摘要:在高压并联电抗器声纹信号监测系统中，长时海量无标签声纹的高维非平稳性导致特征提取困难、无监督聚类适应性差。由此提出了一种基于深度自适应K-means++算法(deep adaptive K-means++ clustering algorithm, DAKCA)的750 kV电抗器声纹聚类方法。首先通过采用两阶段无监督策略微调的改进堆叠稀疏自编码器(stacked sparse autoencoder, SSAE)，对快速傅里叶变换后的归一化频域数据提取电抗器原始声纹32维深度特征。进一步提出了依据最近邻聚类有效性指标(clustering validation index based on nearest neighbors, CVNN)的自适应K-means++聚类算法，构建了能自适应确定最优聚类个数的电抗器声纹聚类模型。最后通过西北地区某750 kV电抗器实测声纹数据集进行了验证。结果表明，DAKCA算法对无标签声纹数据在不同样本均衡程度下能够稳定提取32维深度特征，并实现最优聚类，为直接高效利用电抗器无标签声纹数据提供了参考。

摘要:针对变换器并联系统在大扰动下的暂态同步稳定性问题，当前的研究因缺乏有效的非线性动力学系统分析方法而面临着巨大挑战。为此，将新能源经柔直外送系统作为研究场景，建立系统的暂态交互模型，构造解析的李雅普诺夫函数，再利用直接法估计系统的稳定域。据此，进一步给出基于临界能量的系统暂态同步稳定判据。根据理论推导，揭示了新能源侧并网变换器和柔直送端变换器之间的耦合关系。从能量的角度分析了控制参数对同步稳定性的影响，以及控制方式对判定结果的影响。最后，在Matlab/Simulink中搭建基于模块化多电平换流器高压直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current transmission, MMC-HVDC)送出的新能源外送系统仿真模型，验证了所提方法的有效性和分析结果的正确性。

摘要:保护测量回路是电力系统继电保护的基石，其误差评估对电网安稳运维举足轻重。针对保护测量回路静态隐藏误差可能诱发保护误动/拒动的风险且难以在线监测问题，提出了一种基于递推主元分析和改进灰狼算法优化极限学习机(recursive principal component analysis and extreme learning machine optimized by grey wolf optimization, RPCA-GELM)数据驱动的保护测量回路误差评估方法。首先基于电力系统正常运行下历史数据与实时数据，应用RPCA技术在线更新主元特征模型以缩短评估时间，进一步引入4种统计算法生成4类误差监测特征量，构建误差综合评判方法进行特征优选，提升误差评估准确率。然后针对模型评估精度取决于关键参数，引入国际无限折叠混沌映射策略对灰狼算法进行优化，以提升参数寻优精度和收敛速度，在此基础上结合ELM算法提出了基于GELM的保护测量回路误差评估方法。最后通过多组对比实验验证了所提方法能实现模型性能优化，且相对其他方法有效提升了保护测量回路误差评估准确率与精度。

摘要:针对配电网相间短路后盲目重合于永久性故障导致系统遭受二次冲击，且保护跳开后自适应重合闸缺少可用有效信息的问题，提出一种利用外接电源注入扰动电流信号，通过其响应特征差异实现对故障性质可靠识别的方法。短路故障发生后，利用外接电源注入低频扰动电流，提取稳态扰动电压波形数据。若为瞬时性故障，线路间为电容模型。若为永久性故障，故障相间存在过渡电阻，线路不符合电容模型。故注入扰动信号在不同故障时响应特征存在明显差异，利用该差异构造判据。提出基于曼哈顿距离算法和能量相对熵算法表征的故障性质识别判据，并构造附加判据进一步识别永久性故障和注入信号时故障已消失的情况，克服主动式故障辨识方法应对故障随机性不足的问题。PSCAD/EMTDC仿真结果表明，所提方法具有较高的灵敏度和可靠性。

摘要:电力市场发挥资源配置作用的前提是其能够充分发现资源价值。然而，现有价值评估方法难以反映清洁能源对系统产生的真实多维价值，导致其市场收益与自身为系统产生的价值不匹配。对此，以调节式水电为研究对象，提出了基于替代效益的水电多维价值解耦建模与量化评估方法。首先，剖析了水电在环保低碳、灵活调节、保供支撑等方面的价值及其与市场收益的匹配性。然后，构建了基于替代效益的水电多维价值解耦量化评估框架，以水电接入引起的系统相关成本变化情况表征其多维价值，并设计了面向水电价值解耦量化的对比场景。随后，通过时序生产模拟获取不同场景下市场主体的时变运行方式与系统运行成本，实现水电多维价值的定量解耦表征。基于电网实际数据的算例分析表明，水电机组的多维价值与机组运行工况及系统运行状态密切相关，不同工况下水电机组的价值差异显著，而当前市场机制未能有效体现该资源价值差异，对性能良好的水电资源激励不足，相关测算结果为市场机制的完善提供了支撑。

摘要:基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)的高压直流输电(high voltage direct current, HVDC)系统因其固有的链路延时特点，可能导致系统出现高频振荡现象。针对此问题，建立了含链路延时的MMC小信号模型，利用特征值分析法对高频振荡模式进行分析，揭示了高频振荡的发生机理。进而提出了一种基于二阶带阻滤波器的高频振荡抑制策略，以确保高频段有足够的正阻尼。并与采用低通滤波器和非线性滤波器的抑制策略进行对比，探讨了不同策略的抑制效果以及对MMC动态性能和故障穿越能力的影响。最后，根据PSCAD/ EMTDC电磁暂态仿真模型验证了理论分析的正确性以及抑制措施的有效性。

摘要:暂态电压失稳事件紧急控制措施制定是电力系统仿真分析中的一个重要内容，离线预先制定紧急切负荷决策，在线匹配执行决策方案。但该工作目前主要依赖专家分析海量仿真数据得到，耗时耗力。因此提出了一种融合电网拓扑信息的分支竞争Q网络智能体的电力系统紧急切负荷决策方法，以提高离线紧急切负荷决策的效率。首先，建立了一种基于事件驱动的马尔科夫决策过程，可以有效指导深度强化学习智能体的训练。其次，设计了一种分支竞争Q网络智能体，相比传统无分支网络，基于分支竞争Q网络智能体具有更强的训练效率和决策能力。然后，为进一步增强智能体的训练效率和决策性能，通过图卷积增强将电力系统拓扑信息融入到智能体的训练过程。最后，在中国电力科学研究院8机36节点系统进行了验证。相比于无分支网络和无拓扑信息融入的深度强化学习智能体，所提方法具有更高的训练效率和决策性能。

摘要:柔性直流电网中模块化多电平换流器(modular multilevel converters, MMC)限流控制策略能有效降低对线路保护速动性的要求以及直流断路器(DC circuit breakers, DCCB)的开断容量，但易造成非故障端功率传输中断，扩大故障影响范围。为进一步提高其选择性，提出了一种双端量自适应限流控制策略。首先，根据限流控制的选择性原则及目的确定MMC自适应限流控制策略的启动范围。其次，根据限流启动范围内、外线路两端的初始电流行波极性确定故障区域，实现自适应限流控制策略的选择性启动，并根据故障后线路电压的跌落程度自适应地重构直流阻抗，抑制故障电流。最后，形成自适应限流控制、故障区域识别与故障隔离三者紧密融合的整体方案。仿真结果表明，所提自适应限流控制策略在降低DCCB技术需求的同时具有良好的选择性，并对故障类型、过渡电阻和噪声均有一定的适应性。

摘要:断续脉冲宽度调制(discontinue pulse width modulation, DPWM)策略可以实现逆变器每一相开关器件在1/3周期内不动作，从而降低开关损耗，但其降低损耗的能力仍有进一步提升的空间。为此，以有源中性点箝位(active neutral point clamped, ANPC)三电平逆变器为研究对象，提出了一种适用于三电平逆变器的两相箝位断续脉宽调制(two-phase clamped DPWM, TPCDPWM)策略。将空间参考矢量近似等效为由两邻近矢量合成的近似矢量，并以合成误差最小为目的划分调制区域。在此基础上对多种调制策略作用下的开关损耗、合成误差、谐波特性及中点平衡能力进行了分析对比。最后将空间矢量脉宽调制(space vector PWM, SVPWM)与TPCDPWM策略进行对比实验研究，验证了所提TPCDPWM策略可以实现ANPC三电平逆变器每一相开关器件在2/3周期内不动作，能显著降低开关损耗。

摘要:新能源高比例接入直流配电网，其低惯量、弱阻尼特性将导致故障电流峰值大、上升速率快，给现有直流断路器的开断容量、速度带来挑战。因此，提出一种计及超级电容快速钳位饱和铁芯电压的直流故障限流器。该限流器利用超级电容器对串联于主电路的饱和铁芯快速供能，在检测到故障后通过单移相控制使超级电容快速放电，在饱和铁芯上产生特定斜率电流以钳位饱和铁芯电压，进而有效抑制故障电流幅值。此外，根据电流微分判据识别瞬时性/永久性故障：瞬时性故障时，执行无断路器动作行为的系统自恢复；永久性故障时，进一步抬升饱和铁芯钳位电压使故障线路电流过零，直流断路器快速动作、隔离故障线路。最后，搭建多端直流配电网仿真系统验证所提限流器的有效性。结果表明所提限流器能够有效抑制故障电流，消除故障区域对非故障区域的负面影响。

摘要:针对风电功率预测模型的数据关联性与误差修正适应性问题，提出基于超参数优化和误差修正单元切换的超短期风电功率预测方法。首先，构建时空注意力门控网络预测模型，利用改进开普勒算法进行超参数优化。然后，考虑风电场数据与预测误差之间的非线性关联，构建误差修正自适应单元。同时挖掘风速时序变化特征，构建深度学习单元。在此基础上，提出基于风速矩阵梯度的误差修正单元切换策略。最后，将模型应用于实际风场的功率预测并与其他模型对比分析。结果表明，所提方法在预测精度上优于其他方法，且在风速复杂多变的风场仍具有较高预测精度，验证了所提方法的准确性和适用性。

摘要:分布式电源规模化接入给配电网的可靠运行带来挑战，合理调控用户侧多元灵活性资源可为配电网灵活运行注入新的活力。然而，传统配电网集中调控的方式难以应对海量节点的能量管理及信息互动需求。为此，提出一种面向多元灵活性资源功率聚合的配电台区优化运行方法。首先，基于蒙特卡洛算法，对台区内的电动汽车充电负荷、空调电负荷、可中断负荷、用户侧储能等灵活调控资源进行多维度的功率聚合。在此基础上，建立电动汽车充电负荷、空调负荷和可中断负荷参与不同类型需求响应的模型，提出了综合考虑经济性与用能舒适度的配电台区多目标协调优化运行方法。最后，以某县级配电台区为例进行分析，并对各类灵活性资源的需求响应潜力进行评估，验证了所建立模型的合理性，证明了所提出的优化运行方法能够有效地增大配电网光伏消纳率。

摘要:为了充分利用电压源控制静止同步补偿器(voltage source controlled static synchronous compensator, VSC- STATCOM)IGBT开路故障电流信号中包含的时频信息，以提高IGBT故障诊断和识别的准确性，提出了一种基于小波散射变换(wavelet scattering transform, WST)与改进残差通道注意力(improved residual channel attention, IRCA) 模块、改进坐标注意力(improved coordinate attention, ICA)模块和残差神经网络(residual neural network, Resnet)相结合的新算法—WST-IRCA-ICA-Res。首先，运用Matlab/Simulink平台仿真不同工况下VSC- STATCOM模块22类故障类型，获取故障样本集。其次，利用WST对故障信号进行自动鲁棒的特征提取，构建包含时频信息的特征矩阵。最后，利用IRCA-ICA-Res模型对特征矩阵进行深层次提取、强化和识别。实验结果表明，所提方法具有较强的抗噪性能，能够高精度识别IGBT故障类型。

摘要:由于不同时期的录波数据记录标准有所不同，以及各个生产厂家对标准的解读存在偏差，造成同源录波数据的通道名称存在个性化差异，且通道索引号不同，难以进行录波数据的同源匹配。针对上述问题，提出基于句向量掩码纠错双向编码器表征语言模型(sentence-masked language model as correction bidirectional encoder representations from transformers, Sentence-MacBERT)的同源录波数据匹配方法。首先，分析录波文件的记录格式特点，根据录波文件的格式特点完成核查信息表的构建。然后，通过构建的核查信息表进行录波文件自动校核。最后，在双向编码器表征(bidirectional encoder representations from transformers, BERT)模型的基础上构建Sentence-MacBERT同源通道匹配模型，完成同源录波数据匹配。算例分析表明，根据核查信息表能够完成录波文件的自动校核，并对解析失败的录波文件发出告警信息。利用Sentence-MacBERT模型进行通道名称匹配的效果良好，能够有效地完成录波数据的同源匹配，帮助运行人员进行故障分析。

摘要:继电保护装置是电力系统的第一道防线，其可靠性至关重要。温度是导致继电保护装置失效、影响自身可靠性的主导因素。然而，目前继电保护装置可靠性影响分析，特别是其失效率预计，鲜见考虑温度影响。针对上述问题，详细分析了温度对继电保护装置的影响特性，并给出了考虑温度的失效率预计方法。首先，介绍了典型保护装置的架构，分析了不同安装环境下的传热形式和温度特点，并研究了装置内部的温度分布特性。其次，从可靠性物理的角度定性分析了装置失效的温度影响特性，并结合装置架构，提出了考虑温度的继电保护装置失效率预计方法。最后，结合不同环境下的装置内部实测温度和失效率预计结果，结合工程数据和经验，验证了方法的合理性。

摘要:工矿企业的配电网系统短路电流超标是威胁设备稳定运行的最严重因素。为此，提出了一种LC串联再并联于主断路器的电气回路，其电流频率约为1.3 kHz。该高频电流与系统短路故障电流同时流过主断路器，强制短路电流提前过零，实现真空环境下电气开断的短路限流策略。该策略设计一种分闸时间小于1.2 ms的超高速真空断路器和LC高频振荡回路并联的强制过零单元，可及时切断主回路并投入限流电抗器，实现对短路电流的有效抑制。在此基础上，详细分析了限流装置的运行机制、关键参数设计以及该技术在实际配电网中的应用潜力。通过仿真与实体试验验证，所设计的限流装置能够将短路峰值限制在实际值的70%以下，显著降低短路电流的峰值水平，有效减轻对配电网设备的冲击，进而显著提升了系统运行的稳定性。