摘要:随着新能源渗透率的不断提高，配电网主动调压成为维持系统稳定的重要手段。为研究当今负荷多样化配电台区的主动调压方法，首先研究了电机负载类型、负载率存在差异时的电压-功率调节特性，揭示了电机功率受带载情况影响的原因。提出了一种基于负载类型与负载率的台区电机分类方法，并建立了台区电机群分类聚合模型，能够有效降低模型复杂度。其次采用分类聚合模型研究了配电台区整体电压-功率调节特性，计及了静态、动态和电力电子等不同负荷类型及占比的多因素影响，并以实际农、商两典型行业为特例进行仿真分析。最后提出了配电台区主动调压方法。针对系统无功充足或无功不足两种情形以及台区主要负荷类型，调节电压使消耗有功或无功达到最小，实现系统经济运行。

摘要:电网换相换流器型高压直流输电(line commutated converter high voltage direct current, LCC-HVDC)的强非线性导致其内部频率耦合复杂多样，传统建模方法难以兼顾准确性与实用性。为此，提出了一种基于相移原理的降维谐波状态空间(harmonic state space, HSS)建模方法，将谐波域相移原理与HSS理论相结合，建立了LCC-HVDC系统的降维HSS模型。通过PSCAD/EMTDC平台搭建LCC-HVDC系统的时域仿真算例，验证了所建模型的正确性。在此基础上分析了LCC-HVDC系统的小扰动稳定性，并采用参与因子对失稳模态的主导因素进行了辨识。基于所建立的模型进一步研究了HSS截断阶数对模型精度及稳定性分析的影响，并给出了LCC-HVDC系统HSS模型截断阶数选取的建议。结果表明，所提模型具有较高的完整性与准确性，且相较于传统HSS模型的维度降低了一半，大大缩短了计算时间，有效降低了理论分析的复杂度。

摘要:随着光伏和风电等多种分布式电源的接入，使得传统配电网的结构及其运行状态发生了较大改变。因此，通过建立直观的分布式电源接入评价体系，对新型电力系统背景下的配电网接入分布式电源的承载力进行合理评估成为重要的研究内容。以可再生能源及无功补偿装置接入的新型配电网中风电和光伏发电的最大容量为目标函数，建立分布式电源接入配电网的承载能力模型，通过二阶锥松弛将该模型转化为二阶锥规划模型进行求解。然后考虑到配电网运行的优质性、经济性以及灵活性，建立多层次承载能力评估体系，根据模型求解结果计算承载能力评价指标，再通过组合赋权法将评价指标计算结果转化为综合评分。最后通过对IEEE33节点系统配电网模型进行算例分析，结果表明所提评估方法更为全面、有效。

摘要:目前，基于序分量建立的三相不平衡度数学模型形式均不唯一，而且序分量在实践中不易测量，会给三相不平衡治理及因三相负荷不平衡带来的损耗分析带来诸多不便。基于3种三相负荷不平衡条件分别建立模型，提出了对应的三相负荷不平衡度算法。针对幅值和相位均不平衡的三相负荷不平衡电力系统，提出采用序分量有效值与三相平均电流有效值之比的平方和的倒数来度量三相负荷不平衡度，建立了三相序分量与三相负荷不平衡度的关系，统一了IEC提出的基于序分量的三相不平衡度量式。试验及案例分析表明，提出的三相负荷不平衡度算法可以有力反映不同条件下的三相负荷不平衡。对于低压供配电系统，所提出的三相负荷不平衡度算法与针对幅值和相位均不平衡的三相负荷不平衡电力系统提出的三相负荷不平衡度算法的度量结果具有一致性，对三相不平衡的治理及工程实践具有较强的实用价值。

摘要:现有的电池储能模型一方面认为电池的充放电功率和效率为固定不变的，另一方面有关电池储能的充放电过程对循环老化的影响缺少考虑，这与电池单元本体的非线性等效电路模型相违背。因此，考虑电池储能的循环老化成本、需求侧响应，提出了交直流混合配电网动态重构方法。通过对实际电池储能的充放电功率的运行区域进行采样，在凸包络的采样点集合中将非理想状态下的电池储能模型重构为线性模型。在此基础上，分别建立了基于累积吞吐电量和放电深度的循环老化成本模型，构建了综合成本最小化的交直流混合配电网动态重构模型。并采用混合整数二阶锥规划方法求解。在改进的33节点算例上仿真验证了所提基于放电深度的循环老化成本模型的经济性，分析了交直流混合配电网重构方法经济性的影响因素。

摘要:为实现“双碳”目标，构建新型电力系统已成为电网发展的必然趋势。在此背景下，保障电力变压器的可靠运行具有重要意义。鉴于此，提出融合模糊K近邻(fuzzy K-nearest neighbor, FKNN)及证据理论的变压器油纸绝缘状态评估方法。首先，构建基于回复电压法的多特征参量数据库，并基于数据库提出证据的基本概率分配方法。而后，采用组合赋权法综合特征参量的主观权重及客观权重，同时藉由证据折扣因子对证据基本概率进行再分配，避免D-S证据理论的冲突问题。最终，对各证据进行融合推理，获得绝缘状态命题的置信水平。利用提出的方法对变压器实测数据进行验证。结果表明，绝缘状态的置信分布式结果不仅能够准确反映变压器油纸绝缘状态，也能表征出变压器油纸绝缘的劣化趋势，为电力变压器检修策略制定提供了指导。

摘要:逆变站作为交直流混合电网的核心枢纽，其故障特性相较于传统同步机更加复杂。逆变站交流出线发生故障时，受逆变站故障特性影响，传统基于工频量的保护无法正确动作。通过分析逆变站交流出线两端系统故障特性差异，基于R-L模型时域微分方程算法，提出了一种新型方向元件。当逆变站交流出线发生短路故障时，直流系统侧提供的故障电流和受端交流系统提供的故障电流特性差异极大，通过计算测量电压降落和计算电压降落变化趋势的相关系数，所提方向元件可正确判断故障方向。分析表明，所提出的方向元件适用于逆变站交流出线线路保护，且在逆变站仅有一条出线的情况下仍能正确动作。仿真结果表明，该方向元件具有良好的保护性能，不受雷击、故障类型、逆变站换相失败等因素的影响。

摘要:针对复合电能质量扰动(power quality disturbance, PQD)识别中特征提取复杂、识别正确率低和模型难以轻量化等问题，提出一种利用递归图(recurrence plot, RP)对PQD信号可视化方法和基于知识蒸馏的模型训练方法。首先，基于RP挖掘PQD信号隐含特征并构建图像数据集，并利用深度残差收缩网络(deep residual shrinkage network, DRSN)对图像数据集进行更深层次特征提取并完成自主分类。然后，基于知识蒸馏(knowledge distillation, KD)让已训练的DRSN指导轻量化网络MobileNetV3进行训练，通过蒸馏实现知识的跨网络传输。最后，仿真实验和硬件实验表明，利用知识蒸馏训练的MobileNetV3能实现高精度且轻量化的复合扰动识别，同时在30 dB噪声环境下正确率能提升1.06%，对实际扰动信号识别效果良好，具有良好的噪声鲁棒性。

摘要:构建准确且能够较为全面地反映出电弧特征的阻抗模型，对于电弧故障定位与检测的研究具有重要意义。针对现有的电弧阻抗模型无法反映出间歇性和完整噪声特性的问题，提出了含分段噪声的间歇性电弧阻抗模型。首先，通过对阻性负载条件下间歇性直流电弧的实验数据进行时频域特征分析，其结果表明时域上电弧阻抗随电流变化且随机性较强，频域上电弧噪声在高、低频段呈现的频谱分布存在差异。然后，提出了具有概率分布规律的阻抗模型以反映电弧在时域上的随机性与间歇性，同时采用分段噪声模型来体现其频域上噪声频谱分布的特点。最后，基于实验数据验证了模型的性能，结果表明所提出的模型能够同时在时域和频域上准确刻画出间歇性电弧的随机特性。

摘要:为了综合评估恶劣天气下输电线路故障与二次系统隐性故障导致的多重故障风险，提出了考虑一二次耦合多重故障的电力系统风险评估方法。首先，分析了气象灾害导致输电线路故障的特点，总结了一二次设备耦合多重故障的特点。其次，综合考虑输电线路及保护装置的失效概率，建立了一二次耦合多重故障模型。然后，应用拉丁超立方抽样实现初始故障集的快速生成，进而评估系统失负荷、节点电压越限、支路潮流越限等风险指标。最后，采用IEEE39节点系统对所提方法进行测试。研究结果表明：考虑一二次耦合的多重故障，系统面临的风险更为严重；使用拉丁超立方抽样，可兼顾不同气象分区内线路故障概率分布差异，提高计算效率；通过多维度风险指标排序，能够有效筛选灾害天气落区内影响电网风险的关键线路和母线，为电网风险防控和薄弱环节治理提供决策依据。

摘要:分布式储能(distributed energy storage system, DESS)可通过功率四象限运行以高效服务于配电网电压管理。现有以改善电压质量为导向的DESS优化配置研究缺乏对储能功率四象限运行和配网三相不平衡状态的全面考虑。为此，提出一种适用于不平衡配电网的功率四象限DESS两阶段优化配置方法。在选址阶段，基于三相牛顿-拉夫逊潮流算法提出全维电压灵敏度分析方法，从提升系统电压质量的角度深入探究DESS的最优选址。在定容阶段，考虑系统运行经济效益，以年均投运成本最低和节点电压偏差最小为优化目标建立了DESS经济运行模型，通过粒子群-灰狼优化算法进行求解。以改进IEEE33节点三相配电网为例开展算例分析，仿真结果验证了所提方法的有效性。

摘要:为解决传统储能虚拟同步机(virtual synchronous generator, VSG)的并网有功由于其一次调频系数与虚拟阻尼系数相互耦合而存在稳态偏差与动态振荡难以兼顾的问题，提出一种基于有功前馈补偿的储能VSG并网有功动态振荡抑制策略。该策略利用有功经一阶低通滤波器后前馈至并网有功闭环控制回路，通过调节前馈系数优化储能VSG并网有功的动态性能且无需进行微分运算，同时不影响储能VSG的一次调频特性。然后，建立基于有功前馈补偿的储能VSG并网有功闭环的小信号模型，并给出前馈系数的整定方法。最后，利用仿真与实验测试对比结果共同验证了所述策略在有功指令与电网频率2种阶跃扰动下可有效消除储能VSG并网有功的稳态偏差及其动态振荡，且不存在频率过冲的风险。

摘要:针对传统控制器存在的响应速度较慢、超调较大及鲁棒性较差等问题，提出一种基于串级PI-(1+PD)算法的含飞轮储能互联电网AGC控制器设计方法。首先，建立含飞轮储能的两区域互联电网AGC系统模型，模拟飞轮储能联合火电机组参与AGC的过程。然后，设计一种基于串级PI-(1+PD)算法的AGC控制器。外环采用PI控制，内环采用带滤波系数的(1+PD)控制。在保证系统稳态性能的前提下，提高动态响应速度和抗扰能力，并通过粒子群算法的迭代寻优获得最优的控制器参数。最后，基于Matlab/Simulink进行算例仿真分析。结果表明：与传统PID控制和PI-PD控制相比，所提方法不仅具有更快的响应速度与更小的超调量，而且增强了系统抵御内部参数摄动的鲁棒性。

摘要:基波分析法在偏离谐振频率点时难以给出准确的增益结果，不适用于宽增益范围的应用场合。基于此问题，提出一种新的时域分析法来推导更加精确的CLLC谐振变换器增益表达式，从而指导参数优化设计。首先，分析了基波分析法存在的不足。然后，通过时域分析对不同运行模态下的CLLC变换器进行建模，推导得出更加精确的增益表达式。在满足软开关的前提下，利用推导得出的精确增益公式对电感比k及品质因数Q的取值进行了优化。该方法得到的增益公式精度高且参数设计流程简洁。最后，基于优化设计的参数，搭建了一台1 kW且满足宽增益范围输出的实验样机。仿真与实验结果均验证了时域分析的准确性与参数设计方法的可行性。

摘要:继电保护装置呈现爆炸式增长趋势，传统的继电保护停电检验方式存在不能按时开展检验工作、需要耗费巨大的人力和经济成本等问题。为了解决上述问题，设计了一套安全高效的继电保护远方不停电检验系统。基于现有的变电站继电保护系统，通过采用继电保护不停电传动功能，扩展变电站智能运维业务的方式实现。并充分考虑继电保护远方不停电检验的安全性，设计了继电保护、智能录波器、主站三级多重安全防误。为了实现高效的智能检验，设计了跳合闸回路监视预警、开关机械特性监视预警和主子站一体化功能等核心功能。通过工程化应用的遵循原则、应用情况及效果表明，所提系统可以改变继电保护传统人工停电检验模式，具有实用化价值和工程化前景。

摘要:为了解决现有目标检测系统在电力现场识别中存在的环境复杂、检测物体形状方差过大以及视觉特征辨识性不佳等问题，提出了一种适用于电力现场穿戴识别的目标检测模型。首先，通过在YOLOv5特征提取网络中嵌入非对称卷积模块，从而得到更加具备辨识性及鲁棒性的视觉特征。其次，为了能够在全局背景噪声的影响下自适应地关注与检测物体特征相关性更强的区域，采用全局注意力机制进行上下文信息的建模，改进了视觉信息处理的效率与准确性。最后，通过对比现有的目标检测算法，证明了所提针对YOLOv5改进算法的有效性和优越性。同时，通过消融实验证明了所改进的模块在目标检测模型中的有效性。

摘要:信息系统和物理系统耦合形成的信息物理系统，使电力系统具有更强的可控可观性，与此同时，信息系统与物理系统的故障将造成更严重的电力安全事故。如何结合通信因素分析信息系统与物理系统的互相作用，是提升电力信息物理系统韧性的关键问题。首先，设计了电力信息物理系统的框架，定义了电力信息物理系统韧性概念的特点并分析韧性的意义。其次，基于信息流动路径的传输原理介绍通信技术的特点和发展趋势，并根据信息网络特点分析不同极端事件对韧性的影响。再次，归纳了电力信息物理系统联合仿真方法。然后，总结了各层次网络韧性提升策略的研究进展，探讨了卫星通信、无人机通信等应急通信技术的可行性。最后，阐述电力信息物理系统韧性研究未来面临的挑战。