摘要:模块化多电平直流变压器(modular multilevel DC transformer, MMDCT)原边侧串联的子模块电容、桥臂电感及寄生电阻之间存在欠阻尼特性，实际运行中易引发频繁且持续的欠阻尼振荡，给系统的安全可靠运行带来挑战。为改善系统的欠阻尼特性，首先，建立了模块化多电平直流变压器原边侧的环流等效模型，揭示系统欠阻尼振荡产生的机理。其次，引入小量修正角实现每隔半个开关周期对环流抑制电压的修正，主动控制环流变化趋势，有效增强系统内部阻尼，从而抑制了暂态过程中的欠阻尼振荡。然后，采用功率前馈-电容电压环流双闭环控制策略，通过合理的参数设计，确保系统在多场景多工况下具备良好的动态响应性能。最后，通过仿真和实验验证了所提控制策略对MMDCT欠阻尼特性的改善作用。

摘要:配电网多元敏感用户生产信息的不透明，使得电压暂降对敏感负荷的影响难以通过构建显性函数来准确量化，进一步限制了配电网运行韧性提升策略的有效性。为解决上述问题，提出了基于数据物理混合驱动的配电网运行韧性评估与提升方法。类比传统韧性指标及其定义构建了计及电压暂降对敏感用户影响的运行韧性指标。考虑到不同敏感用户对电压暂降的耐受特性不同，构建电压暂降轨迹特征体系以表征电压暂降下不同敏感负荷的响应特性，提出了数据驱动的配电网运行韧性评估模型。在此基础上，将数据驱动的韧性评估流程嵌入多目标储能优化配置的物理模型中。最后以IEEE33节点配电网为例进行算例分析。结果表明，所提数据物理混合驱动的储能优化配置模型能够解决电压暂降特征与运行韧性指标之间函数关系式难以显性表征的问题，能够在保障配电网运行经济性的同时改善运行韧性评估结果。

摘要:海上风电场并网往往加剧了接入点所在区域的无功电压波动，现有的自动电压控制策略难以适应其无功调节需求。为此，以节能为导向，提出了一种适用于海上风电场并网点的实用化无功趋优控制区间整定方法。首先，结合海上风电场的运行特性，研究了并网区域的有功损耗二次曲线。然后，根据海上风电场的有功出力能力进行有功出力场景划分。并通过以有功损耗差值最小为原则给定趋优代价，根据趋优代价求取无功趋优控制区间。最后将不同场景下的一系列区间通过半不变量法进行整定得出差异化的无功控制区间上下限定值。基于实际海上风电场并网场景进行仿真实验，表明所提无功趋优区间定值的应用可以显著提高并网区域的能效和电压稳定性，为海上风电场并网的无功控制提供了一种有效的解决方案。

摘要:随着全球气候变化导致台风灾害事件频发，电力设备的故障率大幅上升，严重威胁到电网的安全可靠运行。为提高电力系统韧性，提出一种台风灾害下考虑源网荷协同优化的安全约束机组组合(security-constrained unit commitment, SCUC)复合决策方法。首先，结合台风历史数据以及Rankine风场模型，构建风机出力以及线路故障模型。在此基础上基于状态抽样法构建待决策故障场景不确定集。然后分别构建SCUC、减载和线路恢复不同应对策略的决策模型。同时采用鲁棒优化处理线路故障的不确定性，并将其作为虚拟主体“台风灾害”引入由上述各决策模型作为博弈主体所构建的多主体博弈模型。最后结合迭代搜索法进行求解。仿真结果验证了所提方法能够在保证系统运行经济性的同时最大限度地减少负荷损失，提升电力系统在台风灾害下的韧性水平。

摘要:虚拟电厂(virtual power plants, VPP)可为电网运行提供容量可观的备用资源。准确评估和量化VPP的备用是VPP参与电网调控的关键。然而，分布式新能源出力、负荷用电、电价等具有较强的不确定性，可能导致传统基于确定性方法的备用评估结果不可靠。为此，结合VPP的特征，提出了考虑多重不确定性的可信备用定义及评估方法。首先，给出了VPP架构和可信备用定义。然后，构建了考虑各类资源聚合的VPP提供备用的模型。通过蒙特卡洛模拟各类不确定因素，利用核密度估计法确定具有不同置信度的可信备用集合，有效量化了VPP的可信备用。最后，以典型VPP为例进行仿真，验证了所提方法能够有效地刻画多重不确定性条件下VPP所能提供备用的概率特性，能够为调度机构提供更全面可靠的备用信息。

摘要:高比例新能源接入电网给电力系统安全稳定运行带来了新的挑战。现有的短路电流计算方法难以满足电力系统快速计算的需求，当新能源的渗透率增加时可能出现收敛性变差的问题。提出了一种基于牛顿法和拟牛顿法自适应结合的高比例新能源接入电网故障计算方法。首先，分析了新能源的控制策略对短路电流的影响，建立了新能源故障稳态阶段的等效模型。其次，针对牛顿类迭代算法计算速度与收敛性难以同时满足的问题，建立了新能源接入场景下迭代算法的不收敛预判据与效率判据。根据自适应选择判据在收敛性和效率的约束下选择算法实现故障电流的求解。最后，采用含新能源的改进IEEE33节点算例进行验证。结果表明，与传统方法相比，所提计算方法在计算速度和收敛性方面均具有优越性。

摘要:因储能在充放电模式下潮流流向截然不同，所以与同步发电机甚至光伏电站相比，光储电站的故障特性存在显著差异，传统电流差动保护面临更高的拒动风险。为此，以含有“共享储能”的交流耦合光储电站为对象，首先着重分析推导了储能电站在充放电模式下的短路电流相角变化特性及其计算表达式。进一步分析了交流耦合光储电站的短路电流变化规律，从而揭示了光储电站分别作为电源和负荷运行时，传统电流差动保护不正确动作的成因。针对所存在的问题，提出了自适应调整等值阻抗幅值比的纵联保护新原理。利用线路两侧等值阻抗比，识别区内外故障及正常运行工况。同时通过引入等值阻抗调整系数，放大区内故障下线路两侧等值阻抗之间的差异，以实现即使高比例光储电站接入线上发生高阻故障，所提保护仍能够正确可靠动作。最终，基于PSCAD/ EMTDC搭建了含交流耦合光储电站电网的电磁暂态模型，验证了所提保护的动作特性。

摘要:针对交、直流侧分别并联的储能变流器有源前端模块化交错并联带来的零序环流问题，提出一种基于无差拍算法的改进环流抑制策略。首先，分析并联模块交错调制对环流的影响，给出系统在三相静止坐标系下的数学模型，并建立交错并联系统环流等效电路。然后，设计了环流控制器，环流控制通过计算每个模块的环流大小，得出各个模块的零矢量调节参数。其次，对相应模块控制过程中空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation, SVPWM)的零矢量进行调节来抑制环流。最后，通过实验验证了该方法能够更有效地实现环流抑制和均流控制，并将系统效率提高了2.1%。

摘要:为提高低碳园区综合能源系统(regional integrated energy system, RIES)的低碳性和可再生能源消纳率，提出一种考虑电转气(power-to-gas, P2G)、碳捕集装置(carbon capture and storage, CCS)和氢燃料电池(hydrogen fuel cell, HFC)协调运行的RIES低碳经济调度方法。首先，根据传统火电机组集中碳排放的特点，加入CCS打造更具灵活性的碳捕集电厂(carbon capture power plant, CCPP)。其次，在两阶段P2G中加入HFC，细化氢能使用，建立P2G-CCS-HFC整体模型，在氢能平衡约束条件下，分析不同设备决策对整体模型优化成本的影响。同时，在供能侧和需求侧分别引入绿证-碳交易和综合需求响应双重市场机制激励。最后，考虑风光不确定性，以风光历史数据为基础，构建考虑场景分析和数据驱动的、以最小化总成本为目标函数的RIES分布鲁棒调度模型。基于算例的仿真结果表明，该方法可有效降低碳排放水平，促进新能源消纳，为区域综合能源系统低碳经济调度等研究提供参考。

摘要:随着可再生能源占比的提升，气电联合配网(integrated electricity-gas distribution systems, IEGDS)发展迅速，其研究的必要性也随之凸显。为解决IEGDS考虑可再生能源接入后的多设施规划及可靠性评估问题，提出了考虑可靠性约束的IEGDS分布鲁棒优化(distributionally robust optimization, DRO)规划模型。可靠性评估通过系统平均中断频率指标(system average interruption frequency index, SAIFI)与预期能源未供应指标(expectation energy not supplied, EENS)量化，给出一种显式可靠性评估模型。利用Wasserstein距离衡量的DRO规划模型来处理可再生能源出力、电与气负荷的随机性。最后经过案例分析得出，投建设施种类的增加不仅能降低总成本，还能提高系统运行可靠性与灵活性，可再生能源出力与气电负荷的不确定性导致总成本提升60%以上。随着可靠性要求提升总成本也随之提高，但得到的方案在实际应用中更具价值与参考性。

摘要:针对小样本风力发电机齿轮箱给故障检测模型带来的过拟合和泛化能力差等问题，提出了基于强化学习马田系统(reinforcement learning Mahalanobis-Taguchi system, RLMTS)的故障检测模型。首先将经过正交表和信噪比筛选后的特征作为初始马氏空间，其次利用强化学习和给定规则对其进行探索和优化，最后采用蚁狮优化器对传统马田系统的阈值确定方式进行改进。实验结果显示，RLMTS适用于不同小样本量下的故障检测，且与17种比较方法相比，RLMTS诊断性能更优，鲁棒性更强，适用性更广，更适用于小样本风力发电机齿轮箱的故障检测。RLMTS有利于提高齿轮箱运行的可靠性、高效性和安全性，同时降低维护成本，进而保障风力发电的稳定性和高效益。

摘要:开发海上风电基地具有统筹布局、统一规划的优势。小规模海上风电场送出规划方法不再适用于千万千瓦级海上风电基地，其送出系统规划包括海上风电基地分区、海上升压站及汇集站选址、输电线路及并网点优选。鉴于此，提出一种基于编码规划矩阵的海上风电基地送出系统规划方法。首先，提出改进K-means法对海上风电基地进行分区。其次，考虑到海上风电基地风电机组容量的不同及海缆线路损耗，采用改进重心法对海上汇集站和升压站进行选址。然后，以经济性最优为目标，建立基于编码规划矩阵的海上风电基地送出系统规划模型，实现海上风电基地分区、海上升压站和海上汇集站选址、海缆选型和并网点优选的协同规划。最后，通过某实际规划的海上风电基地进行仿真验证，结果表明所提方法较传统规划方法求解更迅速，规划结果更经济。

摘要:传统的电导增量法存在内部参数无法适应外部光照变化和外部光照变化时算法误判两个缺陷。为此，提出一种基于光照预分组和电压变化趋势判别的改进电导增量法。首先，该方法通过将光照水平预分组，预先计算出各分组下算法的最佳参数，根据外部光照所处分组分配算法参数以适应外部光照水平的变化。其次，分析了算法发生误判问题的原因，根据光照变化趋势与功率变化趋势间的关系来预测误判问题的出现。在预测到算法出现误判的情况下对电压趋势进行取反处理，从而避免误判问题的发生。最后，搭建光伏系统仿真模型对改进方法进行验证。仿真结果显示所提改进电导增量法具有较好的响应速度和稳定性。

摘要:光伏直流汇集系统具备效率高、成本低以及稳定性好等优势。其中，多端口、模块化的直流汇集系统有可控性强和便于升压的特点。然而，各发电单元间的功率失配易导致模块输出电压失衡，制约了发电效率与系统稳定性。为此，提出一种基于光储协调电压自均衡技术的两级升压式直流汇集方案。首先，基于异构子模块混合，构建了输入独立输出串联(input-independent-output-series, IIOS)型光伏直流汇集系统结构。在保障各模块输出电压自均衡的前提下，实现了独立光伏单元的升压汇集。其次，IIOS经隔离型MMC直流变换器实现二级升压，降低了各级升压需求。最后，在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型。仿真结果表明，所提光伏直流汇集方案可靠性好、效率高，在发电单元功率严重失配的情况下也能保证优异的发电效率和系统稳定性。

摘要:双碳战略下，新能源电源渗透率的不断提升导致电力系统转动惯量降低，具备同步机的惯量和电压支撑能力成为并网变流器的重要运行需求。为此，首先提出了一种基于跟网型框架的功率控制型静止同步机控制策略。该策略通过参考功率点跟踪环和电压电流双闭环实现对同步机电压频率支撑特性的模拟。然后，建立了功率控制型静止同步机并网系统的状态空间模型，分析了控制参数对系统稳定性的影响，比较了所提控制与经典跟网型、构网型以及基于测量频率微分值(rate of change of frequency, RoCoF)的惯量控制的运行特性及适用场景。最后，基于PSCAD/EMTDC搭建的电磁暂态仿真模型验证了所提静止同步机控制策略的有效性。

摘要:使用单芯不对称移相变压器(single-core asymmetric phase shifting transformer, SAPST)进行柔性合环操作可提高传统配电网合环成功率。但SAPST本身复杂的结构和本体特性增加了保护装置配置的复杂性，易引起保护装置拒动、误动，降低保护灵敏度。针对上述问题，提出一种含SAPST合环网络自适应电流保护方法。首先，建立含SAPST合环网络的等值模型，分析SAPST接入对传统电流保护的影响机理。然后，基于SAPST挡位信息，利用故障复合序分量关系计算短路电流构建I段保护方案，通过调整分支系数构建II段保护方案。同时设计保护方案切换判据以实时评估合环状态，并制定合环保护方案流程图。最后，基于PSCAD/EMTDC以及RTlab半实物仿真平台对所提保护方案进行验证。实验结果表明，所提方案具有较高的选择性与可靠性，为SAPST的工程应用提供了理论支撑。