摘要:抽水蓄能具有突出的能量密度和功率密度优势。借助其快速响应和灵活调节能力，能够有效平抑新能源出力随机波动，提高系统频率稳定性。针对抽水蓄能如何融入电力系统频率稳定控制问题，提出一种基于转速保护的变速抽蓄自适应综合惯量控制策略，并采用优化思想对控制参数进行求解。在考虑短期频率变化率(rate of change of frequency, RoCoF)预测及变速抽蓄自适应综合惯量控制响应系统频率变化的基础上，对传统电力系统低频切泵策略进行改进，提出定速抽蓄自适应低频切泵控制策略。通过不同场景下的仿真验证，结果表明，将变速抽蓄自适应综合惯量调频控制策略与改进低频切泵策略相结合能够更好地适应高比例新能源电力系统，提升系统的频率调节性能。

摘要:针对故障情景下风电场等值模型精度偏低的问题，提出了一种考虑低压穿越(low voltage ride through, LVRT)功率特性的风电场多机聚合辨识等值建模方法。首先，基于风电机组LVRT期间有功功率动态特性的典型差异对风电场进行初次分群。其次，采用基于动态时间规整(dynamic time warping, DTW)度量的多路谱聚类(Ng-Jordan- Weiss, NJW)算法实现机群的二次划分，得到最终两阶段分群结果。然后，针对聚合所得的风电场多机等值模型，采用参数灵敏度分析方法来确定需要优化的重点参数，以各参数聚合值为初值，同时结合单机分步辨识、多机依次辨识以及等值阻抗辨识3种策略，实现风电场整体等值参数的优化。最后，对比了不同方法的拟合曲线及等值误差，结果表明所提方法有效提高了等值模型的精确性与适应性。

摘要:由于开关器件故障是有源中性点箝位(active neutral point clamped, ANPC)三电平逆变器故障的主要类型，快速定位故障器件对提升ANPC三电平逆变器的可靠性具有重要意义。针对ANPC三电平逆变器开关器件开路故障，从传播路径的角度分析了不同调制算法下开关器件故障对输出电流的影响以及输出电流与负载侧电压的相位差对故障电流波形的影响。以三相输出电流作为故障特征量，提出一种基于切换调制策略的ANPC三电平逆变器开路故障诊断方法。首先采用电流平均值法先对故障开关器件的大致范围进行判定，然后切换调制策略以实现故障器件的精确定位。最后，通过仿真与实验验证了该方法可以在1个基波周期内实现故障定位，具有检测速度快、抗干扰能力强的优点，且无需额外增加用于故障检测的传感器。

摘要:风电机组参与一次调频期间会产生附加机械载荷，影响机组安全稳定运行。为明确风电机组参与一次调频对机械载荷的影响机制，建立了含综合惯量控制的风电机组机械结构动力学模型，分析了综合惯量控制对叶片、塔架及传动轴系载荷的影响。针对风电机组参与一次调频会激发传动轴扭振和塔架侧向振动的问题，首先，在综合惯量控制的基础上，提出了根据风电机组转速和频率变化动态调节虚拟惯量系数和下垂系数的方法，提升风电机组的调频性能。其次，提出了基于转矩补偿的扭振抑制策略，提高轴系的等效阻尼和等效刚度。搭建了基于OpenFAST和Matlab的风电机组机电耦合仿真模型。仿真结果表明，所提策略提升风电机组频率支撑能力的同时，减小了调频过程中传动轴和塔架的附加机械载荷。

摘要:在多端直流配电系统中，定功率控制负载变流器的恒功率特性会降低系统阻尼，易引发直流电压和直流电流振荡，导致系统失稳。为此，提出一种基于直流电压前馈的相位补偿控制策略。首先，推导了负载变流器的直流侧阻抗模型，并基于连分式理论对阻抗模型进行降阶，得到一阶阻抗模型。其次，基于一阶阻抗模型分析出影响负载变流器负阻尼特性的主导因素，进而推导出基于直流电压前馈的相位补偿控制策略，可在全频段将负载变流器阻抗校正为正阻尼特性，从而提高直流配电系统的稳定性。最后，以三端直流配电系统为例，通过Simulink仿真和StarSim硬件在环实验，验证了所提控制策略的有效性。

摘要:针对传统“源-网-荷-储”(source network load storage, SNLS)系统的可再生能源渗透率低及电能质量差等问题，提出了一种可植入统一电能质量调节器(unified power quality conditioner, UPQC)的SNLS系统最优控制方案。该方案通过基于粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)的极限学习机(extreme learning machine, ELM)方法实现。在多目标优化运行方案中：第一个优化目标为最大化光伏阵列发电量；第二、三个优化目标分别为最小化负荷电压偏差和最大化网侧功率因数；第四个优化目标则为最大化变换器的利用率。由于多目标优化问题不易实时求解，提出了一种基于优化目标优先权顺序的分层优化思想，将多目标优化问题简化为若干个单目标优化问题。然后，通过将求解的所有最优解集训练为PSO-ELM代理模型，以实现所提策略的快速精确执行。最后，通过仿真验证了所提方法的有效性。算例表明所提策略可提升可再生能源的消纳率与系统变换器的利用率，并优化电能质量。

摘要:针对电力系统中模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)在故障诊断过程中存在提取特征信息易遗漏、诊断精度低和计算量大等问题，提出一种基于模态时频图与残差网络(residual network, Resnet)-双向门控循环单元(bidirectional gated recurrent unit, BiGRU)模型的分立化MMC开路故障诊断方法。根据开路故障特性，合理选择输出相电流和桥臂电压作为故障参量。使用改进灰狼优化算法搜寻自适应噪声完全经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise, CEEMDAN)过程中的最优参数，结合CEEMDAN最优参数将故障参量分解为敏感且优质的固有模态(intrinsic mode function, IMF)分量并进行重构。为充分挖掘重构信号中的敏感成分，利用连续小波变换将重构信号转化为模态时频图；将不同故障类别下的模态时频图输入到Resnet-BiGRU模型中进行训练、测试并输出诊断结果，完成对故障桥臂的诊断与子模块中故障绝缘栅双极型晶体管(insulated-gate bipolar transistor, IGBT)的定位。实验结果表明：其诊断故障桥臂与定位子模块中故障IGBT的准确率分别达到98.63%和99.87%，诊断精度高；诊断过程拥有秒级响应时间；与其他方法相比，所提方法在小样本、数据不平衡和噪声干扰等极端条件下具有较高准确率，为电力系统故障诊断提供了一种新思路。

摘要:针对传统电力设备红外图像超分辨率重建方法缺乏对设备局部纹理特征和全局温度分布的考虑导致重建后图像分辨率较低的问题，提出一种基于Transformer-GAN聚合网络的电力设备超分辨率重建方法。首先，基于移位卷积设计电力设备局部特征提取模块，在不增加参数情况下扩展卷积的感受野，提取电力设备局部纹理及其周围不同空间维度特征的信息。然后，引入全局特征提取模块，通过深度卷积和空间注意力机制捕捉图像不同区域间温度分布的关联性。最后，采用UNet编解码器网络融合各层局部特征和全局表示，生成清晰自然的电力设备红外图像。算例结果表明，所提方法的峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio, PSNR)、结构相似性(structural similarity, SSIM)、和视觉信息保真度(visual information fidelity, VIF)三项评价指标均优于其他方法。同时它具有良好的主观视觉效果，泛化能力较强。

摘要:科学、合理的能源站规划方案综合评价方法，对于新型能源体系的规划建设与发展具有重要意义。针对现有评价方法未综合考虑能效-能质-碳效，且评价指标体系中存在同向性指标的问题，首先，提出基于专家信任传播关系的评价指标筛选方法。然后，基于能源站的基本特征，建立了计及能效、能质、碳效、安全、灵活和经济社会效益的能源站规划/运行综合评价体系，提出了基于标准间冲突性相关性-多准则妥协解排序(criteria importance through intercriteria correlation-vlsekriterijumska optimizacija I kompromisno resenje, CRITIC-VIKOR)法的能源站规划方案综合评价方法。最后，通过算例验证了所提方法可以量化评估能源站的规划/运行综合效益，明确给出不同方案的排序，并检验了该方法的适用性和稳定性。

摘要:分布式电源、电动汽车和储能等高比例接入配电网，提高了配电网的智能性、可控性，同时也对配电网的优化调控提出了更复杂的经济安全要求。针对实时量测缺失的配电网在线优化调控问题，提出一种基于特征匹配和灵敏度辅助决策的配电网优化调控方案。首先，构建了考虑不同运行特性下的配电网历史特征库与策略库，提高特征匹配的精度和速度，通过源网荷储协调优化有效降低了网络损耗和电压波动。其次，提出了基于特征匹配的配电网匹配策略生成方法，摆脱了潮流模型的限制，大幅提升了实时优化效率。最后，为了修正特征匹配偏差引起的策略误差，提出了计及部分实时量测的配电网在线优化调控辅助决策方法，设计基于系统匹配偏差率的指令权重系数，提高了在线调控指令的精度。通过算例仿真验证了所提方案的准确性和可行性。

摘要:高压输电线路在不同负载下线长动态变化，进而影响基于固定线长的行波测距结果。考虑架空地线不受负荷影响，以地线为参考，应用图像识别定位技术标定地线、输电线相对坐标，并基于架空线路方程的理论推导实现输电线长动态修正。考虑输电杆塔等高、不等高场景，以悬链线方程为基础，转换应力/比载之比为单一变量，对应图像识别定位的地线-输电线高差H构建输电线长修正模型。进一步考虑视觉下的等间隔多点高差分布，应用曲线拟合技术，实现输电线长动态修正。最后将修正线长应用到单端和双端行波测距中，并提出基于最小误差的综合行波测距权重分配，仿真验证了所提线长修正效果及其测距精度。

摘要:“风火打捆”是当前风电集中外送的重要形式之一，研究风火打捆系统暂态稳定性问题具有重要意义。针对双馈风机在故障清除后电压、电流以及功率的时变特性对风火打捆系统首摆功角稳定性的影响，建立了涵盖双馈风机动态特性的时变阻抗模型。然后应用扩展等面积定则构建了风火打捆系统等值单机无穷大模型。解析了风机有功恢复对暂态功角曲线的六种影响情况。应用等面积定则分析不同情况下有功恢复速率对系统首摆幅值的影响，揭示了不同系统参数下有功恢复速率对首摆稳定性的影响规律。基于上述理论分析，提出了改善首摆稳定性的双馈风机有功恢复控制策略。最后通过仿真验证了理论分析的正确性。

摘要:为了解决负荷特性复杂导致负荷预测精度低的问题，提出了一种GWO-VMD和级联MCNN-MMLP双残差网络的短期负荷预测模型。首先，利用由灰狼算法(grey wolf optimize, GWO)优化的变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)对原始负荷数据进行处理，降低原始负荷数据的复杂程度。其次，使用多尺度卷积神经网络(multiscale convolutional neural networks, MCNN)和多层感知机(multi-layer perception, MLP)结合的双残差神经网络对各个模态进行迁移学习训练和预测，并在MLP网络中引入多头注意力机制弥补网络信息瓶颈问题。最后，再次使用MCNN-MMLP双残差模型对初步预测的误差进行预测并校正初值，从而进一步提升预测精确度。通过对实际负荷数据进行分析，本模型的均方误差为5.024(MW)²、均方根误差为2.241MW、平均绝对百分比误差为0.160%，决定系数为0.996，各性能指标均优于其他传统及智能负荷预测方法。

摘要:目前针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)系统的稳定性研究主要围绕在传统的双闭环控制，如何拓展到其他控制成为了难点。针对此问题，首先，基于多谐波线性化法提出了一种采用嵌入式重复控制器的MMC系统精确阻抗计算方法，建立了MMC的交直流侧阻抗模型，实现了嵌入式重复控制器交直流阻抗的准确计算。其次，分析了控制参数对MMC交直流侧阻抗特性的影响，研究得出嵌入式重复控制器的比例系数、内膜系数、增益系数及其他环节参数等因素对系统稳定性的影响。进而解析各参数对系统稳定的影响趋势和程度，为并网MMC系统嵌入式重复控制的参数设计提供了指导。最后，对比了接入不同强度电网时的系统稳定性。仿真结果验证了嵌入式重复控制系统在弱电网下的可行性，保障了MMC的稳定运行。

摘要:针对微电网终端模式多元化对其可靠性评估带来的问题，提出了计及终端模式参与度的加权秩和比综合评估方法｡首先，从主维度和交互维度建立可靠性评估指标体系，并提出“负荷风光比”和“负荷储能容量比”两个新指标。然后，引入博弈论将网络分析法(analytic network process, ANP)与熵权法(entropy weight method, EWM)结合,得出各指标的组合最优权重。为更好体现出不同终端对微电网可靠性的影响，根据指标类型引入不同终端模式下各指标参与度函数。最后，基于微电网终端模式和指标类型的差异，提出基于终端模式参与度的加权秩和比法(participation-weighted rank-sum ratio, PWRSR)计算综合评价值。以某市的实际数据进行仿真验证。结果表明，所提方法可以充分考虑在不同终端模式下微电网内部的交叉影响，得到更全面、准确的评估结果｡