摘要:柔性低频交流输电技术兼具工频与直流输电的优势，在中远海风电领域应用潜力巨大。但该场景下风电采用长距离海缆送出，当海缆发生故障后，其故障电流特征受双端受控电源的影响，导致电流差动保护性能下降，且低频周期长，叠加长海缆分布电容的影响，该保护故障判别时间缓慢，易导致风机脱网，威胁电网安全稳定运行。提出了基于动态状态估计的海上风电柔性低频输电系统海底电缆纵联保护原理。搭建了考虑三芯海缆各金属层结构和分布电容的海缆模型。利用瞬时值的动态状态估计冗余特性提升了保护的速动性和可靠性。并通过所建海缆模型与物理海缆的匹配程度构造保护判据。仿真结果表明，所提保护方法能够在5 ms内可靠判别各种类型的区内、外故障，并具有较好的耐过渡电阻和抗干扰能力。

摘要:生物质能作为一种可调度的资源参与到能源市场的交互竞争中，对乡村能源系统的资源合理调度和协同规划运营具有重要意义。此背景下提出了一种考虑生物质交易的乡村能源系统多主体协同规划方法。首先，建立乡村能源系统多主体协同规划模型框架，分析乡村地区农业生物质的季节特性，并构建了生物质可用量模型和沼气站的产气量模型。接着，根据各主体的利益诉求与交易模式，构建乡村综合能源系统运营商和抽水蓄能电站运营商的目标函数和约束模型。然后，利用纳什谈判理论求解协同规划模型，求解出能源系统的规划方案与交易机制。最后，选取广西某乡村案例数据，通过仿真验证所提方法的有效性。结果表明，所提方法能够发挥各主体的主动性，充分调度生物质资源，实现乡村能源系统内多主体的协同规划运营，有效保障了各主体的利益。

摘要:为了通过单相接地故障时过渡电阻的差异来判断故障是发生在电缆段还是架空段，研究了小电流接地配电网中过渡电阻的估计方法。首先，论述了4种修正方法的基本原理，包括全近似估计法，即直接采用观测到的零序电压、零序电流和正常时的相电压来估计过渡电阻，以及接地电流幅值修正法、接地电流全相量修正法和接地电流全相量+等效零序电压源幅值修正法。其次，对上述方法进行了定量误差分析，并探讨了典型馈线负荷分布的影响。研究表明全近似估计法的误差较大，但各种修正措施都有助于提高过渡电阻的估计精度。然后，采取接地电流全相量 + 等效零序电压源幅值修正法后，在典型馈线负荷分布情况下，虽然在低阻接地情况下，相对误差较大，但其绝对误差并不大，能够满足应用需求。最后，仿真和实验验证结果表明所提方法的可行性和有效性。

摘要:针对直流触电电流响应特性尚不明晰的问题，剖析了多因素下动物体直流触电电流的幅值、峰值上升时间、滑动斜率的时域响应特性，同时提出了一种变分模态与奇异值分解(variational mode decomposition and singular value decomposition, VMD-SVD)的直流触电电流时频响应特性分析方法。首先通过对不同触电方式、触电电压、皮肤表面干湿度、触电路径和动物体质量工况下的活体猪直流触电电流幅值、滑动斜率、峰值上升时间时频响应特性进行分析，揭示了触电电流响应特征与多因素之间的变化规律。同时定量地分析了各因素对活体猪直流触电电流特性的影响，揭示了动物体质量和直流触电电压与电流幅值间的定量关系。最后采用VMD-SVD分析了多因素下触电前/后的活体猪直流触电电流时频响应特性，揭示了触电前/后最大奇异值和奇异熵特征量存在明显差异，且多因素影响下最大奇异值和奇异熵特征量差异＜10%。

摘要:静态电压稳定性是一种理想化的稳定性概念，其扰动无限小的假设不利于强非线性的电力系统在静态电压稳定域(steady-state voltage stability region, SVSR)内的安全运行。针对功率大扰动场景下由SVSR内的边界危机所引发的吸引域骤缩问题，提出了一种考虑边界危机的电压稳定域(voltage stability region considering boundary crises, BCVSR)的划分方法。首先通过流形分析研究了边界危机的发生机理及其对电压稳定性的影响。其次通过相轨迹分析验证了理论研究的结果。然后通过分岔分析研究了参数变化对直驱风电并网系统的平衡集及动态特性的影响。最后划分了系统在注入功率空间中的单参数与双参数BCVSR，并将其与SVSR进行了对比。研究结果表明，在考虑功率大扰动的情形下，BCVSR的划分排除了SVSR内的边界危机对系统电压稳定性的威胁，有助于指导电力系统在实际运行中的功率调整。

摘要:在电网故障期间，构网型变流器(grid-forming converter, GFC)切换至限流模式将引起功率输出不可控，并可能导致暂态失稳。为了确保GFC在故障期间能够同时满足电流限制并保持与系统同步稳定的要求，同时解决故障清除后出现的暂态过电流问题，提出了一种提升暂态稳定性的自适应虚拟阻抗控制策略。首先，基于GFC暂态运行的功角曲线分析，提出了GFC的暂态稳定运行条件。其次，分析暂态过程中虚拟阻抗对故障过电流限制和同步稳定性的影响规律，提出了一种自适应虚拟电感的闭环控制策略来提高同步稳定性，并采用自适应虚拟电阻限制故障过电流。最后，通过单机无穷大系统硬件在环实验测试和8总线系统仿真，验证了所提控制策略在故障期间不仅可以有效限制故障过电流和稳定输出功率，并在故障恢复瞬间不产生峰值功率和电流。

摘要:新能源经柔直送出工程成为规模化新能源并网的必然发展趋势，其双端弱馈交流系统往往由100%电力电子型电力设备组成，线路两端换流器故障后采取的传统故障控制策略使得故障电流受限，导致传统电流差动保护性能降低。在结合传统控制策略下双端弱馈交流系统电流差动保护问题的基础上，提出一种基于负序协同控制策略的双端弱馈交流系统电流差动保护方案。首先，从理论上推导了双端弱馈交流系统的故障特征，给出了能够量化电流差动保护动作性能的边界函数。其次，结合改进型故障控制协同策略分析了控制策略改进后电流差动保护的动作边界及其灵敏度。最后，结合动作边界、灵敏度和自适应校正函数，提出了基于自适应校正函数的双端弱馈交流系统改进型电流差动保护方案。仿真结果表明，所提保护方案在过渡电阻为300  和25 dB噪声干扰下均能够可靠识别故障，能够适应双端弱馈交流系统不同场景下的保护需求且具有更高的灵敏度。

摘要:在微源半桥变流器串联结构星型连接微电网(half-bridge converter series Y-connection microgrid, HCSY-MG)系统中，由于环境因素(如风速、光照等)影响，各风、光微源的输出功率存在显著差异，导致系统三相输出功率不一致，进而引发三相并网电流不对称，严重影响系统的并网运行。为解决该问题，提出了一种正序分量合成零序电压注入和过调制补偿相结合的控制方法。该方法利用与三相电网电压同相位的正序分量合成零序电压，与传统方法相比，简化了计算过程。然而，零序电压注入的功率平衡能力有限，当三相功率不平衡程度较大时，系统容易发生过调制。为此，过调制补偿通过修改零序电压，进一步扩大了系统的相间功率平衡范围，从而确保在相间功率不平衡的情况下，系统仍然能够正常运行，且并网电流能够满足并网要求。最后，通过仿真和实验验证了所提控制策略的正确性与可行性。

摘要:随着风电在电力系统中的占比不断提高，同步机惯量和调频能力不断降低，风电提供频率支撑是保证电力系统安全运行的必然选择。然而，风电天然的出力波动特性决定了其频率支撑能力时变，加之系统在不同运行方式下的频率支撑需求不同，如何在不同系统运行方式下为不同频率支撑能力的风电机组分配频率支撑需求成为一项难题。提出一种基于风电可用转子动能评估的频率支撑需求优化分配策略。在风电机组采用释放转子动能方式提供频率支撑的场景下，首先基于其风电功率捕获特性解析推导了频率支撑期间的风能损失，得到了风电可用转子动能的精确表征方法。然后，结合电网实际运行场景，基于系统频率安全判据，提出了一种系统对风电频率支撑总体需求的评估方法。最后，以风能损失最小为目标，提出了频率支撑需求在风电机组间的优化分配策略。仿真结果表明，所提方法能够在保证系统频率安全的同时，显著降低风电频率支撑期间的风能损失。

摘要:由于光储直流微网输出功率在孤岛模式下受外部环境影响较大，为提高系统的最大功率跟踪特性，采用了正反激变换器的独立光伏发电拓扑结构。针对传统滑模控制在光伏最大功率跟踪(maximum power point tracking, MPPT)中存在的滑模抖振和响应速度慢等问题，提出一种基于改进型超螺旋趋近律的MPPT滑模控制实现方法。该方法利用Sigmoid函数的连续性并与快速终端滑模面相结合，优化了超螺旋趋近律，改善了抖振效果，提高了响应速度，并利用Matlab/Simulink仿真平台与其他控制策略进行对比验证。结果表明：当系统不存在外界扰动时，所提方法均能实现对最大功率点的快速跟踪，同时具有较小的抖振。当辐照度、温度发生变化时，系统具有更好的动态响应速度和抗扰能力。

摘要:当前乡镇电动汽车(electric vehicle, EV)充电负荷样本集的获取受限于充电网络覆盖率低，给乡村旅游EV充电负荷预测带来极大挑战。且目前研究大多局限于短期预测范畴，鲜有涉及对多时间尺度的深入探讨。基于此，提出一种基于改进贝叶斯最大熵(Bayesian maximum entropy, BME)的乡村旅游EV多时间尺度充电负荷预测模型。首先，考虑EV的出行特性受温度与交通因素的影响建立EV单位能耗模型, 在此基础上建立基于改进BME的乡村旅游EV短期负荷预测模型。其次，结合最优灰色模型与旅游客流量预测模型预测未来乡村旅游EV保有量，从而推演出乡村旅游EV中长期负荷预测结果。最后，基于江苏省某乡村旅游景区温度与行车数据进行仿真分析， 验证所提方法的有效性并预测乡村旅游EV充电负荷的未来发展趋势。

摘要:相较于全控器件，晶闸管在损耗、成本及耐浪涌电流等方面具有优势，利用其设计直流断路器已经成为一种趋势。针对现存晶闸管型固态式直流断路器普遍存在可控性差、可靠性低、导通损耗高以及无法满足重合闸需求等问题，提出一种具备快速重合闸能力的固态式直流断路器。首先，介绍了拓扑的电路结构和工作原理，建立了断路器数学模型并给出各元器件的参数设计原则。然后，与现有方案进行性能和经济对比，通过仿真分析了各方案中关键元器件的电气应力。最后，搭建了断路器样机实验测试平台。实验结果表明，所提拓扑能够可靠开断故障电流，并有效保证了直流系统重合闸安全。

摘要:针对新能源经LCC-HVDC外送系统直流换相失败下的送端系统暂态过电压问题，提出了一种送端系统暂态过电压风险评估方法。首先，分析了换相失败下新能源和直流系统间的动态交互作用机制，研究了该交互作用下送端系统电压幅值的暂态变化规律。其次，提出了计及直流线路动态、多控制环节耦合作用的暂态过电压评估方法。之后，提出了量化送端系统暂态过电压安全边界的临界短路比，实现了暂态过电压风险评估，并分析了交直流系统耦合作用对暂态过电压评估的影响。最后，通过在PSCAD内搭建的新能源经LCC-HVDC外送系统仿真模型，验证了暂态过电压风险评估方法的准确性与有效性。

摘要:针对高渗透率可再生能源并网与源荷出力不确定性导致配电网中长期规划偏离实际的问题，提出一种考虑时序特征分解的规划态源荷联合场景生成方法。首先，基于局部加权散点平滑法的季节和趋势分解(seasonal and trend decomposition using LOESS, STL)将光荷时间序列数据分解为平滑且具有不同特征的周期分量、趋势分量和残差分量。其次，利用TimeMixer深度学习模型预测规划年份的周期分量和趋势分量，该模型可以捕捉不同尺度下的时域信息，进一步聚合微观周期和宏观趋势信息。同时，针对具有随机性和不确定性的残差分量，采用时序变化的Copula相关性建模方法表征历史光荷相关特性。然后，结合分量预测结果生成规划态光荷联合场景，并利用多种聚类方法生成典型场景进行分析。最后，以比利时地区Elia电力运营商提供的光荷一体数据进行算例仿真，验证所提方法能生成考虑未来增长变化的规划场景，有效提升场景精度。

摘要:准确的分布式光伏超短期功率预测对于分布式光伏接入电网具有至关重要的意义，但是当前分布式光伏功率预测中存在气象数据精度不够、功率数据不完整等问题。为此，提出了一种基于集群划分的区域光伏预测方法。首先选择正反向电量比、功率中位数与平均数比值两个维度作为距离计算依据，采用K均值聚类算法对区域中所有光伏电站进行集群划分。在集群划分的基础上，对每个集群分别进行光伏功率预测，然后综合所有集群的预测结果实现对分布式光伏区域预测。最后采用某区域分布式光伏发电场站数据进行了验证。结果表明：所提算法精度较高，所提方法能够满足现场的要求。

摘要:核电是构建清洁低碳新型电力系统的重要基础，但新型电力系统存在惯性水平降低、抗扰能力减弱等特征，这些变化对核电机组涉网运行带来的风险尚不清晰。为此，首先归纳了新型电力系统的特征，介绍了新型电力系统对核电机组运行稳定性的影响。其次，介绍了核电厂的基本运行特性及其安全运行准则，分析了核电机组与电网间的相互作用效果。然后进一步探讨了新型电力系统下核电机组的涉网风险，并介绍了基于不确定性分析的风险评估方法。最后，针对新型电力系统下核电机组的涉网风险展开讨论并提出优化运行建议。研究可为新型电力系统中核电机组的涉网运行安全提供理论支持和实践指导。