摘要:为缓解偏远地区电力系统灵活性资源短缺问题，减少风、光电站因其出力波动性和不确定性造成的经济损失，提出一种考虑流域小水电农排灌溉聚合效应的抽蓄体水库容量优化配置方法。首先，充分挖掘农排灌溉站在不同季节的闲置容量，联合小水电构建抽蓄体。然后，以场景集描述不同季节风、光、水的不确定性。基于Gale-Shapley双边匹配机制，风、光电站作为选择方，以经济收益最大为目标建立优化模型。以抽蓄体作为接受方，建立双层优化配置模型。上层以年利润最大为目标建立水库容量配置模型，下层以聚合收益最大为目标建立聚合体优化模型。最后，采用粒子群算法与CPLEX求解器对模型进行求解。算例分析表明，所提方法能充分发挥抽蓄体的灵活调节能力，有效应对风、光出力的波动性和不确定性。

摘要:为避免混合多端直流输电系统重合于永久性故障对系统造成二次危害，提出一种基于电网换相型换流器(line commutation converter, LCC)注入信号的永久性故障识别方案。首先，利用LCC的故障控制能力，对LCC触发角施加附加控制策略实现信号注入，分析确定了注入信号的频率、时长、幅值，提出一种基于LCC的信号注入策略。其次，分析了不同故障性质下信号注入后电压在分布参数模型下的差异性，发现了不同故障性质下由于线路模型差异导致本端电压测量值与对端电压计算值幅值差异明显。最后，结合上述幅值差异性构造归一化面积差，实现永久性故障识别。结合PSCAD/EMTDC仿真结果可得，所提方案仅利用单端数据，不受数据通信影响，且无需仿真整定，能够可靠识别永久性故障，可以耐受400 Ω过渡电阻和40 dB噪声干扰，适用于1500 km及以下长度线路。

摘要:随着分布式新能源和灵活可调负荷大量接入新型电力系统，考虑电力电量的平衡体系难以满足日益复杂的源荷特性以及供需关系，给新型电力系统供需协同运行带来了极大的挑战。为充分利用配电网中灵活性源荷资源的调节特性以提高电网的自平衡能力，提出了一种基于多准则决策的新型电力系统自平衡能力评估方法。首先，构建了新型电力系统自平衡能力的评价指标体系，以有效量化配电网的自平衡水平。其次，提出了一种基于多准则决策的自平衡能力评估方法，建立了基于偏好顺序结构的自平衡评估模型。最后，通过算例分析以及历史数据验证了所提方法的有效性。评估结果可指导新能源、需求侧响应等灵活性调节资源的建设，以适应新型电力系统在多时间尺度和多应用场景下对灵活可调资源的需求。

摘要:灵活接地系统的保护主要采用小电阻接地系统的定时限零序过电流保护，适应过渡电阻能力较低，导致现有方法难以有效检测出故障馈线。针对这一问题，提出了一种基于零序电流幅值比与相位差的检测方法。首先，通过时域方程分析小电阻投入后各馈线与中性点的零序电流。其次，结合配网固有参数，得出小电阻投入后各馈线幅值比与相位差的具体差异。最后，通过比较故障馈线与中性点零序电流的幅值比，发现其明显大于健全馈线，由此构造判据1。通过分析故障馈线与中性点零序电流的相位差，发现其与健全馈线相差90°，由此构造判据2。仿真与实测结果表明，该方法能够准确实现灵活接地系统的单相高阻接地故障检测，且不受电流互感器反接、数据缺失、间歇性电弧以及强噪声的影响。

摘要:局部放电是表征电力设备绝缘状态的重要指标，研究局部放电辨识对保障电力设备及电网安全运行意义重大。然而局部放电信号微弱，不同类型局部放电特征差异小，现有基于单数据源的局部放电监测方法信息利用率低、辨识精度有限。为此，提出了一种基于声光融合成像特征解析的电力设备局部放电精细识别方法。首先，对采集到的放电音频和声像图进行滑动特征提取，构成声光融合特征矩阵。其次，将特征矩阵嵌入多元时间序列，利用门控双轴编码模型并行地从时间轴方向和特征轴方向进行信息抽取、权重分配及特征重组。最后，计算重组特征向量属于各个类别的概率，实现局部放电高精度辨识。结果表明，所提方法能够实现对多种放电类型的精确识别，其准确率可达98.32%，相较基于单数据源特征的局部放电辨识表现出更好的检测效果。

摘要:在负荷识别领域中，仅使用单一负荷特征难以有效区分相似轨迹的负荷。为解决这一问题，提出了一种基于多V-I(电压-电流)轨迹融合的非侵入式负荷识别方法。该方法首先对高频采样数据进行预处理，从中提取基波电压(V₁)、基波电流(I₁)以及最大谐波电流(I_{h max})。随后使用基波电压分别与基波电流和最大谐波电流相结合，构建了V₁-I₁轨迹和V₁-I_{h max}轨迹。最后将这两种轨迹特征输入到二维卷积神经网络(2D convolutional neural network, 2D-CNN)中进行负荷分类，通过PLAID和WHITED两个公共数据集进行验证，所提出的负荷识别方法的准确率高达99.66%和99.81%。该实验结果表明，所提方法不仅增加了信息量，还提高了负荷识别的准确率，在实际电力监控和负荷管理中具有应用价值。

摘要:建立了一个包含综合能源系统运营商(integrated energy system operator, IESO)、基于碳捕集系统(carbon capture system, CCS)的能源供应商(energy supplier, ES)以及考虑需求响应的负荷聚合商(load aggregator, LA)的综合能源系统(integrated energy system, IES)数字孪生模型系统。首先，构建了IES系统模型，针对不同系统类型制定相应的约束条件，同时引入弃风弃光惩罚方法。其次，采用一种基于主从博弈的IES分布式协同优化运行策略，并结合遗传算法和二次规划算法求解模型，得到IES最优调度方案。在该主从博弈的框架中，IESO作为主导者，与CCS的ES和考虑需求侧响应的LA作为跟随者协同优化，优化IESO的定价策略、ES的出力计划和用户需求。通过数字孪生系统获得实时的IES数据，对不同维度、不同格式的数据进行统一处理分析后，再利用所提方法进行优化，得到IES最优决策方案。最后，通过数字孪生模型获得IES基础运行数据并基于扩展的IEEE39节点系统和6节点供暖系统仿真实验得到了IESO最优价格策略、ES最佳出力计划及LA最佳用能计划，使得供能更加经济、用能更加合理。基于数字孪生模型的主从博弈的决策方法能够使电网摆脱对历史运行数据的强依赖，降低决策的外推误差，实现IES优化决策技术升级。

摘要:针对传统光伏功率预测算法无法获取准确云层状态信息和预测精度低等问题，提出一种基于地基云图与双流数据融合的光伏功率预测算法。首先，利用地基云图提供的精确云层状态信息，结合稠密光流法获取相邻帧图像间的时空特征与细节变化特征。其次，结合卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)在特征提取上的优势和残差网络在模型学习中抑制信息丢失上的优势，提升预测模型对光伏功率与图像数据间长期映射关系的学习能力。此外，引入注意力机制弥补模型训练过程中关键信息利用不充分的缺陷。实验结果表明，地基云图与光流数据的加入为多云天气提供了更多时空特征。与基准模型相比，其晴天与多云情况下均方根误差(root mean squared error, RMSE)指标和平均绝对误差(mean absolute error, MAE)指标分别降低了15.50%、11.65%、4.05%与5.15%，有助于充分利用云层运动状况来实现准确可靠的光伏电站输出功率预测，提升光伏电站调度工作的及时性与准确性。

摘要:海上风电低频输电线路故障受双侧电力电子换流器控制策略影响，其故障特征以及对传统保护的影响较为复杂。基于双端换流器控制策略和故障复合序网，从理论上分析传统电流差动保护的适应性，得到存在拒动风险的结论。结合故障后电压、电流波形特点，提出基于差动正序分量波形相似度的保护方法。该方法首先提取线路两侧保护安装处电流与电压的故障分量，利用对称分量法得到故障分量所对应差动电流与差动电压的正序分量，对正序差动电压进行修正。然后，利用改进余弦相似度计算差动电流与修正差动电压正序分量的相关程度，通过相关性的差异来识别区内、外故障。最后，在PSCAD中搭建了海上低频输电系统模型，对线路中发生不同故障位置、故障类型、不同过渡电阻和采样频率的故障情况进行分析，验证了所提保护方法的快速性和有效性。

摘要:扰动类型及扰动发生的区域位置信息对互联电网稳定分析与调控具有重要作用。为此，提出了一种基于S-Koopman能量矩阵的扰动事件分类及区域定位方法。该方法利用子空间最优模式分解算法(subspace optimal mode decomposition algorithm, Sub-OpMD)计算得到包含随机系统动态信息的S-Koopman算子的低维最优矩阵。并根据最优低维矩阵的特征分解结果构建S-Koopman能量矩阵。S-Koopman能量矩阵与系统动态行为相关；其行/列向量可以提取系统扰动事件发生后的不同特征数据以及不同位置PMU数据波动强弱。并进一步根据不同扰动类型以及扰动区域下的PMU数据动态变化规律，提出系统扰动事件分类及区域定位的量化评估指标。新英格兰10机39节点仿真系统和CEPRI-SSFS 197节点实际系统的计算和分析验证了所提方法的合理性、有效性和准确性。

摘要:风电的强随机性和波动性给电力系统运行可靠性带来新的挑战。传统可靠性评估方法在计及风电等可再生能源出力时，难以兼顾经济性和鲁棒性，这导致在高比例风电渗透率下系统运行可靠性的评估结果过于乐观或保守。为此，对高比例风电电力系统运行可靠性进行了建模，并对该系统运行的可靠性进行分析与评估。首先，构建一类基于数据驱动的两阶段分布式鲁棒最小费用模型。在第一、二阶段分别确定最优调度方案、最小切负荷量和弃风量，并引入条件风险价值对系统支路运行风险进行刻画与约束。其次，基于系统可用风电出力历史数据构建1-范数和∞-范数的不确定集，并采用列与约束生成算法求解模型。最后，通过IEEE-RTS79节点系统仿真分析所提模型在不同风电渗透率场景下的有效性和鲁棒性。

摘要:在电-氢-交通耦合背景下，针对加氢站和充电站单独规划导致的资源利用率低、空间布局分散等问题，提出一种基于用户出行路径与充能特性的电氢一体化站选址规划模型。该模型通过分析新能源汽车用户的出行链特征，并利用改进Dijkstra算法预测电动汽车、氢能源汽车的差异化充能需求。构建以投资和用户成本最小为目标、综合用户与投资者的成本效益及电-氢能源转换为约束的融合路网出行特征的电氢一体化站规划模型，并采用Voronoi图划分结合粒子群算法对模型进行求解。以某市主城区为算例进行分析，通过对比不同规划条件下的设施布局效果，验证了所提模型在提升能源设施协同性方面的优势。研究结果表明该方法能够通过电氢一体化站的耦合充能分析，在降低用户出行成本的同时促进交通能源网络的弹性提升，为多能互补型充能设施的规划提供了兼顾技术可行性与经济合理性的解决方案。

摘要:由于含直流系统馈入的交流系统中含有换流设备，谐振分析的建模过程更加复杂，无法同时兼顾系统的整体性和节点元件建模的多样性。基于此，提出了基于s域节点导纳矩阵的系统振荡风险分析方法。首先以系统工频等值电路节点导纳矩阵为基础，提出了一种元件等值化简后生成系统s域节点导纳矩阵的方法，并据此求解系统谐振模式。然后基于此构造交流元件参数在系统谐振模式下的振荡风险灵敏度模型，将直流系统化简后接入交流系统，分析振荡频段区间内元件参数、网络结构与谐振模式之间的灵敏度关系。最后在PSCAD/EMTDC平台搭建含直流系统馈入的交流系统模型，验证了所提元件参数灵敏度分析方法的正确性和有效性。

摘要:直流暂态故障信号不存在基频分量，再加上线路参数存在明显的依频特性，基于R-L型或Π型线路模型的故障测距方法难以实现准确的直流配电线路故障测距。利用线路两端以及线路上另外两个测量点的电压信号，根据电压在线路非故障部分沿线均匀分布的特点，提出了用于直流配电系统的故障精确测距方法，并设计了测距式后备保护方案。所提方法采用最小二乘法求解超定方程组，提高故障测距精确度和可靠性。利用PSCAD/EMTDC中线路的相域依频模型搭建三端直流配电仿真系统，验证了所提故障测距方法在不同故障位置、过渡电阻、噪声环境和电压信号位置下的有效性和鲁棒性。

摘要:为解决消弧线圈补偿暂态特性等因素影响下的单相接地故障选线问题，提出基于消弧线圈补偿特性的单相接地故障选线方法。利用消弧线圈感性电流大于容性电流的情况下故障线路特有的消弧线圈掉相补偿特性，形成基于消弧线圈掉相补偿特性的选线方法。针对消弧线圈感性电流小于容性电流状况，利用故障线路电流幅值衰减程度大于非故障线路的消弧线圈衰减补偿特性，构成基于消弧线圈衰减补偿特性的选线方法。通过适应性仿真分析和现场案例分析表明：基于消弧线圈掉相补偿特性选线方法可实现单线选线，且不受零序电流互感器极性错误和高阻接地的影响。基于消弧线圈衰减补偿特性的选线方法也可单线选线且不受零序电流互感器极性错误的影响，但会受到高阻接地的影响。

摘要:针对冰灾极端灾害下城市配电网重要负荷保供问题，提出了一种考虑故障动态演变的配电网移动储能灾前预布局策略，以提升配电网韧性。首先，结合冰灾气象预测数据及配电网地理位置信息，依据冰灾时空转移特性计算时变的配电线路故障概率，进而采用时序蒙特卡洛模拟生成随时空演变的电网故障场景集合。然后，综合考虑各故障场景下配电网负荷保供对灾前移动储能设备预布局的需求，构建考虑故障动态演变的配电网移动储能灾前预布局随机优化模型，最大限度地减少各种故障场景下移动储能设备并网点动态调整导致的负荷损失。最后，通过改进的IEEE33节点配电系统算例验证了所提策略的有效性。

摘要:运行中的气体绝缘开关设备(gas-insulated switchgear, GIS)现场操作中时有弧光放电现象的发生。现有研究对其产生的机理只是笼统地归咎于开关操作时产生的特快速暂态过电压(very fast transient over-voltage, VFTO)所引起的壳体地电位升高，并没有从理论层面进行更深层次的研究与分析。从理论上推导出了GIS开关设备分合空载母线时的瞬变电流及其时变率的数学表达式，以及由瞬变电流在GIS外壳绝缘隔断部位感生的瞬变电压计算式。对于126~1100 kV GIS，其开关设备分合操作时的充电及放电电流时变率分别高达10⁶及10⁹以上，如此高时变率的瞬变电流将会在GIS外壳的绝缘隔断部位感生出数值较高的瞬变电压。而分合过程中开关触头间的多次重击穿又会在绝缘隔断部位感应出数值很高的次生VFTO，致使该部位气隙击穿而产生弧光放电现象。最后，对现场出现的各种弧光放电现象也进行了简要的说明，并给出了消除弧光放电的有效措施，即缩小包含外壳绝缘隔断部位在内的回路面积可以有效降低绝缘隔断部位两侧的次生VFTO，从根本上消除弧光放电。