摘要:针对传统变压器保护难以有效识别变压器绕组轻微匝间短路类早期故障的问题，提出一种基于漏磁场相位变化特征的变压器绕组早期故障保护方案。首先，建立非理想绕组结构变压器漏磁场解析模型，计算分析绕组故障前后漏磁分布变化规律。然后，结合漏磁相位突变量、不同测点漏磁相位差等故障分量及漏磁幅值比信息，提出漏磁相位差动保护判据和故障定位逻辑，避免了温度对光纤测量系统的影响。并利用漏磁场解析模型进行保护动作定值整定。最后，通过动模实验与有限元仿真模型验证了所提早期故障判别与定位方案的可行性和有效性。

摘要:针对配电网多分支线路故障定位中存在定位终端配置成本高和波头标定复杂的问题，提出一种基于时域差分运算的配电网多分支线路故障定位方法。首先，将故障电压行波线模分量表示为时窗内叠加在正弦波上的指数衰减分量，通过对其进行时域差分运算，消除正弦分量，将故障行波表示为脉冲信号。其次，当不同线路发生故障时，建立故障反射波时序约束关系，甄别故障反射波波头到达时间。最后，在MATLAB/Simulink中进行不同故障工况仿真验证。结果表明，所提方法可仅在主干线路配备行波采集装置的条件下实现故障精准定位，受故障类型、初相角及过渡电阻的影响小，具有良好的可靠性和经济性。

摘要:随着新能源占比的不断攀升，电网灵活性不足问题凸显。虚拟电厂(virtual power plant, VPP)作为分布式资源整合管理的新途径，通过电源侧的多能互补及负荷侧的灵活互动，有效提升系统灵活调节能力。考虑分布式风光资源出力不确定性，提出了一种基于随机占优理论的虚拟电厂聚合成本风险决策方法。通过引入二阶随机占优约束管理聚合成本风险，有效解决了传统风险度量方法对分布假设依赖性强、灵活性不足的问题。基于条件风险价值(conditional value-at-risk, CVaR)风险管理模型明确了二阶随机占优约束的基准可行域。在此基础上，提出了结合夏普比率与CVaR的多指标单场景基准变量确定方法，为多元分布式资源聚合调节成本的风险决策提供参考。最后，通过11节点配电系统算例仿真分析，验证了所提风险决策方法在VPP资源调度中的有效性和优越性。

摘要:准确的逆变器阻抗信息是分析和解决新能源并网稳定性、电能质量等问题的关键。针对注入式阻抗量测成本高、向系统注入扰动存在安全风险和非注入式阻抗估计准确率低等问题，提出注入式与非注入式协同的逆变器阻抗估计方法。首先，构建逆变器参数估计模型，以历史阻抗量测数据为输入，以阻抗估计值和实测值差值最小为目标，考虑滤波电路和控制回路等约束条件，求解最优逆变器参数。其次，提出动态阻抗聚类方法，以求解的逆变器参数为特征进行阻抗量测数据的分类聚合，聚类结果以表征逆变器分工况特性。然后，提出逆变器阻抗估计方法，基于历史阻抗量测数据构建分工况的特征矩阵，应用非注入式量测实时获取的功率数据，与特征矩阵的元素进行特征匹配，实现实时逆变器阻抗估计。最后，仿真结果验证了所提阻抗估计方法具备较强的抗干扰能力，且比单一注入式方法与非注入式方法准确率高、对系统影响小，具有一定的工程应用价值。

摘要:宽频振荡严重威胁电网安全稳定运行。为此，提出一种基于深度残差网络(residual network, ResNet)和改进的时序卷积神经网络(improved temporal convolutional network, ITCN)的宽频振荡监测方法。首先，利用ResNet结构对宽频振荡信号在时间上进行卷积，滑动捕捉时间序列的相邻局部特征，通过残差块的堆叠实现振荡信号多尺度特征的压缩提取。然后，利用ITCN结构通过膨胀因果卷积对压缩特征进行扩展，在保证计算效率的同时逐层引入较大的感受野，进一步提取时间序列中蕴含的中长期依赖特性，两者结合实现了对全局特征的提取。最后，在TCN结构中嵌入注意力机制(Attention)，对信号中重要特征进行加权分配，更好地捕捉全局模式和长期依赖特性。仿真和实测结果验证了ResNet-ITCN模型可以出色地完成宽频振荡参数检测任务并且对振荡类型进行识别，实现了对宽频振荡的监测。

摘要:准确估计电力系统中的宽频振荡参数能够为振荡抑制提供技术支撑。然而，由于宽频振荡与谐波、间谐波的频率范围相近，在将现有的次/超同步振荡估计扩展到宽频振荡估计时，除了需要克服来自基波的频谱泄漏，还要考虑宽频振荡的耦合特性和阻尼特性。对此，提出了一种基于矫正窗函数的插值快速傅里叶变换(interpolated fast Fourier transform, IFFT)和最小二乘(least squares, LS)法的宽频振荡检测方法。首先，将窗函数经旋转因子矫正，并通过相邻谱线矢量相消方式，插值获取频率值。然后，根据振荡特性，通过峰值提取函数，求解成分数目并识别振荡成分。最后，通过泰勒级数逼近振荡并求解伪逆矩阵，得到LS法修正后的结果。仿真结果表明，所提出的方法能够克服多成分干扰，实现4 Hz至2.4 kHz频率范围内随机宽频振荡参数的精确估计。

摘要:双有源桥(dual-active-bridge, DAB)变换器在两侧电压不匹配工况下，电流应力急剧增加，过大的电流应力不仅增加了DAB开关器件的选型难度，也降低了DAB的效率与运行安全性。针对此问题，提出了基于双重移相(dual phase shift, DPS)控制的全局最小电流应力控制策略。首先分析了DPS控制下DAB的移相比可行域分区，并基于各区域内传输功率与电流应力的解析表达式，建立了全功率范围DAB电流应力优化模型。针对多区域且非凸的电流应力优化问题，先基于遗传算法求解结果分析全局最优解的区域判据，再通过卡罗需-库恩-塔克(Karush-Kuhn-Tucker, KKT)条件法求得全局最优解的解析表达式，进而提出了基于DPS的DAB最小电流应力控制策略。随后，对优化控制下DAB变换器的软开关特性进行了分析。最后，通过实验验证了理论分析与所提控制策略的正确性和有效性。

摘要:针对风电功率在时刻间超分辨率下不可预知的非线性波动所引发的电力失衡和线路潮流越限风险，提出一种考虑超分辨率风电不确定性的鲁棒安全经济调度方法。首先，基于主时间尺度各时刻风电功率预测值和次时间尺度风电功率波动速度的区间变动范围，提出了精细考虑超分辨率波动不确定性的风电出力模型。在此基础上，通过引入次时间尺度运行可行性约束建立考虑超分辨率风电不确定性的鲁棒安全实时经济调度模型。然后，针对含随机变量的次时间尺度运行约束所导致的模型难以直接求解的问题，在约束机理分析基础上，将其等效变换为由若干严峻场景表达的易于求解的确定性约束。最后，以修改的6节点系统和IEEE118节点系统为例进行分析，验证了所提模型和方法能够有效解决时刻间风电功率非线性波动所引起的电力失衡和潮流越限问题。

摘要:针对光伏电站接入柔性直流系统的交流侧故障特征受双端电力电子设备输出特性影响而与传统交流系统存在显著差异的问题，提出结合系统拓扑、换流器故障控制策略的稳态故障特征分析方法，以明晰设备间的序分量耦合特性。首先，针对光伏电站接入柔性直流系统的交流侧不对称短路进行稳态故障特征分析，揭示了双端电力电子设备输出电流的受控特征，以及换流器并网点电压与输出电流之间的序分量耦合关系。然后，重点分析了当光伏电站采用负序电流抑制策略时，柔直换流器成为了系统唯一的负序电源，得出了单相接地短路和相间短路的故障相差流特征与柔直换流器的负序电流存在定量关系的结论。同时指出了柔直换流器的负序电流限幅极大地改变了系统的序分量特征。最后，通过某大规模光伏电站接入柔性直流系统的电磁暂态仿真，验证了稳态故障特征分析结论的正确性，为电力电子化新型电力系统保护原理的研究提供了理论与技术支撑。

摘要:规模化分布式电源的快速波动，容易导致配电网电压越限、波动剧烈等一系列问题，进而影响配电网安全稳定运行。此外，配电网各集群可能归属于不同利益主体，集群间隐私保护需求也日趋重要。针对多利益主体参与下配电网分布式电源集群控制的问题，提出了一种考虑数据隐私保护的分布式电源集群自适应可信协同决策方法。首先，基于拆分联邦学习方法构建配电网多集群可信协同框架，并建立面向配电网电压决策的深度学习模型，在考虑配电网利益主体间隐私保护的前提下实现了多集群之间的数据融合与协同。然后，在深度学习模型中增添奖励机制对量测数据进行优劣识别，实现了深度学习模型的自适应更新功能。最后，在广州蕉门算例上验证了所提方法的可行性与有效性。结果表明，所提方法具有较强的隐私保护性能，并且能提高配电网的电压质量，有效解决了配电网的电压越限问题。

摘要:为解决源荷两侧出力不确定性导致综合能源系统(integrated energy system, IES)灵活性不足的问题，构建了气-氢深度耦合的含混氢天然气综合能源系统(hydrogen enriched compressed natural gas, HCNG)，并提出一种考虑灵活性惩罚机制和阶梯碳交易机制的分布鲁棒容量优化配置策略。首先，基于混氢天然气特性，建立混氢天然气单元与燃气轮机、燃气锅炉、天然气管道协同优化的运行框架，以挖掘氢能利用的潜力。其次，为促进系统低碳化转型，在碳交易市场内构建以能源用户和碳运营商为主体的阶梯碳交易机制，以有效约束系统碳排放。最后，通过概率分布量化源荷不确定性，建立灵活性供需模型，并构建分布鲁棒容量优化配置模型。通过基于IEEE9节点电力系统、7节点天然气系统、6节点热力系统构成的综合能源系统设置不同场景进行对比，验证了该模型对综合能源系统低碳性、经济性和灵活性的影响。

摘要:随着邮轮旅游业的日益繁荣，船舶冷热电多能系统(ship multi-energy system, SMES)的规划问题已成为实现其绿色发展的关键挑战之一。对此，提出了一种考虑碳排放的SMES联合规划方法。首先构建了以交直流混合船舶电力系统为核心，以能源转化设备为枢纽的SMES系统模型，并实现了对船舶的动力系统与航行之间关系的精细化描述。其次，在考虑船用设备的各项运营成本模型以及相关约束条件的前提下，建立了考虑碳排放的SMES规划双层优化模型。上层以总成本最小为目标函数，下层以总运维成本最小和碳排放量最低为目标函数。最后通过CPLEX对模型进行求解。仿真结果验证了所提方法的合理性和优越性。

摘要:电力系统碳排放计量是明确各环节排放责任、制定减排措施、实现碳中和战略目标的重要基础。碳流理论基于潮流追踪原理，可实现电力系统碳排放因子的计算和碳排放责任的分摊。潮流计算结果是准确计算碳排放因子的基础，但其受到网络模型准确性的影响。当线路参数发生变化时，可能导致碳排放因子计算失准。为此，提出了考虑线路参数修正的电力系统碳排放因子计算方法。首先，分析了基于碳流理论的电力系统碳排放因子计算方法。然后，利用量测数据和改进牛顿-拉夫逊法修正线路参数，提出考虑线路参数修正的电力系统碳排放因子计算方法，并进一步讨论了线路的参数变化对节点碳排放因子的影响规律。最后，仿真结果验证了所提方法可有效提升碳排放因子计算的准确性。

摘要:针对交流系统故障易导致传统高压直流输电换相失败(commutation failure, CF)的问题，提出基于半控与全控器件混合串联的可控电容换流阀拓扑及控制策略。首先，构建了提升换相失败抵御能力的混合串联换流阀拓扑结构，基于换相过程分析得出电容投入能够显著增加换相电压时间面积，从而降低CF风险。其次，揭示了电容容量、投入时机对换相性能的影响机制。结合全控器件的电压和电流应力特性，确定了电容与可关断管的选型定容。然后，设计了基于瞬时线电压幅值检测的自适应控制策略，通过实时监测交流系统电压变化，自适应调整全控器件的关断时序，进一步提升了换相失败抑制效果。最后，基于PSCAD/EMTDC搭建仿真模型，验证了所提方案的有效性。结果表明该拓扑及控制策略能够在轻微到严重故障范围内有效抑制CF。

摘要:针对海上风电孤岛经柔直并网系统交流侧故障引起直流过电压的问题，提出一种柔直系统降压控制与海上风电场降电流控制协调配合的故障穿越方法。故障期间，首先将柔直子模块与直流电压解耦，充分利用柔直系统自身故障穿越能力。然后根据系统能量特性，提出一种盈余功率分配的能量等面积法，直接刻画故障期间柔直系统送端功率运行安全域。同时，建立计及低压穿越策略风机与柔直连接的暂稳态等效模型，推导暂稳态期间交流电压与风电场有功输出的关系，实现对海上风电的降载功率精确控制。最后在基于PSCAD/EMTDC的如东海上风电场经柔直并网仿真平台进行验证。仿真结果表明，所提控制策略无需依赖新装耗能电阻，降低能量损耗，有效解决直流过电压问题，具有更高经济性。

摘要:针对日前预测模型在非线性特征提取能力上的不足，以及日内预测时功率输出波动特征复杂导致模型学习困难的问题，提出了基于科尔莫戈洛夫-阿诺尔德网络(Kolmogorov-Arnold networks, KAN)和误差时间序列自相关性特征的多时间尺度光伏功率预测方法。首先，在日前预测阶段，设计了以KAN为基本单元的预测模型，通过残差连接改进的深层KAN提取数据空间特征，并结合多头注意力机制提取数据时序特征，显著提升了模型对各种气候特征的提取能力。然后，在日内预测阶段，基于日前预测结果，结合误差时间序列的自相关性特征进行间接预测，显著降低了预测序列的波动幅度，降低了模型的学习难度。最后，基于某光伏功率预测大赛提供的数据进行实验，结果表明，所设计的日前预测模型相较于长短时记忆(long short-term memory, LSTM)网络、Transformer等模型，预测结果的均方误差(mean square error, MSE)至少降低3.8%。所提出的日内间接预测方法相比于直接预测方法，预测结果的MSE降低38.3%。