度的噪声空间聚类(density-based spatial clustering of applications with noise, DBSCAN)算法的交流采样异常数据识别实时算法。该算法利用异常数据与正常数据的空间密度差异，有效区分出密度较低的异常采样点，从而实现智能变电站异常采样数据的识别。相比于传统方法，所提方法在采样异常数据识别上具有更准确的结果。

摘要:针对配电网高阻故障判定阈值选取难、噪声影响大和识别精度低等问题，提出了一种基于改进堆叠降噪自编码器的高阻接地故障检测方法，从特征提取及网络模型两个层面增强检测方法的可靠性与抗噪性能。首先，结合时频数据处理手段刻画高阻接地故障与正常工况的物理特性差异，为构建故障样本特征库提供理论依据；其次，通过皮尔逊相关系数对时域、频域和时频域的故障特征进行分析与筛选，从而构造多域特征融合样本库，避免特征冗余现象；然后，利用极限学习机的强高维特征分类特性对堆叠降噪自编码器模型进行改进，以提高高阻接地故障分类器的鲁棒性和准确性；最后，在Matlab/Simulink中搭建10 kV配电网仿真模型进行算例分析。结果表明，该方法在-1 dB强噪声条件下仍有95.57%的高阻故障检测准确率，具有较高的工程实用价值。

摘要:针对分布式光伏接入配网后，利用传统算法计算线损存在较大偏差的问题，提出一种基于日累计发电量的光伏出力曲线分类重构方法，近似还原日出力曲线。将得到的日出力曲线数据用于基于电压修正的改进前推回代潮流法，计算配电网线损。首先进行数据预处理，建立基于受限动态时间弯曲距离(limited dynamic time warping distance, LDTW)的改进谱聚类(spectral clustering, SC)算法模型，对标准化的光伏出力曲线进行聚类，得出不同季节、不同天气下的典型出力模式。其次依据电量采集表获取的日累计发电量数据进行模式分类，并线性重构出力曲线。最后对重构后的出力曲线进行采样，采用基于电压修正的改进前推回代潮流法计算配电网线损。基于IEEE 33节点系统进行算例验证，将结果同实际光伏出力曲线计算所得线损结果进行对比。算例表明所提方法仅用光伏电表日累计发电量数据即可精确估算配电网线损。

摘要:我国虚拟电厂目前处于试点阶段，以邀约性质的需求响应为主，尚未形成可聚合多类资源并主动参与市场的综合类虚拟电厂。为解决虚拟电厂在我国建设与发展过程中面临的诸多问题，介绍了新型电力系统中“能量-信息-价值”三层网络的结构、内涵及相互关系，进而引出基于“三流融合”的虚拟电厂运行架构，并按照三层网络对相关问题进行分类。在能量层，对资源建模、源荷预测、调控技术及不确定性处理方面的研究现状进行综述，并分析了理论研究在工程应用中的难点。在信息层，探讨了通信时延、隐私保护及安全接入技术对虚拟电厂发展的重要意义。在价值层，分析了上层集中式参与和下层分布式协同的市场架构，并对虚拟电厂在点对点交易、辅助服务市场及多市场耦合等运行场景中的应用进行综述。最后，结合我国电力结构和电力市场发展现状进行总结，并提出虚拟电厂投资建设与运行的相关建议。