摘要:电流互感器(current transformer, CT)是各类差动保护的核心元件，但在复杂故障电流特性及幅值显著提升的工况下极易发生饱和。首先，融合测点处电压互感器(potential transformer, PT)提供的电压量信息，通过建立电压-电流耦合关系在二维象空间中绘制以电流量为横轴、电压量为纵轴的轨迹曲线，从而抑制CT饱和导致的单一信号失真对状态辨识的干扰。基于轨迹畸变程度与标准椭圆的量化偏差，实现饱和状态的识别及严重程度的分级评估。最后，在线性传变区间内筛选采样点并结合改进的椭圆拟合算法完成象空间分布的整合及畸变电流的重构。在PSCAD/EMTDC平台搭建220 kV输电线路模型及新能源电源接入模型，仿真结果显示，在CT不同饱和类型及严重程度下，所提方法能高效、精确地实现CT饱和状态识别及二次畸变电流的重构。

摘要:为提升匹配控制构网型(grid-forming, GFM)风电机组联网频率支撑特性，同时解决单一的控制策略和参数对电网运行工况适应性差的问题，提出一种基于线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control, LADRC)的匹配控制构网型永磁直驱风电机组(permanent magnet synchronous generator based wind generator, PMSG)快速频率支撑策略。首先，构建基于匹配控制的构网型PMSG控制架构并阐述直流电压与频率的匹配机理。其次，设计匹配控制构网型PMSG的LADRC频率支撑策略，并分析控制器带宽参数对LADRC抗扰能力的影响规律。然后，结合遗传算法(genetic algorithm, GA)对LADRC中的带宽参数进行在线寻优，使其具备一定的参数自整定能力。最后，基于PSCAD/EMTDC仿真平台，对不同控制策略在不同工况下电网频率和风机出力的变化情况进行对比分析。仿真结果表明，所提策略可在多种场景下提升风电联网系统对电网频率的支撑能力。

摘要:高比例新能源多馈入系统(简称多馈入系统)中，电力电子变流器的大规模接入会引发一系列小干扰稳定问题，而系统电压支撑强度(简称系统强度)评估是分析此类问题的重要手段。针对现有研究忽略变流器无功支撑特性及实际运行工况的不足，提出一种面向多馈入系统的小干扰稳定性分析与强度评估方法。首先，建立计及无功支撑特性及实际运行工况的多馈入系统小干扰模型。其次，采用参与因子加权法构建等效同构多馈入系统。进而，基于模态解耦理论推导等效单馈入系统，以表征多馈入系统的小干扰稳定性。最后，提出计及无功支撑特性的系统强度评估指标，针对变流器控制结构和参数已知的白盒模型以及控制结构和参数未知的黑盒模型，分别设计相应的系统强度评估量化流程。仿真算例结果表明，所提出的方法能准确评估系统强度，且具有较好的工程适用性。

摘要:随着新能源渗透率不断提高，新型电力系统转动惯量降低和参数波动性提高等特征越来越突出，若仅依靠传统调频资源将会出现调频能力不足的问题。电力电子化调频资源具有更快的响应速度，这为实现新型电力系统快速调频提供了一种机遇。因此，提出一种电力电子化分布式调频资源与传统旋转机组协同调频方案。然而，电力电子化机组分布式特征明显，并且随着系统中新能源渗透率的波动，系统惯量及频率响应特性也会随之改变。为此，考虑参数不确定性，设计了适应分布式异质多源协同调频的新型电力系统分布式模型预测自动发电控制(automatic generation control, AGC)方法。所提分布式模型预测控制可以充分发挥快速调频资源的快速调频潜力，迅速抑制系统频率波动。另外，设计了一种在线事件触发参数辨识方法，保证系统关键参数发生剧烈变化的情况下，模型预测控制器能够及时更新系统参数进行精准预测控制。最后，通过设计不同的场景进行仿真研究，结果证实了所提方法能够有效提高系统调频性能，并且达到期望的效果。

摘要:海上风电并网系统中基于模块化多电平换流器的陆上换流站，在风电出力突变、设备投切及电网电压跌落等工况下易引发扰动。针对此问题，提出一种融合斜率无源滑模与模型预测控制(slop passivity-based sliding mode-model predictive control, SPSM-MPC)的优化策略。该策略以电流内环控制为核心，采用无源滑模(passivity- based sliding mode, PSM)控制搭建基础框架，通过引入斜率调节机制构建斜率无源滑模(slop passivity-based sliding mode, SPSM)控制策略。并将模型预测控制(model predictive control, MPC)有机嵌入调制算法体系。利用仿真模型对比传统PI、PSM与SPSM-MPC这3种策略在系统正常运行及3种典型扰动工况下的动态性能。结果表明：SPSM-MPC策略可将系统稳态运行输出电流THD降至4.45%，风电出力突变响应时间缩短至2 ms，电网电压跌落工况下有功稳定时间缩短至0.15 s。SPSM-MPC策略通过斜率机制与预测控制的协同作用，有效提升了系统在动态扰动下的鲁棒性，为海上风电并网系统的稳定运行提供了新的控制方案。

摘要:为提高光伏发电系统在复杂多变气象条件下输出功率预测的精确性和稳定性，基于物理-数据融合的驱动策略，提出一种物理特征扩展的ASReLU-CNN-LSTM短期光伏功率预测方法。该方法首先通过改进太阳轨迹模型动态校正斜面辐照度，使其更准确地反映组件实际受光强度，接着结合光电转换模型与小型前馈网络扩展数据集的相对功率特征。其次，构建自适应平滑修正线性单元(adaptively smooth rectifier linear unit, ASReLU)，通过参数自适应平滑修正优化卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)的负特征提取能力。最后，将物理特征扩展的数据集输入ASReLU-CNN-LSTM模型，实现光伏功率的预测。在两个不同气候区数据集上的实验结果表明，该预测方法具有较高的精确性和泛化能力。

摘要:针对永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)控制系统过度依赖精确模型的问题，提出一种基于动态线性化方式的无模型自适应快速终端滑模控制算法。首先，将电机运动方程转化为离散紧格式的动态线性化模型。基于新型快速幂次趋近律，结合紧格式型无模型自适应控制和离散快速终端滑模算法的优点，设计离散时间无模型自适应快速终端滑模控制律。其次，基于电机的输入和输出数据，根据准则函数构造伪偏导数(pseudo partial derivative, PPD)估计算法，实现了基于数据驱动的控制，并分析了PPD估计算法的收敛性与控制算法的稳定性。最后，仿真和实验结果表明，与传统控制策略和无模型自适应滑模控制对比，所提方法提高了PMSM驱动系统的响应速度和鲁棒性，且不再依赖精确系统模型。

摘要:鉴于智能变电站待连接的虚端子数量庞大，传统的连接方法常存在识别效率低、校核工作量大、连接结果不准确等问题。提出一种基于掩码纠错型双向编码器句子嵌入模型(sentence-masked language model as correction bidirectional encoder representations from transformer, Sentence-MacBERT)的虚端子自动连接方法。首先，提取实现虚端子自动连接所需关键信息并进行预处理。其次，构建Sentence-MacBERT虚端子自动连接模型并进行训练，得到最优模型。最后，将预处理后的短地址和中文描述分别输入到该模型中，得到综合句向量并进行余弦相似度匹配，完成智能变电站虚端子自动连接。结果表明，相比于传统的虚端子自动连接方法，该方法的连接效率更高，且准确率达到94.38%，实现了虚端子的准确连接。

摘要:5G基站、分布式光伏(distributed photovoltaic, DPV)等分布式资源大规模参与配电网经济与电能质量等多目标优化调度，致使配电网调控模型决策变量复杂、求解时间慢等问题凸显。为此，提出一种考虑5G基站调控潜力和多资源协同的配电网分层分区优化方法。首先，考虑5G基站通信流量波动特性，建立计及闲置荷电状态(state of charge, SOC)约束的5G基站调控潜力模型。基于此，再建立配电网分层分区优化模型。上层以配电网综合效益最优为目标进行集中式调度，从而确定配电网分组投切电容器组、静止无功发生器等自身资源的动作方案。下层为分区调度，结合电压功率灵敏度和考虑5G基站通信负荷的源荷不匹配度指标进行配电网物理分区，建立面向5G基站闲置SOC和DPV剩余容量的配电网分区协调优化模型，并采用二阶锥规划和同步型交替方向乘子法相结合的混合算法进行求解。最后，以改进的IEEE33节点配电网为算例，分析验证了所提方法的有效性。结果表明，所提方法能够提高配电网调控模型的求解能力，并提升配电网经济性和电压质量。

摘要:针对Vienna整流器输入电流过零畸变问题，提出了一种基于矢量误差建模的Vienna整流器自适应过零畸变抑制策略。首先，分析了Vienna整流器输入电流过零畸变现象，发现电流过零附近由纹波和采样误差导致的扇区误判及扇区误判时共享开关状态被使用产生的矢量误差是导致输入电流过零畸变的本质原因。根据分析结果，定量地构建了扇区误判发生条件和矢量误差的数学模型。在此基础上，设计了一种自适应过零畸变抑制策略。通过建立包含矢量误差的多目标模型预测误差函数，优化共享开关状态的使用，动态补偿矢量误差，从而抑制输入电流过零畸变。最后，通过搭建仿真模型和实物平台进行验证。实验结果表明，所提方法能够有效抑制输入电流过零畸变，显著提升了输入电流质量，为Vienna整流器过零畸变抑制提供了一种新的途径。

摘要:车网互动(vehicle to grid, V2G)模式的充电站可为电网运行提供有效支持。但在电网故障下，直流侧不平衡功率可能使得充电站直流电压越限，造成充电站被从电网切除。直接切除使充电站无法在故障期间为电网提供支撑，并导致短时间内启停而危害站内电力电子器件。为此，刻画了避免直流电压与交流电流越限的充电站功率边界，建立了计及故障持续时间的充电站故障穿越功率可行域。分析发现了故障穿越功率可行域随故障持续时间增加而缩减的特征，提出了避免充电站直流电压越限的极限故障时间计算方法。并解析了避免交流电流与直流电压越限的充电站最大电压支撑点。通过考虑极限故障时间与电网保护动作时间的关系，提出了兼顾电压支撑的充电站自适应故障穿越控制方法。仿真验证表明，该方法能够根据不同故障严重程度采取应对措施，在保障充电站安全的同时最大程度支撑并网点电压。

摘要:配电网中谐波失真问题日趋严峻。然而，目前谐波治理的有关研究通常只聚焦于单一设备的谐波抑制，忽略了设备间的协同优化，导致谐波治理存在效率有限、经济性不足的问题。因此，提出一种三相不平衡配电系统中电动汽车与光伏协同调度的多目标最优谐波潮流模型，在减小功率损耗与电压不平衡度的同时降低谐波失真度。然而，谐波变量的引入会增加非凸模型的收敛难度。为了解决该问题，将原最优谐波潮流模型解耦为最优潮流子模型与二次规划子模型，并利用交替优化的思想实现模型的快速求解。最后利用IEEE34节点系统与IEEE123节点系统验证了所提方法的有效性。

摘要:为解决并网中性点钳位型逆变器同桥臂双管和内侧单管开路故障诊断困难，以及过多检测信号引起的计算资源消耗和诊断时间增加的问题，提出对称点模式与改进增强卷积神经网络(efficient channel attention- ConvNeXt, ECA-ConvNeXt)结合的故障诊断模型。首先，定义三相“上下桥臂中点间电压”区分同桥臂双管和内侧单管开路故障，并结合A相电流对其他故障类型进行诊断。然后，利用对称点模式将4种信号融合为一张“雪花图”，丰富数据特征的同时降低计算量。最后，引入双尺寸卷积核和高效跨通道注意力机制提升ECA-ConvNeXt模型特征捕获与泛化能力，同时优化激活函数和残差模块堆叠次数，以兼顾故障诊断精度与速度。实验表明，其对包含同桥臂双管和内侧单管开路故障在内的79种单、双开关管开路故障的诊断精度达99.53%，平均测试时间为8.82 ms，实现了故障诊断精度与速度的平衡。

摘要:针对表贴式永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)转速环存在的负载扰动、参数失配等不确定性问题，提出一种基于新型趋近律的抗扰滑模控制策略。首先，提出一种新型自适应趋近律，所提趋近律在等速项中引入系统滑模变量的自适应增益，解决了传统指数趋近律收敛速度与滑模抖振的矛盾问题，减小了跟踪误差，且避免了趋近速度突变问题。然后，基于所提新型趋近律和非奇异积分终端滑模面设计了转速环滑模控制器。最后，为进一步提高系统的抗扰性能，设计扩展滑模扰动观测器观测并补偿转速环的不确定性扰动。仿真与实验结果表明，所提抗扰滑模控制策略能有效提高电机调速系统的动态性能和鲁棒性。

摘要:针对可再生能源和负荷的不确定性制约综合能源系统(integrated energy systems, IES)实现零碳目标的问题，提出了一种考虑不确定性的IES零碳容量规划和多时间尺度优化方法。以新疆某含电、热、冷负荷需求的IES为例，首先，利用多元联合分布并结合蒙特卡洛方法模拟可再生能源和负荷的不确定性及相关性。然后，提出利用氢储能电解水过程产生的碱性溶液吸收二氧化碳的IES全生命周期零碳容量规划方法。最后，构建了IES规划周期内的零碳排放调度框架，以协调IES在长时间规划周期和短时间调度周期的零碳优化。并基于该框架设计随机-滚动两阶段优化调度模型，以应对可再生能源和负荷的不确定性，最小化IES综合运行成本。仿真分析结果验证了所提方法在促进可再生能源消纳、减少一次能源消耗、实现零碳排放和经济运行方面的有效性。

摘要:新能源发电的波动性与随机性易引发电网频率/电压波动，且其机组缺乏系统惯性与主动支撑能力，严重制约高比例新能源电网的稳定运行。储能系统凭借快速响应与灵活调控特性，可有效提升新能源消纳能力并增强电网主动支撑性能。聚焦电池储能系统的电网支撑应用，系统解析其技术特性与功能定位，通过模拟同步机核心参数(有功/无功功率、惯量、阻尼)，从调频调峰、电压调节、惯量支撑、阻尼补偿等维度全面综述电池储能系统的电网主动支撑策略。针对现有研究在多元储能协调控制、动态协同控制及经济性安全性等方面存在的不足，给出了涵盖理论创新、技术升级与市场机制创新的解决方案，为电池储能支撑电力系统提供理论依据与技术路径。