摘要:针对虚拟同步机孤岛并联系统暂态失稳机理不明且传统等面积法则定量计算保守性强的问题，提出了一种考虑阻尼缩放的改进等面积法则。该方法运用等面积法则，将阻尼项抵消的不平衡功率缩放为对功角可积项，可定量计算虚拟同步机控制参数对并联供电系统极限切除角和极限切除时间的影响。研究结果表明，虚拟同步机的虚拟阻尼对暂态稳定性影响较大。虚拟阻尼与极限切除角和极限切除时间呈正相关；虚拟惯量与极限切除角呈负相关，与极限切除时间呈正相关，在系统容量充足的情况下应优先考虑提升虚拟阻尼。另外，初步探索了计及虚拟同步发电机过流保护的多机并联系统暂态同步稳定性研究思路，并分析了所提方法在多机系统中的适用性。最后，基于PSCAD/EMTDC仿真平台验证了理论分析和所提方法的正确性。

摘要:针对Buck变换器输出端口电压易受系统参数变化影响而降低能量传输质量的问题，提出了一种结合模糊推理机制的线性自抗扰控制策略。首先，建立离散数学模型分析出Hopf分岔扰动是引起输出电压低频振荡的原因，利用频域法分析其稳定的充要条件，给出Hopf分岔扰动存在性证明，并仿真验证了Hopf分岔扰动的存在。其次，基于理论分析设计模糊推理规则将其与误差反馈控制率结合来提升对Hopf分岔扰动抑制效果。并且，运用频域法理论分析了在Hopf分岔扰动下该控制策略的稳定性及各状态观测误差对干扰的界限。最后，通过仿真分析对比不同工况下此控制策略与传统PI控制策略对Hopf分岔扰动的抑制情况。结果表明，所提出的模糊线性自抗扰控制策略有效地抑制了Hopf分岔扰动，保障了Buck变换器的工作性能。

摘要:高渗透率下并网逆变器(grid-connected inverter, GCI)与高电网阻抗的交互作用可能引发系统失稳问题。GCI的电流控制根据控制域的不同，可分为相域比例谐振(proportional resonance, PR)控制和域比例积分(proportional integral, PI)控制。首先，考虑频率耦合效应，基于谐波线性化方法分别建立了LCL型GCI采用相域PR控制和域PI控制的序导纳模型，并考虑电网电压前馈的影响，对这两种不同域控制的GCI的序导纳特性进行了对比分析。基于所建的序导纳模型和广义奈奎斯特判据(generalized Nyquist criterion, GNC)，分析了电网电压前馈和电网强度对两种不同域控制的GCI并网系统稳定性的影响。稳定性分析结果表明：不考虑电网电压前馈时，相域PR控制的GCI系统稳定性强于域PI控制的GCI系统；而引入电网电压前馈后，二者系统稳定性基本相同。最后，通过仿真验证了理论分析的正确性。

摘要:综合能源系统的多元负荷短期预测，对系统的优化调度和经济运行至关重要。多元负荷之间耦合关系紧密，Transformer作为一种完全建立在自注意力机制上的模型，能很好地分析多元负荷之间的内在联系。传统Transformer模型针对自然语言类问题而设计，难以直接应用于多元负荷预测。为此，提出一种GRU-TGTransformer (GRU-Talkinghead-Gated residuals-Transformer)模型。该模型采用门控循环单元代替原有的词嵌入及位置编码环节，对输入数据进行特征融合，取得具备相对位置信息的高维特征数据。通过在多头自注意力环节引入交流机制，提高多头自注意力的表达效果。为进一步强化网络结构，在残差连接中引入门控单元，提高模型在时序预测问题上的稳定性。以美国亚利桑那州立大学坦佩校区的综合能源系统为算例，通过对所提出模型与传统模型之间进行对比分析，证明所提出的模型具有更高的预测精度。

摘要:针对常规励磁控制在故障期间未能充分发挥调相机暂态无功输出能力和难以准确有效地支撑电网电压的问题，提出考虑调相机饱和状态下电机参数的分阶段励磁控制优化策略。首先，推导调相机暂态无功输出表达式，分析不同运行工况下饱和参数对调相机暂态无功特性的影响。其次，基于调相机参数与输出无功的数学关系引入考虑饱和参数的无功增量，分阶段优化励磁环节中内环电压参考值与外环PI控制。最后，建立锡盟-泰州特高压直流输电系统的无功控制模型，通过仿真验证励磁控制策略优化效果。研究成果为调相机的优化设计提供技术支撑，也对提高调相机的电网电压故障支撑能力和提升我国高压直流电网的电压稳定水平具有重要作用。

摘要:针对气体绝缘金属封闭式组合电器(gas insulated switchgear, GIS)设备中痕量气体紫外分析光谱信号易出现吸收峰重叠的问题，提出了一种结合格拉姆角场(Gram's angle field, GAF)和VGG16改进模型的多组分痕量气体的定量检测方法。首先利用GAF将一维紫外光谱信号转换为时序图像，将光谱信号映射为具有丰富特征信息的图像形式，从而提升原始光谱信号的特征表达能力。其次将GAF特征图输入到VGG16改进模型中，实现痕量气体浓度的特征识别。最后通过不同浓度下采集到的CS2、SO2和H2S的单组分气体和混合气体，与卷积神经网络(convolutional neural network, CNN)、VGG16和SDP_VGG16等模型进行对比实验，并结合受试者工作特征曲线下面积(area under the curve, AUC)进行验证。结果表明，该方法可以有效地检测出SF6分解所产生的CS2、SO2和H2S痕量气体，是一种行之有效的特征提取方法。

摘要:风光和火电打捆外送是新能源消纳的重要方式，如何确定其容量比成为难题。储能调节灵活，可以平抑新能源出力不确定性造成的影响，但频繁充放电会对电池储能的寿命造成影响。考虑储能的放电深度和循环次数建立了电池寿命量化模型，提出了计及储能寿命的风光火储打捆外送系统双层容量优化模型。上层以系统总成本最小为目标，下层以典型日调度成本最小为目标。利用机会约束处理新能源出力不确定性对系统备用容量的影响，基于序列运算将概率性机会约束转换为确定性约束，将问题转换为易于求解的混合整数线性规划问题。算例结果表明，配置储能可以有效降低系统成本。同时考虑储能寿命可以在保证经济性的前提下制定更合理的调度策略，延长储能使用寿命，验证了模型的有效性。

摘要:针对微弱谐波信号时频域分析检测方法在宽谱环境噪声较强场景中无法识别目标信号的缺陷，首先引入混沌系统的随机共振原理，在信号成分完全未知的情况下，利用随机噪声增强微弱目标信号进行频率盲检。进一步引入Duffing混沌系统，利用其对特定频率周期信号幅值的极高敏感性和噪声抵抗力，对检出的各谐波频率分量进行幅值精准检测。在经典随机共振模型的基础上，通过归一化改进了系统参数。结合Duffing混沌系统模型，设计了实时检测控制策略。通过粒子群寻优算法，以系统输入输出信号的互相关系数为适应度函数，寻找最优系统参数。对强随机噪声背景下的多整次谐波与间谐波混叠的谐波信号进行了仿真实验。结果表明，所提方法能在恶劣的噪声环境中，实现各谐波分量的无差频率检测与高精度幅值检测。

摘要:为了进一步提高永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)无传感器控制的观测精度，提出了基于反步鲁棒控制与改进跟踪微分器的PMSM无传感器控制方法。首先，建立了PMSM的数学模型。其次，以Sigmoid函数为基础，设计跟踪微分器，实现对PMSM转子转速和位置的观测。然后，为了提高系统的抗扰能力，将反步控制和鲁棒控制相结合，对PMSM调速系统设计了反步鲁棒控制器。最后，设计了双曲正切跟踪微分器对外部负载进行实时观测，并将其补偿给控制系统，达到降低负载扰动对电机转速影响的目的。实验结果表明，该观测器对电机转子转速和位置具有良好的观测效果，同时反步鲁棒控制也具有较高的控制精度，对负载有很好的抑制效果。

摘要:针对屋顶光伏并网方式无序的问题，构建包含稳定性、经济性和低碳性三个维度的评价指标体系，并设计一种基于模糊层次分析法(fuzzy analytic hierarchy process, FAHP)和改进CRITIC法组合赋权评估模型。由于传统单一赋权法具有一定的偏向性，为此利用FAHP对一级指标进行主观赋权来突显评价目的。同时考虑相关系数的正负以及数据的离散程度，采用熵权法优化的CRITIC算法对二级指标进行客观赋权以增强权重的科学性，进而通过组合赋权得到最终权重。最后以某地屋顶光伏为例设置两组仿真算例，通过5种赋权法分别对指标进行赋权，并采用逼近理想序列算法(technique for order preference by similarity to ideal solution, TOPSIS)进行综合评分。经过对比分析说明了将碳交易和辅助服务收益纳入经济性指标的合理性，以及所提指标体系与评价方法的有效性。

摘要:可再生能源大规模并网，给电力系统安全运行带来了严峻的挑战。需求侧资源(如电动汽车、空调)具有巨大的需求响应潜力，能够参与电网有功调度，积极消纳可再生能源。因此，提出了考虑响应意愿的电动汽车-空调集群需求响应策略。首先，考虑价格、荷电状态及温度等多重因素的影响，基于Takagi-Sugeno-Kang模糊模型量化了电动汽车群和空调集群的响应意愿，采用三角隶属度函数描述意愿的不确定性。在此基础上，建立了电动汽车-空调集群响应潜力评估模型，获取集群需求响应的可调度裕度。然后，考虑价格型需求响应负荷、风光发电以及响应意愿的不确定性，建立了激励型需求响应策略模型。根据模糊机会约束规划理论，将模糊期望约束和模糊机会约束转化为确定性的清晰等价形式。最后，通过算例仿真分析验证了模型的有效性和可行性。

摘要:针对低压直流微电网线路的故障选线方法的研究有限，提出一种基于Pearson相关系数与广义S变换的故障选线方法。首先，介绍了低压直流微电网的一般组成。在此基础上，研究了低压直流微电网的单极故障以及极间故障的故障特征，提出选线方法，对各线路正负极首末端电流差进行Pearson相关系数计算来确定故障线路。然后对所选故障线路正负线路首端的电流量进行广义S变换，计算出其能量和的比值判别故障极性或者极间故障。最后，在PSCAD/EMTDC 中搭建出低压直流微电网模型以输出各线路电流数据，并利用Matlab对数据进行仿真。结果表明，所提选线方法直接有效，且耐受过渡电阻的能力较强。

摘要:针对现有电力光传输网评估方法考虑方面单一、主观性占比多等问题，提出了一种电力光传输网运行状态评估方法。首先从设备、光缆和系统3个维度选取指标，从网络规模、运行质量和管理因素3个方面建立评估指标体系，设计重叠信息分析法对评估指标体系进行优化。其次改进基于区间模糊层次分析法和熵权法的主客观组合权重赋值法计算指标权重。然后设计基于模糊综合评价法、效用函数法、可拓耦合评价法以及组合评估方法的运行状态评估算法评估光传输网运行状态。通过真实实例分析，验证了该方法能够更加全面、客观地评估光传输网的运行状态，辨识电力光传输网薄弱环节，为运维、检修和规划建设提供参考。

摘要:为解决大量电动汽车(electric vehicle, EV)接入电网或微电网产生额外负荷冲击的问题，提出了一种基于广义纳什议价(generalized Nash Bargaining, GNB)理论的电动汽车交易模型。在市场中选择将配电网络(distribution network, DN)运营商作为代理，并在配电网络中安装变压器和并联电容器。DN运营商可通过变压器和电容器上的有载分接开关来管理网络上的电压和无功功率(voltage and reactive power, Volt -VAR)。同时，市场中允许两种交易方式，一种是EV直接与DN进行交易，另一种是电动汽车之间以点对点(peer to peer, P2P)的方式进行能源交易。最后，将GNB问题分为两个子问题，即社会福利最大化问题(P1)和能源交易问题(P2)，通过调用遗传算法对P1和P2进行求解。结果表明，加入Volt-VAR后，社会福利得到了增加，参与市场的各个代理也获得更公平的利润分配。所提出的模型促进了电动汽车之间的能量交易，降低了电动汽车无序充电对电网的冲击。

摘要:针对现有配电网自动化设备和方法难以快速准确检测线路单相接地故障的问题，提出一种基于相电压差值极性的配电网单相接地故障检测方法。通过分析配电网线路单相接地故障时的电压幅值特征，考虑中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统的区别，揭示线路单相接地故障时故障相与非故障相的电压幅值关系。利用故障相与非故障相的电压幅值特性，定义线路的电压差值极性系数，建立相应的单相接地故障检测判据，实现线路单相接地故障的快速检测。仿真结果表明，所提方法能够有效检测线路单相接地故障，检测结果不受中性点接地方式、负荷波动和故障角度的影响，具有较好的抗高阻故障能力。现场试验表明，所提方法可在3 ms内检测线路是否发生单相接地故障，可有效检测2.5 k过渡电阻的单相接地故障，具有较好的工程适用性。

摘要:针对瞬态电磁骚扰数据样本量小和分散性强的特点，结合自助统计法，提出了偏差矫正的自助置信区间估计法和多次测量不确定度的B类评估方法。首先在变电站测量了开关操作时二次电缆端口的瞬态电磁骚扰，其次应用基于自助法的随机加权原理和偏差矫正的自助置信区间估计法，得到特征参数的统计均值和置信区间。然后应用瞬态电磁骚扰多次测量不确定度的B类评估方法，得到了特征参数的不确定度。最后评估标准波形特征参数与实测波形的符合性。分析结果表明：多次测量骚扰电压峰峰值的分散性是产生不确定度的主要因素；100~300 kHz区间实测骚扰电压的上升时间显著长于100 kHz慢速阻尼振荡波；6.5~10 MHz区间实测骚扰电压的上升时间显著长于快速阻尼振荡波；实测骚扰电压波形随区间频率的增加，持续时间缩短。

摘要:以新能源为主体的新型电力系统中广泛应用的电力电子设备引入了新的故障特征，对继电保护性能提出了更高的要求，传统继电保护技术难以适用。主动探测式保护利用可控的电力电子设备生成特定的探测信号，引入了更为清晰明确的故障特征，可以构造更为简便、灵敏、可靠的保护新原理。基于扰动的故障分析方法为主动探测式保护提供了理论基础，电力电子技术的发展为主动探测式保护提供了应用基础。针对主动探测式保护的具体实现方案，详细分析了探测信号的选择、生成、注入时机和处理等关键技术，归纳整理了主动探测式保护在直流系统和新能源发电等典型场景下的应用。对未来的研究方向和工程实践中可能遇到的问题进行了总结评述，期望能为主动探测式保护的深入研究提供参考。