摘要:针对基于经典一致性算法的微电网优化调度中存在需要集中处理器对可控单元进行信息采集并做求和处理等问题，提出一种基于一致性原理和梯度下降法的完全分布式优化调度策略。该算法的一致性原理由一致项和调整项两部分组成。其中，一致项选择增量成本作为一致性算法的状态变量进行迭代计算，调整项根据功率偏差进行修正，使其满足约束条件。通过将梯度下降法和一致性原理相结合，实现微电网发电成本的优化并提高收敛速度。并且通过可控单元与相邻可控单元之间局部信息交互更新参数，应对拓扑结构的灵活变化。最后基于IEEE-14节点系统和IEEE-39节点系统仿真验证所提方法的有效性和可行性。

摘要:“碳中和”背景下，以新能源为主体的新型电力系统正在大力建设，而化石型调节电源占比的降低给大规模新能源消纳带来了严峻挑战。为此，提出了基于梯级水电调节的多能联合发电系统优化调度模型，以减小因新能源的接入而给电网带来的功率波动冲击，并缓解电网调节资源配备压力。该日前调度模型以梯级水电平抑新能源接入后的负荷波动最小和系统综合成本最低为双重目标。针对模型中高维复杂约束问题，提出了一种改进的NSGA-II算法。该算法对选择策略中设定的比例因子进行了改进，并将正态分布算子引入交叉过程，以保证种群的多样性并提升算法在空间上的搜索能力。仿真结果表明所提模型能利用梯级水电有效平抑新能源入网波动，并兼顾多能发电系统综合经济效益。通过比较各种算法的结果，改进NSGA-II算法帕累托解的质量更优，且分布更均匀。

摘要:为了提高对分布式可再生能源的就地消纳能力，实现配电网分层分区调度，提出了基于MOEA/D的多目标蚁群动态分区算法和基于动态分区的配电网日前优化调度模型。利用潮流追踪算法与复杂网络理论中的二分模块度，提出了量化分区间能量耦合程度的能量二分模块度指标。基于电力系统潮流方程雅克比矩阵推导蚁群算法中的启发式信息，结合预测场景集以分区的能量二分模块度与功率储备为目标函数，利用多目标蚁群算法生成动态分区方案。建立以联络线功率、灵活性不足率以及成本最低为目标的基于动态分区日前优化调度模型，并利用NSGA-II算法求解Pareto最优解集。最后基于IEEE33节点网络对所提模型与方法进行验证。结果表明，采用该方法进行动态分区与日前调度可有效提高系统应对可再生能源不确定性的能力，为就地平抑可再生能源波动奠定基础。

摘要:电力市场开放下源荷频繁互动给高比例可再生能源并网的电力系统规划带来一系列挑战。提出了一种面向电力主辅市场出清的价格驱动下的输电系统双层规划模型。上层模型主要考虑系统运营商的投资成本及系统运行效用成本。下层模型则主辅电力市场出清模型，在考虑系统运行宽裕度的前提下以边际节点电价与备用价格引导上层输电网扩展规划。通过将下层市场出清模型基于Karush-Kuhn-Tucker (KKT)条件作为约束代入上层优化模型，构成混合整数非线性规划问题，进一步用近似线性化以及互补松弛等方式将非线性优化问题线性化。最后，以Garver-6节点系统及中国西南某500 kV输电网络为例进行验证。仿真结果表明所提输电网扩展规划方案有利于激励用户参与新能源市场化消纳，降低尖峰负荷场景下线路阻塞，保障电力市场交易的公平性。

摘要:针对特征提取手段自身局限性导致的扰动典型特征间边缘重叠对混和扰动辨识的影响，提出一种基于多域特征优选的多核支持向量机辨识算法。首先，利用多种特征提取手段获取混和扰动多域典型特征。其次，为考虑高维特征与目标类别的相关性和度量尺度的规范化，利用改进的最大相关最小冗余准则优选用于辨识的关键特征子集，进而利用计及半径信息的多核SVM来辨识混合扰动波形。仿真结果表明，所提辨识算法能够克服混合扰动特征空间模糊对辨识精度的影响，受噪声影响小，稳定性好。

摘要:针对高维特征空间中存在的相关特征、冗余特征等导致变压器油纸绝缘综合诊断的特征空间提取存在平均误差大、分类正确率低等问题，提出一种基于快速过滤相关算法和极限梯度上升相结合的特征量优选策略。首先，根据变压器的介电响应实测数据，提取多种类别的时域介电特征量形成初始高维特征空间。其次，提出一种两级式时域特征选择方法，第一级采用快速相关过滤算法剔除低相关、高冗余的特征量，第二级依照极限梯度提升评估特征的重要度，从而确定最优特征空间。最后设置不同对照组对最优特征空间进行对比论证，有效验证了采取所提优选策略得到的最优特征空间的合理性及准确性。

摘要:高比例风电接入导致系统等效惯量降低，增加了电网引发频率失稳的可能性。为保障日内频率安全稳定运行，同时避免大面积切除风电的不合理操作，提出了基于频率安全约束与临界惯量计算的分时段限制风电出力方法。通过引入频率最低点和最大频率变化率约束指标，并考虑日内运行方式变化，分时段求解电网临界惯量及对应的最大风电并网容量。结合电网实际惯量判定小于临界惯量的时段，对这些时段依据最大风电并网容量确定风电切除量，从而在日内各时段消除频率安全隐患。最后通过算例系统证明：所提方法能准确筛查电网日内存在频率安全风险的时段，求解的风功率分时段切除量可有效消除频率安全隐患。

摘要:针对电力负荷非线性、预测条件多样性、预测模型参数设置主观性等问题，提出一种基于强适应性的日均负荷日期映射法、高非线性拟合性能的门控循环单元(Gate Recurrent Unit, GRU)和强搜索性能的改进麻雀搜索算法(Improved Sparrow Search Algorithm, ISSA)相结合的ISSA-GRU(ISGU)混合模型进行短期电力负荷预测(Short-term Load Forecasting, STLF)。首先，利用日均负荷日期映射法对星期-节假日因素进行映射，解决该因素因非数字化导致不易输入预测网络的问题。随后，从诸多相关因素中筛选出高度相关特征值，以此解决预测条件多样性问题。最后，构建GRU网络进行负荷预测，并引入ISSA算法对GRU网络参数进行客观配置。为验证ISGU混合模型的有效性，采用新加坡电力负荷数据进行实验，并将实验结果与现有算法进行比较。实验结果表明，所提方法对STLF具有良好性能，有效提高了STLF统计标准的精度指标。

摘要:终端能量路由器是能源互联网中一种重要的能量路由设备，构建其能量路由拓扑的最有效途径是采用基于电力电子变流技术的固态变压器。能量路由拓扑确定之后，能量路由控制技术直接决定着其运行特性。针对终端能量路由器能量路由的混成系统特性，使用基于混成系统理论的切换系统理论进行终端能量路由器能量路由控制。首先详细分析了终端能量路由器能量路由拓扑结构、工作原理。然后，深入分析了能量路由器能量路由的切换系统行为特征，建立了其切换系统模型。其次，结合空间矢量脉宽调制技术提出终端能量路由器多模态切换控制方法。最后，通过Matlab/Simulink仿真平台搭建模型验证所提控制方法的有效性。理论分析和仿真表明，该方法充分考虑了终端能量路由器运行过程中离散变量与连续变量的相互作用，具有切换时间短、切换过程平稳的特点，从而优化了动态调节特性，提高了控制跟踪速度和控制精度。

摘要:采用离散傅里叶变换(DFT)检测含有频率相近的谐波与间谐波的电网信号时，信号的非同步采样会引起频谱泄露和混叠现象，严重影响了检测精度。针对以上问题，提出一种基于DFT和群组谐波能量回收理论的谐波与间谐波检测算法。首先根据DFT对谐波/间谐波的频谱分析结果判别谐波/间谐波分量数。然后基于群组能量回收理论通过频率偏移量自动调整取样窗口的长度，依次对主要谐波/间谐波周围的溃散能量进行迭代收集。最后通过主要谐波/间谐波周围溃散总能量值将其幅值与频率恢复为原貌，即可得到各分量幅值和频率的精确值。Matlab仿真算例表明，该算法能有效减小因频谱泄露而引起的测量误差，准确测量出邻近谐波与间谐波分量的幅值和频率。

摘要:针对无线电能传输(WPT)系统中线圈偏移导致功率及效率波动问题，提出基于双边LCC(DS-LCC)拓扑WPT系统的改进模型。首先，对该模型进行传输特性分析，推导出不同横向偏移条件下线圈互感与传输特性间对应的函数式。其次，引入归一化方法并确定偏移后线圈匝数与耦合强度及线圈内阻的线性关系。在上述基础上通过对系统进行参数优化设计，实现特定横向偏移范围内系统输出功率和传输效率抗偏移性的提升。最后，搭建一台100 W的实验样机对理论分析进行验证。结果显示在0~20 cm的横向偏移范围内系统的输出功率始终高于80 W，传输效率始终高于70%。

摘要:核电站控制棒驱动机构电源系统(RAM)是控制棒驱动机构的唯一供电系统，目前RAM系统存在一系列不正常工况及失磁保护失配问题。为深入了解系统运行规律并解决失磁保护失配问题，首先，结合实际数据，基于PSCAD仿真平台建立了RAM系统仿真模型。在验证模型正确性的基础上，对存在的不正常工况产生机理进行分析，通过仿真验证了分析的正确性。其次，对某核电站失磁保护与过流保护的失配现象进行了仿真复现，并分析了失配发生的原因。最后对失磁保护进行了逻辑优化及配合优化，制定了III段式失磁保护配置方案，从不同负载水平时发生不同程度失磁故障两个维度验证了方案的适用性。所开展的RAM系统不正常工况分析工作和所提失磁保护方案对保障核电站的安全稳定运行有重要意义。

摘要:单相并网逆变器及电网电压不对称情况下的三相并网逆变器，直流母线电压均含有明显的二倍工频纹波分量。受该纹波分量影响，逆变器交流侧输出含有明显的三次谐波，影响逆变器输出电能质量。针对上述问题，利用双重傅里叶变换和开关函数法对并网逆变器的输出谐波特性进行了分析，在此基础上提出了抑制单相和三相逆变器输出三次谐波的改进脉宽调制方法。该方法根据直流母线电压修正调制波，无需提取直流母线电压纹波分量信息，算法复杂度低，易于实现。通过开关函数法详细证明了新型调制方法的可行性，给出了基于该调制方法的单相及三相光伏逆变器的控制策略。仿真验证了所提调制方法可显著降低直流母线电压含二次纹波条件下并网逆变器的输出三次谐波成分。

摘要:为减少规划投资并提高供电质量，针对变电站经济供电半径进行了研究。首先，构建了考虑变电站建设投资和运维费用并以单位供电面积年费用最小为目标函数的变电站供电半径优化模型，研究了变电站经济供电半径求解算法。其次，建立了不同负荷情形下的变电站供电半径和线路电压损失之间的定量关系，在此基础上根据配电网对电压损失的规定对优化计算得到的经济供电半径进行电压质量校验。通过对实际电网数据的测算，验证了算法的准确性和合理性。计算结果可为地区配电网规划提供有效的参考。

摘要:针对储能锂离子电池热失控引发的安全问题，开发一种高效锂离子软包电池内部温度压力模拟方法，为储能系统提供电池状态实时监测工具。首先，通过融合化学反应模型、热路模型和膨胀模型，将软包电池内部生热、产气、传热、膨胀等过程集成到统一的计算框架中。其次，建立基于微分方程组的软包电池温度、压力计算模型，反应模型和热路模型通过温度、生热率等状态参数彼此耦合。再次，将该方法应用于4款电池样本进行温度、压力模拟。计算值和实测值对比表明，该方法能高效计算锂离子软包电池内部温度和压力，最大模拟误差小于4%，具有良好的计算精度。并且，该方法求解过程无需调用耗时的多物理场耦合仿真，计算效率高。

摘要:针对电池储能辅助单机跟踪AGC指令过程中机组爬坡频次高以及储能动作次数多的问题，提出基于旋转门算法的电池储能辅助单机跟踪AGC指令控制策略。首先，利用旋转门算法对AGC历史数据进行压缩，对压缩结果采用线性插值处理，进一步进行动态更新及实时修正，并结合机组爬坡特性确定机组承担的功率调节指令。然后，将储能系统动态地分为3个电池组，根据储能系统功率调节指令确定电池组动作顺序，进而设计功率分配方法实现储能系统上层功率分配，同时确定各电池组电池单元功率分配原则完成下层功率分配。最后，利用某电厂实际AGC指令对控制策略进行仿真分析，验证了所提策略的有效性。

摘要:传统的开关器件脉频调制(Pulse Frequency Modulation, PFM)控制方法，存在开关频率高、频率不固定且稳定性能不好的缺点，使得它在APF的应用中增加了滤波器的设计难度。为此提出了以最优占空比为原则的改进脉频调制方法。该方法通过最小二乘法获得最优占空比，并依此合理选择控制参数，且在控制器中，引入电网及补偿电压的实时特性，参与开关器件的导通时间、关断时间及滞环环宽的控制，从而实现定频、降损、提高控制精度及动态性能。通过对PFM的传统与改进控制策略的仿真与实验，验证了所提方法的有效性，且该方法易于控制电路的设计。

摘要:针对低压配网TN-C-S系统固有剩余电流大、多级剩余电流漏电保护难以投入的问题，提出一种基于剩余电流和不平衡电流突变向量的电流分离漏电保护方法。首先，分析TN-C-S系统剩余电流成分，提出负荷投切不影响剩余电流向量与不平衡电流向量之比M，而单相接地故障发生时刻会导致M值突变。其次，利用低压配网负荷投切频繁的特点连续更新M值，实时计算系统漏电流突变幅值，以漏电流突变幅值越限作为故障判据。仿真和实测数据表明，所提方法对50 mA以上漏电故障的正确识别率达99%以上，变压器出口处可靠动作阈值可低至70 mA，能够满足TN-C-S系统多级漏电保护的灵敏度要求。

摘要:电子信息技术的飞速发展催生了很多包含众多组件的复杂系统，故障诊断技术致力于及时、准确地检测这些系统中的故障，从而为快速恢复系统功能提供重要支撑。基于Petri网数学模型提出分散式的故障诊断方法，分别针对分散式架构中的诊断站点和协调者设计故障诊断算法，并提出相应的诊断协议。站点诊断算法基于Petri网基础标识和基础向量构建，避免穷举所有与观测序列一致的变迁序列，有效提高诊断效率。提出的分散式诊断方法比传统的集中式方法具有更高的计算效率和更好的稳定性。相对于其他已存在的分散式方法，该方法具有更小的Petri网结构假设限制和更广的适用范围。