摘要:应用虚拟同步机(virtual synchronous generator, VSG)技术的可再生能源发生出力波动时，通过自适应惯量阻尼控制可以抑制由VSG固有动态响应特性导致的输出功率、频率附加振荡。但现有的基于径向基函数(radial basis function, RBF)的VSG自适应控制策略控制灵活性不足且参数配置复杂，难以在出力连续波动下有效抑制输出功率、频率振荡。针对这一问题，提出了一种基于粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法优化RBF神经网络的VSG自适应惯量阻尼控制策略。首先，对VSG进行小信号建模，确定虚拟惯量、虚拟阻尼的取值范围并设定稳态惯量。然后，利用RBF神经网络对VSG角频率与虚拟惯量、虚拟阻尼之间的关系进行拟合，并引入J惯性因子项扩展RBF神经网络的控制维度。进一步，通过改进PSO对RBF神经网络超参数进行优化配置，提高RBF神经网络的拟合及泛化能力，使其在面临复杂的功率、频率波动时能够进行自适应惯量阻尼调节。最后，搭建VSG并网模型，在出力突变、出力连续波动、不同电网条件3种工况下验证了所提控制策略的可行性及优越性。

摘要:针对分布式电源(distributed generation, DG)接入配电网后潮流分布波动性强、故障信息特征微弱以及节点量测信息有限等因素导致配电网故障定位难度增大的问题，提出一种考虑微型同步相量测量装置(micro phasor measurement unit, μPMU)节点优化配置的含DG配电网故障分层定位方法。首先，在故障信息提取环节引入数据预处理模块，增强故障定位模型所需数据质量。其次，针对故障定位模型的适应度函数与算法寻优能力进行改进，提升故障定位容错性能及算法全局收敛速度。再次，针对配电网分支众多及拓扑复杂导致算法搜索空间维度大的问题，建立基于μPMU节点最优配置的自适应分层降维模型，实现“区域-区段”故障层级定位。仿真验证结果表明，在含DG的IEEE33节点配电网中，所提方法可使寻优节点维度降低54.5%，故障定位准确率达到95%左右，且定位耗时短、抗噪声干扰及耐接地电阻能力强，在多重故障及信息畸变存在情况下故障定位能力及容错性能优异。

摘要:综合能源系统(integrated energy system, IES)中多能源的相互转化与耦合使得其运行状态复杂多变，亟需建立一个能够精准描述IES运行状态及状态转移逻辑的模型，从而为IES优化调度提供精准的参考。而传统针对IES的建模方法多从输入-输出关系进行描述，难以清晰描述IES在不同运行阶段的运行状态及不同状态间的转移过程。为此，提出了一种基于混合自动机(hybrid automatic, HA)的IES状态转移建模方法。首先对IES的运行状态及其转移条件进行精细化描述，并基于HA建立了IES的状态转移模型。其次，以IES日运行成本最低为目标，给出了确定IES初始状态转移路径的方法。最后通过对IES的状态转移模型进行成本分析，提出了一种求解IES日前最优状态转移路径的方法。算例结果表明，相比于传统建模方法，所提方法不但能保证解的最优性，而且具有较短的求解时间，同时在面对新能源快速波动时能降低设备出力和联络线功率波动，有利于设备的可靠控制及系统的稳定运行。

摘要:近年来，极端暴雨天气频繁发生，城市内涝问题日益突出。而地面配电设备在防涝设计标准存在不足，易导致其在雨涝灾害下受淹停电。为提升配电系统抵御雨涝灾害的能力，提出了一种基于二维水动力模型的雨涝灾害下城市配电网差异化规划方法。首先，结合历史降雨数据及地理信息数据，利用广义极值分布模型计算多年一遇降雨量，并基于二维水动力模型对研究区域进行模拟仿真。其次，根据地面配电设备淹没深度，计算其失效概率，并结合混合蒙特卡洛抽样法及香农信息熵，生成并选取典型故障场景。然后，在综合考虑不同降雨重现期情景下，以抬升建设投资成本与运行失负荷损失成本之和最小为目标，构建配电网差异化规划优化模型，确定各地面配电设备的最优抬升等级。最后，通过改进的IEEE33节点系统仿真验证，结果表明，所提优化模型在显著提升配电系统雨涝灾害抵御能力的同时，有效控制了防涝改造的投资成本。

摘要:电动汽车动力电池状态的监测和估计对于提高其安全、稳定运行有着重要意义。为解决电池健康状态(state of health, SOH)和剩余使用寿命(remaining useful life, RUL)估计中存在的健康特征难以提取以及模型受噪声影响程度大等问题，考虑数据噪声对于估计模型的影响，提出了一种基于ICEEMDAN-DO-GRU的强鲁棒性估计模型实现对电动汽车动力电池SOH和RUL的准确估计。首先，利用一种基于改进的自适应噪声完备集合经验模态分解(improved complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise, ICEEMDAN)方法对NASA公开的电池数据集进行信号分解以提取用于模型估计的健康特征。其次，使用蒲公英优化器(dandelion optimizer, DO)对门控循环单元(gated recurrent unit, GRU)的隐藏层神经元数目和初始学习率进行优化以提高GRU的性能。最后，研究了所提模型在不同噪声影响下的有效性，并将DO-GRU的结果与其他4种典型的神经网络进行对比分析。实验结果表明，所提ICEEMDAN-DO-GRU模型在SOH和RUL估计方面有较高的准确性和较强的鲁棒性。

摘要:在电力系统能源快速转型的背景下，高比例可再生能源和多元负荷的接入加剧了电网运行场景的复杂性，源-荷-环境间多影响因素的深度耦合增加了运行场景特征提取难度。针对上述问题，提出一种综合考虑复杂环境耦合和多维时序特征的风-光-荷场景生成方法。首先，考虑到风-光-荷的强时序耦合与非线性特性，采用双向门控循环单元(bidirectional gated recurrent unit, Bi-GRU)对环境因素和风-光-荷数据的初始特征进行提取，并通过误差迭代技术优化特征向量。其次，为精确捕捉风-光-荷及其环境因素之间的概率依赖关系，将提取的初始特征作为输入，并基于条件变分自编码器(conditional variational auto encoder, CVAE)构建风-光-荷场景生成模型。然后，针对风-光-荷功率曲线的时间序列非等长问题，采用动态时间规整(dynamic time warping，DTW)算法对生成的风-光-荷场景进行约简，确保最终生成的风-光-荷场景具有时序一致性。最后，基于中国某地区实测的风-光-荷数据，对所提方法进行验证。结果表明，该方法能够生成更加接近实际情况的风-光-荷联合场景。

摘要:灵活接地系统兼具谐振接地系统与小电阻接地系统的优点，但其采用零序过电流保护，存在耐过渡电阻能力低的问题。对此，提出了综合利用灵活接地系统中小电阻投入阶段与消弧线圈补偿阶段暂态信息的选线方法。首先分析了消弧线圈补偿阶段和小电阻投入阶段各线路的零序暂态电流，发现在消弧线圈补偿阶段故障线路暂态零序电流比非故障线路多了一个流经过渡电阻的电流分量，而在小电阻投入阶段各线路的暂态零序电流表达式相同。其次根据小电阻投入阶段的暂态零序电流计算各线路对地电容比值，利用该比值对消弧线圈补偿阶段各条线路的暂态零序电流做差，发现故障线路与非故障线路暂态零序电流之差为流经过渡电阻的电流，非故障线路间的暂态零序电流之差为0。再次通过构建零序电流差值矩阵，比较矩阵各行各列元素实现故障选线。最后在PSCAD/EMTDC和低压实验平台验证了所提方法的正确性和有效性。

摘要:电网大扰动故障下，虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)存在严重的暂态失稳风险。其中功角稳定和频率稳定是VSG安全稳定运行的两个重要因素，而现有文献缺少对这两个问题的综合考虑。为此，首先建立VSG大信号等值模型，分析不同故障深度下VSG控制参数对暂态功角稳定性和频率稳定的影响，揭示了功角稳定和频率稳定之间的矛盾。然后，提出了一种基于角频率负反馈的自适应暂态控制策略。该方法通过引入虚拟惯量、虚拟阻尼和有功参考功率重塑VSG暂态特性，进而增强功角稳定和频率稳定。为了进一步优化系统暂态特性，给出一种计及频率动态响应的控制参数设计方法并定量刻画参数可行域。最后，通过Simulink仿真与RT-Lab半实物实验，验证了所提方法及参数设计的有效性。

摘要:为提升分布式能源资源管理效率，响应电网差异化调控需求，解决风光出力不确定性带来的风险问题，首先提出“资源机组平台”型虚拟电厂能源管理架构，通过能源管理平台与虚拟机组代理商交互增强调度灵活性。其次，设计两阶段博弈策略。第一阶段构建平台与多虚拟机组主从博弈模型，平台根据代理商上报的电功率购售需求，结合配电网电价动态调整与虚拟机组的交易电价。第二阶段引入广义纳什谈判合作博弈，将运营问题转化为成本最小化与利益分配问题，揭示“配电网价格波动→平台调价→机组交易策略调整”的联动效应。最后依托 KKT条件及强对偶理论将双层优化转化为单层混合整数线性规划，并纳入条件风险价值平抑不确定性风险。所提架构与策略形成“外部基准引导→内部自主调节→风险协同控制”的联动机制，在多元资源协同优化、风险管控及经济效益提升方面具有显著优势。

摘要:直流电网中电力电子变流器端口阻抗与直流线路阻抗特性匹配失衡产生的负阻尼将会严重影响直流电网的稳定运行。经典阻抗法在评估直流电网稳定性时，存在因前提假设条件失效以及零极点对消而导致关键模态缺失的固有局限，会造成对系统稳定性的误判。为此，首先分析了导致前提假设条件失效的内在机理，探讨了零极点对消现象的产生机制及主要发生场景。并针对上述问题，提出一种基于广义导纳矩阵的改进节点阻抗求解方法。该方法克服了经典阻抗法在直流电网稳定性分析中的固有局限性，同时解决了导纳/阻抗矩阵分析方法因矩阵阶数升高而导致的节点阻抗求解困难问题，提高了其在大规模系统中的实用性。最后，在PSCAD/EMTDC中分别构建了两端及三端VSC-HVDC系统模型，验证了理论分析的正确性以及所提改进方法的有效性。

摘要:直流微电网母线电压稳定是实现新能源高水平利用的重要前提。为解决源荷互动不确定性引起的母线电压波动问题，提出了一种基于信息熵量化评价的深度强化学习储能微网柔性补偿自抗扰稳压技术。首先，分析了传统扰动补偿在能量交互不确定性下的局限。其次，运用信息熵评价指标量化不确定性，以无序系统有序化为目标引入深度强化学习设计柔性补偿，确保算法在母线电压稳定范围内收敛。进而，从变结构、变参数、变阻尼三方面剖析柔性补偿改善系统特性的内涵。最后，通过仿真实验验证得到，柔性补偿技术在源荷储多种不确定性工况下具有显著抗扰性能优势，可改善直流母线电压稳定性。

摘要:区域综合能源系统调度需充分挖掘主动调节能力以应对新能源波动及多变负荷。针对传统方法依赖精确建模、难以适应高不确定性、缺乏主动调节动态解析与策略可解释性的问题，提出主动调节灵活性规则提取及可解释调度强化学习方法。首先基于设备调节边界、响应速率及耦合关系，解析量化电、热等子系统设备功率调节量等灵活性规则指标。其次，设计融合主动调节灵活性物理规则奖励函数，将其嵌入改进深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient, DDPG)算法框架，在策略更新过程中引入设备运行边界约束惩罚与灵活性激励，通过动态约束构建、学习率自适应及策略可视化等增强策略物理一致性与可解释性。仿真表明，所提方法相对二次规划、粒子群等方法调节能力指标分别提升11.08%、15.86%，且通过灵活性规则对日调节能力进行提取，为调度策略提供可追溯的物理依据和人机协同支持。

摘要:新能源机组动态无功支撑能力弱，随着新能源发电出力增大，系统电压支撑能力下降，电压稳定问题突出。现有研究缺乏考虑电压稳定性的新能源送出极限功率的量化评估方法。为此，首先基于静态电压稳定分析判据，推导了考虑电压稳定性的新能源理论最大发电功率解析表达式，明确了理论最大有功功率与系统短路比、阻抗比、无功补偿容量等因素之间的量化关系，提出了满足有功功率发电需求的最小无功补偿容量计算方法。然后，通过基于数值模型的连续潮流法验证了所提方法的正确性和有效性。最后，在考虑详细控制环节的时域模型中，通过阻抗分析法，初步验证了电压稳定水平与宽频振荡风险间的关联关系。研究成果可为快速、准确评估新能源送出系统安全裕度以及无功补偿容量需求，分析新能源送出系统稳定水平提供参考和依据。

摘要:在新能源发电机组容量飞速增长的背景下，将火电机组与新能源发电机组在同一并网点下作为耦合系统整体向外发电，可有效提升新型电力系统的运行可靠性及经济性。在耦合系统内部经灵活性改造的火电机组进行快速变负荷的场景下，为了更真实地反映多耦合系统协同运行能力，提出一种多耦合系统多阶段优化运行调度方法。首先，根据经灵活性改造后的火电机组爬坡运行特性及实测数据，推导并验证快速变负荷下的煤耗解析式。在此基础上，以多耦合系统的日综合发电收益为目标，考虑不同时段的调峰收益动态分摊成本，提出三阶段经济运行优化调度方法，用以实现求解过程中非线性目标及约束的松弛简化。最后，通过某局域多耦合系统进行仿真验证，结果表明所提方法可描述出快速变负荷下多耦合系统的煤耗变化差异，获得协同性与经济性更优的调度方案。

摘要:针对现阶段以虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)为基础的孤岛微电网电压二次控制中存在对连续通信依赖度高、计算收敛上界与实际收敛时间差异较大的问题，提出了一种结合事件触发机制的预设时间一致性算法。首先，根据状态误差越限设计事件触发机制，使各逆变器仅需与相邻逆变器进行少量间断通信，即可在用户设定时间内实现电压无差恢复和无功功率按容量分配。然后，从理论上分析了所提方法的收敛性，并排除了芝诺行为出现的可能。最后，搭建孤岛微电网测试系统进行仿真实验，结果表明系统可在设定时间内完成收敛。且相比连续通信方案，在几乎不影响恢复性能的前提下，通信次数减少超过99%，显著提升了微电网的效率与灵活性。