摘要:随着交直流混联电网建设的发展，交直流线路同塔输电的情况日益增多。交直流跨线故障作为其特有的故障类型，发生概率也会逐渐增加。以交直流跨线不接地故障为研究对象，分析其故障特征及交流线路距离保护在跨线故障时的适应性。研究结果表明，故障发生后，故障相测量阻抗在复平面上位于第四象限，呈现容性特征，且数值大于线路全长阻抗，使得距离保护动作的灵敏度降低，存在拒动风险。提出基于交流三相电流波形差异度的故障选相判据，并基于测量阻抗性质给出交直流跨线故障的判定方法，实现了故障选相及故障判别。此外，还在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了交直流同塔输电线路模型并进行了大量仿真实验，仿真结果验证了所提故障判别方法的有效性。

摘要:提出一种潮流转移条件下评价距离后备保护安全性的方法，为及早阻断后续过负荷连锁跳闸发展路径提供支持。首先，根据阻抗测量值与保护动作边界在阻抗平面上的相对位置，量化评价保护躲避过负荷阻抗的能力。在考虑支路传输功率大小的同时，进一步引入支路功率因数角、保护整定值和阻抗元件动作特性信息，提高评价的精准度。其次，将电网突发多重支路切除事件时保护躲避过负荷阻抗能力的最小值，作为潮流转移条件下保护安全性的评价指标，进而将保护安全性评价转化为一个以多重支路切除事件为决策变量的最优化问题，并给出相应的数学模型和基于二进制粒子群算法(binary particle swarm optimization, BPSO)的模型求解方法。实验结果表明，所提方法能够体现支路潮流和保护自身性能对保护安全性的共同影响，更精准地明确保护过负荷跳闸可能发生的初始位置。

摘要:在高比例新能源接入背景下，针对梯级水风光蓄多能互补系统调峰运行时因风光波动加剧导致更高的弃电失负荷风险，提出了一种兼顾调峰需求与弃电失负荷风险规避的日前调度策略。首先，对混合式抽水蓄能电站在抽水-发电运行工况下的差异分别建模。并构建其与常规水电、风光及电网的电力耦合关系以及与梯级水库间的水力耦合关系。然后，基于风光预测误差生成多组表征其不确定性的场景。最后，以剩余负荷峰谷差和弃电失负荷风险为目标，在多场景下实现两者的协同优化。以贵州某流域的真实系统作为算例，验证了所提调度策略在调峰运行时能有效缓解弃电失负荷风险。

摘要:针对直流微电网储能单元间线路阻抗不匹配导致荷电状态(state-of-charge, SoC)不平衡，进而引起储能单元过充或过放的问题，提出了一种基于线路阻抗逐次补偿的自适应下垂控制策略。首先，在线路阻抗补偿控制中，将过程分为三个阶段：第一阶段通过对输出电流积分更新下垂系数；第二阶段将积分中间时刻输出电流作为参考电流恢复母线电压；第三阶段对均流误差进行估计，更新迭代信号。此外，设置切换信号，对控制阶段进行切换，采用一致性算法对迭代信号进行计算以更新切换信号。其次，在SoC均衡控制中，将补偿后的线路阻抗与关联SoC信息的单调函数加入到自适应下垂控制中，实现储能单元的SoC均衡控制和均流。最后，通过多个储能单元组成的硬件实验平台验证了所提控制策略的正确性和可行性。

摘要:在“双碳”背景下，为进一步实现综合能源系统内低碳经济发展，构建计及动态绿证-碳排协同交易机制的含氢综合能源系统鲁棒优化调度模型。首先，基于市场流动商品及其价格的供需关系原理制定动态交易供需曲线，并通过非线性价格映射函数量化每时段绿证-碳排转换系数，从而建立计及奖惩特性的动态绿证-碳排协同交易机制。其次，构建可逆固体氧化物电池双向灵活电制氢模型，就地消纳新能源富余出力的同时，提高系统调度灵活性。最后，建立源荷不确定性模型，将动态绿证-碳排协同交易机制引入计及可逆固体氧化物电池和源荷不确定性的含氢综合能源系统进行鲁棒优化调度。案例分析结果表明，所提模型在降低碳排放的同时可提升系统运行的经济性。

摘要:针对受端电网因高压直流输电和新能源发电的广泛应用而导致的暂态无功支撑不足的问题，提出一种考虑分区快速性和动态性的两阶段无功电压动态分区方法。首先，根据节点的暂态电压与阈值间的裕度和故障后稳态电压的恢复水平构建节点暂态电压特征，并依据该特征构造节点间的电气距离。然后，设计两阶段分区策略，第一阶段通过无功电压灵敏度实现无功电源与负荷的初始分区，第二阶段结合暂态电压特征，采用层次聚类算法对初始区域进行合并优化，并通过模块度指标筛选最优方案，同时以无功裕度与耦合度指标验证分区合理性。其次，基于不同典型场景的暂态电压特征设计动态调整判据，实现分区结构的自适应优化。最后，基于改进的新英格兰39节点算例的仿真结果验证了所提方法的有效性。

摘要:准确、经济、可靠地检测串联电弧故障是预防电气火灾的重要途径之一。针对低压交流配电系统单端量串联电弧检测中故障位置难以判别、暂态分量难以提取的问题，提出一种能够隔离故障区间同时降低故障特征提取难度的边界主动构建式串联电弧故障检测方法。首先，分析了串联电弧故障产生的高频分量特征，指出仅靠线路的自然衰减作用无法保证故障判别的绝对选择性。然后，分析了在线路边界处设置铁氧体磁环对串联电弧高频分量特征的影响规律。最后，利用线路附加磁环边界后的特征，构建了反映磁环边界内外侧邻波压差的串联电弧故障检测方法。研究发现，所提边界元件能够显著衰减高频分量的传输，实现故障区间高频分量的隔离，且基于边界处高频电压的检测方法降低了对高精度电流传感器设备的依赖。实验结果表明，该方法能有效避免区外故障干扰，实现了低压配电系统串联电弧故障的可靠检测。

摘要:新型绿色电解铝工业园区孤立电网具有负荷大、新能源占比高、调节能力有限等特点，其运行易受转折性天气及阳极效应等不确定因素影响，导致光伏出力与电解铝负荷剧烈波动，威胁电网安全。因此，提出一种日前、日内两阶段多时间尺度优化调度方法。日前阶段以系统经济性最优为目标，优化火电与储能的出力计划。日内阶段，兼顾系统经济性最优与调整量最小，采用模型预测控制(model predictive control, MPC)滚动修正调度计划。同时利用电解铝的虚拟电池特性参与调节，平抑源荷功率波动和预测误差。针对传统MPC固定时间步长难以平衡优化精度与计算效率的问题，提出基于事件触发的自适应变步长MPC策略，依据功率波动和预测误差动态调整调度步长。算例表明，所提方法能有效降低弃光、减轻火电调节压力，提升电解铝工业园区的灵活性、经济性和绿色性。

摘要:模拟山火环境下架空导线的热-力学状态，对评估输电走廊山火故障概率及电网运行风险具有重要价值。针对火灾环境下架空导线热力学状态的仿真需求，提出了山火环境下架空导线热-力学状态模拟方法。首先，分析了山火对架空导线热-力学状态的影响机理。然后，将火焰和烟气对导线的热辐射和热对流传热量融入架空导线的热平衡模型中。在此基础上，结合架空导线力学方程，构建了综合描述山火、导线载流及运行环境对架空导线热-力学状态影响的数学模型并求解，从而模拟了山火蔓延过程中给定时段内架空导线的温度、应力及弧垂。最后，通过算例分析验证了所提方法的有效性，并分析了山火环境下线路载流对导线热-力学状态的影响，为山火环境下输电线路对地放电概率估计、电网运行风险分析和安全控制决策提供支持。

摘要:风电机组的大规模接入导致电力系统惯量明显下降，并对系统频率安全稳定造成威胁。针对风电高渗透电力系统区域惯量辨识中频率最优测点选择困难和惯量估计误差较大等问题，提出了一种基于组合模型的风电高渗透电力系统区域惯量辨识方法。首先，采用基于形状距离(shape-based distance, SBD)指标的K-shape聚类算法对频率响应曲线进行聚类，并确定各区域内频率动态响应曲线的最优测量路径。其次，结合最小二乘支持向量机(least squares support vector machine, LSSVM)和受控自回归滑动平均模型(autoregressive moving average with exogenous input, ARMAX)对不同风电渗透率下各区域惯量水平进行辨识，并与传统ARMAX模型的惯量辨识结果进行对比分析。最后，通过改进的IEEE10机39节点系统对所提方法的有效性进行仿真验证。结果表明，所提方法有效提高了区域和全系统惯量辨识精度。

摘要:针对多综合能源系统(multi-integrated energy system, MIES)与配电网(distribution network, DN)协同优化中存在的源荷不确定性、多主体利益分配失衡及求解缓慢难题，提出一种基于混合博弈与改进目标级联分析的分布式优化调度策略。首先，采用区间数表征分布式电源与负荷的波动特性，建立具有鲁棒性的多主体博弈模型。其次，构建DN-MIES双层协同架构，通过融合纳什议价模型，建立动态电价交易机制，解决多主体利益均衡与市场激励相容问题。进一步地，设计基于最大变差分析的目标级联(maximum variation analysis based analytical target cascading, MVA-ATC)算法，在分布式求解过程中同步处理不确定性与高效求解需求。仿真结果表明本方法在提升系统经济性、保障主体收益均衡性及降低计算复杂度方面具有显著优势，为新型电力系统下多能源主体协同优化提供了理论支撑与技术路径。

摘要:针对电流互感器(current transformer, CT)取能装置在输电线路低电流时无法实现在线监测设备实时供电的问题，提出了一种谐振式CT取能方法和与之相对应的优化方法。首先，通过理论分析构建了综合质量-互感-损耗的数学优化模型。然后，采用第二代遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-II, NSGA-II)进行最优设计，确定了CT机械尺寸、补偿电容及匝数等关键性参数，从而极大提升了CT取能装置的输出功率。最后，仿真和实验结果表明，在输电线路电流低至15 A的工况下，所采用的谐振式CT取能优化方法可使输出功率提升至2.186 W，约为相同条件下传统CT取能方法的6倍，实现了输电线路在线监测设备电源的不间断供给。

摘要:在基于模型的锂离子电池荷电状态(state of charge, SOC)估计中，传感器采集的数据对SOC估计至关重要。在实际应用中，由于传感器随机故障，可能导致数据缺失的问题，将严重影响SOC估计的准确性。为了解决这一问题，提出了一种基于变递推间隔修正辅助模型随机梯度的方法。首先，引入了正态分布参数模拟传感器随机故障的情况。然后，在数据缺失下，通过定义已知数据点的整数序列，采用基于变递推间隔的方法得到不可观测的数据，并通过修正辅助模型随机梯度迭代算法补偿未知的信息向量参数。最后，在参数辨识中引入了收敛指数和遗忘因子以提高参数的收敛速度和精度。实验结果表明，所提方法在各种工况和不同缺失率下的平均绝对误差在2.5%以内，表现出较强的鲁棒性。

摘要:针对低压配电系统中串联电弧故障在主干线路上诊断困难的问题，提出一种基于随机森林(random forest, RF)和轻量梯度提升机(light gradient boosting machine, LightGBM)的诊断方法，通过分析干路上采样电阻电压信号实现故障有效识别。首先，依托多支路、多负载类型的串联电弧故障实验平台，采集并分析了采样电阻电压信号特性，发现多种工况下电弧故障特征表现为脉冲尖峰形式。然后，对采样电阻信号进行低频衰减处理来放大电弧的高频脉冲特性，以异常脉冲数突变量作为故障电弧的启动判据，并进一步提取峰峰值、功率谱熵等时频域特征。最后，利用RF筛选关键特征，并通过LightGBM算法进行故障电弧诊断。结果表明，所提方法在未知多负载工况下的诊断准确率可达96.67%以上，验证了该方法在复杂电路条件下具有良好的泛化能力和识别精度。

摘要:近年来，随着电动汽车保有量的快速增长，准确预测电动汽车充电负荷已成为电网规划和充电设施优化的重要研究课题。针对传统预测方法难以处理负荷数据复杂非线性特征和多因素动态影响的问题，提出了一种基于数据预处理、结合变分模态分解-样本熵(variational mode decomposition-sample entropy, VMD-SE)数据重构和卷积神经网络-双向长短期记忆网络(convolutional neural network-bidirectional long short-term memory, CNN-BiLSTM)深度学习框架的充电负荷预测模型。首先，利用高斯混合模型-K最近邻(Gaussian mixture model-K-nearest neighbor, GMM-KNN)方法检测并填补数据中的异常值和缺失值，提升数据质量。然后，采用VMD对负荷数据进行分解，并通过 SE筛选重要模态重构信号以提取多尺度特征。最后，结合CNN和BiLSTM模型，构建混合深度学习框架，捕捉负荷的局部特征和时序依赖关系以实现准确预测。实验结果表明，该方法在多季节负荷预测中表现出较高的精度和鲁棒性，显著优于传统方法，为电动汽车充电负荷预测提供了有效解决方案。

摘要:在配电网安装可接受调度中心控制指令的智能用电开关设备是电力系统调度部门调用需求侧资源迅速做出反应的重要举措。为了在满足负荷调控需求的同时降低成本，提出一种计及多维紧急负荷调控目标的智能用电开关设备优化配置方法。首先，基于紧急负荷控制体系下上层智能用电开关动作与下层智能用电开关动作的切负荷耦合作用，解析构建了智能用电开关安装决策变量与切负荷执行变量组合关系的关联约束。其次，构建兼顾开关安装与运营成本、紧急负荷调控均衡性以及切负荷经济效益的混合整数非线性规划模型。最后，基于示意性9节点主配电网混合系统以及我国某区域341节点系统结合实际负荷数据进行了仿真分析，结果表明所提方法可充分发挥不同设备的作用与组合作用优势，在满足电网负荷调控需求的同时提升智能用电开关设备配置的经济性。

摘要:储能聚合是有效管控大规模储能参与调度的必要手段，但现有储能聚合方法多关注于储能物理参数的数值聚合，计算复杂度高，并且储能聚合后并网调度与实际调度存在偏差，难以直接应用于实际电力工业调度决策。为此，提出了面向经济调度偏差抑制的大规模储能聚合方法。其核心思想是：以大规模储能聚合前后参与电力系统经济调度所得调度方案总体运行成本差别最小为目标，通过优化决策确定储能聚合参数，从而实现虚拟储能不影响其他资源调度方案的预期储能聚合目标。为此，建立双层优化模型，将大规模储能聚合成虚拟储能。在此基础上，通过KKT条件推导将模型转化为单层优化模型，进而求解虚拟储能参数。为保证虚拟储能参数在电力系统调度的适应性，提出适应多演变场景的大规模储能聚合方法。最后，选取PJM5、IEEE118和某省661节点系统开展算例分析，验证了所提方法的有效性与适应性。