摘要:间接矩阵变换器在运行过程中会产生较大的共模电压，对电机系统造成严重的电磁干扰，影响系统正常运行。针对这一问题，提出一种新的空间矢量调制策略降低共模电压大小，改善输出电压性能。首先，将整流级空间矢量重新划分区域，根据参考电流矢量所在区域选择3个相邻的有效电流矢量，将有效矢量下的平均直流母线电压维持在一个恒定值，保证整流级的最大输出电压。其次，逆变级采用无零矢量调制策略，通过使用3个有效电压矢量合成所需要的输出电压，将共模电压峰值抑制到输入相电压幅值的57.7%。与传统调制策略相比，提出的调制策略不仅可以减轻系统计算负担，还可以减少系统输入输出谐波，改善输入输出波形质量。最后，通过Matlab/Simulink和实验平台搭建相应模型，仿真和实验结果验证了所提出策略的有效性。

摘要:为了增强变压器故障诊断模型对不平衡样本的学习能力从而提高少数类故障样本的识别精度，提出了一种基于样本扩充和特征优选的融合多策略改进灰狼算法(improved grey wolf optimizer with multi-strategy, IGWO)优化支持向量机(support vector machine, SVM)的变压器故障诊断技术。首先，使用基于K最近邻过采样方法及核密度估计自适应样本合成算法的混合过采样技术对少数类样本进行扩充得到均衡数据集，并在此基础上采用方差分析对变压器候选比值征兆进行特征优选。然后，通过改进灰狼优化算法(grey wolf optimizer, GWO)初始化策略、参数及位置更新公式，并引入差分进化策略调整种群，提出了融合多策略的改进灰狼算法。最后，构建了一种基于混合过采样技术的IGWO优化SVM的变压器故障诊断模型，并通过多组对比实验验证了所提方法能够有效增强模型对少数类故障样本的识别能力，并提升模型的整体分类性能。

摘要:柔性直流配电网中换流站难以耐受双极短路冲击电流，在1~2 ms内闭锁，提供给故障定位的有效信息少，定位精度差。因此，提出了一种基于DC/DC主动注入的柔性直流配电网的故障定位方法。在换流站均闭锁的情况下，金属性故障解锁配网首端DC/DC换流站，非金属型故障先后解锁首末两端DC/DC换流站，然后提取电压电流数据进行故障定位。该故障定位方法考虑了换流站因快速闭锁无法提供有效暂态信息的问题。利用DC/DC换流站高压侧支撑电容对注入信号的电气特征响应，即可实现故障区段区别。此外，该方法不需要额外的注入设备且适用于单一MMC换流站的网络，原理简单可靠且定位精度高。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建柔性直流配电网，验证了所提故障定位方法的可行性。

摘要:在柔性直流输电线路中，广泛应用行波保护作为主保护。但行波保护作为单端量保护，耐受过渡电阻能力有限。因此，针对高阻接地故障使得柔性直流输电线路主保护故障识别灵敏度降低问题，提出了一种基于电流行波突变特性的快速纵联保护方法。首先，通过分析线模电流行波在线路上的传播过程，推导出区内外故障时线路两端线模电流行波突变特征。然后，利用最小二乘法对线模电流行波拟合构造保护主判据，并结合启动判据、选极判据构成纵联保护方法。最后，在PSCAD/EMTDC平台搭建四端柔性直流电网模型进行仿真验证。仿真结果表明，所提出的保护方法能快速可靠识别区内外故障，能耐受300 过渡电阻和30 dB高斯白噪声，并且对采样频率和通信要求低。

摘要:针对目前鼠笼式异步风力发电机控制系统的缺点，提出了一种用于鼠笼式异步风力发电机组的新型控制方法，目的在于实现鼠笼式风机发电效率的最大化和系统成本的最小化。该控制方法的拓扑由电压源变流器(voltage source converter, VSC)、功率因数转换器(power factor correction converter, PFCC)和电容器组成，通过VSC为鼠笼式发电机提供励磁以实现最大功率跟踪控制，同时通过并联PFCC将发电机输出的全部有功功率传输至直流侧，使得VSC仅为发电机提供无功功率。并通过并联电容器补偿发电机所需无功功率以减小系统所需VSC的容量，从而最大程度地降低系统成本。同时，以提高机组效率为目的，通过分析确定了该机组的转差率和最佳电容器容量。在理论分析的基础上，基于Matlab软件对设计的控制系统进行仿真验证，仿真结果证明了该方法的可行性和控制方法的有效性。

摘要:电能路由器(electrical energy router, EER)可实现新能源、储能及多种电能负载的灵活接入，协调控制和运行模式切换是其运行控制的重点。为实现EER运行模式的平稳过渡，降低EER运行模式切换时母线稳压单元控制模式改变导致的切换冲击，首先分析并网和孤岛两种运行模式切换时的电压扰动机理，研究系统内功率突变以及母线稳压单元控制器的调节过程对系统的影响。然后设计EER模式切换时序，提出一种基于移相比保持器、电流保持器的控制器输出量提前补偿的模式切换协调控制策略，能够实现端口功率的实时平衡，降低模式切换暂态过程中的电压扰动，提升系统的暂态稳定性。最后，通过Matlab/Simulink仿真软件搭建EER仿真模型，验证了所提控制策略的有效性。

摘要:针对永磁同步直线电机(permanent magnet linear synchronous motor, PMLSM)在运行过程中因参数失配和外部扰动导致控制性能下降的问题，提出一种基于超螺旋滑模观测器的永磁同步直线电机无模型控制策略。根据PMLSM在dq旋转坐标系下参数摄动时的数学模型建立电机对应的新型超局部模型，以避免参数失配。基于该新型超局部模型，结合滑模控制设计了无模型滑模速度控制器，通过Lyapunov稳定性理论证明该控制器的稳定性。同时，为削弱传统扩展滑模观测器对新型超局部模型中未知量观测的抖振，提高控制精度，设计超螺旋滑模观测器(super-twisting sliding mode observer, STSMO)对未知量进行在线辨识并实现前馈补偿。最后，将传统滑模控制、基于传统扩展滑模观测器的无模型控制算法与所提方法进行仿真和硬件在环实验对比，结果表明所提方法改善了PMLSM控制系统的动态响应性能，具有较强的鲁棒性。

摘要:直流微网在分布式发电的有效利用中发挥重大作用。为解决直流微网中存在的实时扰动影响双向DC-DC变换器控制效果从而恶化电能质量的问题，提出了一种变增益专家自抗扰稳压控制。首先，在状态观测器理论下设计专家系统，将其与扩张状态观测器有机结合，并且引入动态调节因子实现观测器增益的在线优化。其次，利用系统在抗扰过程中的观测绝对误差与控制强度需求制定专家规则与变增益自抗扰控制策略，给出动态调节因子取值范围。并且在观测跟踪性能、抗扰频域特性、噪声抑制、时变增益对系统抗扰性的影响等方面进行了理论分析，表明所提出的控制策略能够有效提升系统性能。最后，经过仿真和实验验证，使用变增益专家自抗扰控制在多种工况下的性能均优于传统双闭环PI与LADRC控制。

摘要:高效准确的短期负荷预测是电力系统安全稳定与经济运行的重要保障。针对峰荷与谷荷预测误差较大的问题，提出一种基于栅格法提取负荷曲线特征的卷积神经网络和长短期记忆网络(convolutional neural network and long short term memory network, CNN-LSTM)混合预测模型。首先，采用K-Medoids算法对日负荷曲线聚类，将各聚类中心作为典型代表日负荷曲线。采用栅格法将典型代表日负荷曲线划分为若干个区间并依次编号，提取负荷曲线的特征。然后，将各典型代表日负荷曲线特征与对应负荷类型历史数据重构成新的特征集输入到CNN-LSTM混合神经网络中。利用CNN挖掘数据间的特征形成新的特征向量，再将该特征向量输入到LSTM中进行预测。最后，以美国新英格兰地区2012至2013年电力负荷数据集为例进行仿真验证。结果表明，所提方法在不同日期下的负荷预测精度均有所提升，并且在提升日负荷平均预测精度的同时，有效提升了峰荷、谷荷的预测精度。

摘要:针对直流微电网全钒液流电池(vanadium redox flow battery, VRB)储能系统在实际运行时就地控制层中的功率控制器存在时滞、精度低及抗干扰能力差等问题，提出了一种基于深度确定性策略梯度与模糊PID的功率跟踪控制策略。首先，建立VRB的等效电路模型来描述功率传输特性，并设计了由模糊PID与深度确定性策略梯度(deep deterministic policy gradient, DDPG)算法组成的复合控制器。将模糊PID作为主控制器对功率环进行控制，DDPG作为辅助控制器来补偿功率跟踪误差。然后，设计了VRB储能系统就地层功率跟踪控制器，采用麻雀搜索算法(sparrow search algorithm, SSA)对PID参数和模糊规则进行优化，并通过阶跃信号对优化后的系统输出响应进行测试。同时将分配指令功率与储能单元给定功率偏差作为数据集在DDPG中进行训练，以提高主控制器的响应速度和抗干扰能力。最后，通过在3种不同场景的算例下进行仿真，验证了控制策略的有效性及稳定性。结果表明：所提控制策略在电池充放电时，能够快速地跟踪到功率指令值；实时跟踪时，跟踪功率值与调度指令值偏差小于±2%；受到扰动时，能准确修正功率偏差，满足实际要求。

摘要:模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)可用作大容量风电机组的换流器，其具有良好前景，但需要解决风电机组低电压故障时易脱网运行的问题。鉴于此，提出了一种基于超级电容储能的低电压穿越策略。考虑超级电容的利用效率和变流器的约束条件，通过DC-DC变换器对超级电容的储能模式进行控制，实现故障期间机、网侧的功率平衡，以稳定直流侧母线电压。按照海上风电场规定，确定了故障期间网侧MMC有功无功电流分配原则，向电网提供动态无功以帮助恢复电网电压。仿真结果表明，当并网点发生故障时，所提策略不仅能较好地稳定直流母线电压，保障了MMC功率器件安全运行，还可以补偿无功以改善电网电压，提高了大容量直驱风电机组的故障穿越能力和运行稳定性。

摘要:对于火力发电厂的综合能源应用，存在供热蒸汽调度控制和管道延迟导致的供热蒸汽不能及时满足供热用户需求的问题。根据所延时的时间长度提出采用对供热用户需求的预测值取代实时供热需求值作为供热调度的约束条件，基于Informer建立一个热负荷多步时序预测模型。构建的Informer模型采用的概率稀疏自注意力机制能够有效获取热负荷时序数据中的信息，并建立热负荷与相关气象因素之间的非线性关系，进而提高热负荷预测精确度。通过实际现场数据验证表明，建立的基于Informer的热负荷多步时序预测模型能够与未来一段时间内的热负荷有很强的拟合度，并满足实际调度控制延迟对热负荷的需求。

摘要:LCL型并网逆变器机侧电流反馈控制较并网电流反馈控制具有更高的稳定性。但受数字控制延时的影响，系统的稳定性取决于谐振频率与采样频率的比值。且谐振频率附近存在一个谐波放大频域，在弱电网工况下易引发谐波谐振现象。而传统机侧电流反馈的双环控制方法受带宽限制，无法达到理想的稳定分界频率。针对该问题，提出一种电容电压有源阻尼的新型控制方法。该方法采用电容电压反馈内环提升系统阻尼效果，通过附加电容电压反馈回路使得系统开环零点重新配置，达到消除反向谐振峰的目的。理论分析表明，所提方法拓宽了系统稳定区间，不仅消除了谐波放大频域，且在电网阻抗宽范围变化时，系统始终具有较高的鲁棒性和控制性能。最后，通过仿真和实验验证了理论分析的正确性和所提方法的有效性。

摘要:为解决现有配电线路保护越级跳闸、动作时限长以及分布式电源(distributed generation, DG)并网后保护不适用等问题，提出了配电网站域式快速线路保护及其实现方案。首先，采用基于连接点路径搜索的拓扑模型解析方法，并构建基于单向邻接矩阵的拓扑描述模型，形成保护应用拓扑矩阵。然后，分析随机投退的多类型DG并网系统相间和接地短路时的故障特征，并提取故障定位有效信息，形成故障信息矩阵。综合保护应用拓扑和故障信息生成故障定位矩阵，提出故障定位判据。最后，设计开发保护成套装置，并利用已研制样机进行基于RTplus平台的试验。试验结果证明配电线路不同位置发生不同类型故障时保护出口时间不超过60 ms，目标终端接收到跳闸命令并控制相应断路器跳闸，保护速动性和选择性要求均能得到满足。

摘要:针对孤岛光伏并联逆变器系统存在固有的建模不确定性以及动态性能差的问题，提出一种固定时间模糊反步控制策略。首先，将滤波器参数和输出电流作为未知项，建立含有滤波器参数摄动和输出电流扰动的单台逆变器等效数学模型。其次，将固定时间Lyapunov稳定性原理、模糊逻辑控制理论和反步控制理论相结合，利用固定时间模糊反步控制器逼近系统中的未知项，以改善逆变器的输出电压。然后，基于严格的Lyapunov定理证明所提控制策略下的系统是固定时间稳定的，且稳定时间的上界与系统的初始状态无关。最后，通过两台20 kW样机验证了所提控制策略的有效性。

摘要:随着新能源发电占比增加，发电侧的调节能力降低，挖掘负荷侧的可调节潜力是新型电力系统电力供需平衡的必然选择。针对工业用户，提出了一种基于二次聚类的可调节潜力特征提取与综合评估方法。综合考虑工业用户的可中断性、可转移性和生产属性，建立了负荷可调节潜力评估指标体系。首先，采用近邻传播(affinity propagation, AP)聚类-k均值(k-means)聚类的二次聚类方法挖掘用户可调节潜力特征，计算可调节指标。其次，基于相关性定权(criteria importance through intercriteria correlation, CRITIC)法和多准则妥协解排序(vlsekriterijumska optimizacija I kompromisno resenje, VIKOR)法分别评估工业用户可中断潜力、可转移潜力和生产潜力。然后，利用集对分析(set pair analysis, SPA)-可变模糊集(variable fuzzy set, VFS)法评估工业用户负荷综合可调节潜力，并得到优先级排序。最后，根据某地区9户工业用户历史负荷监测数据进行可调节潜力评估，通过对不同聚类方法、不同指标体系以及不同评估算法结果的对比分析，验证了所提方法在特征提取、指标定义以及评估合理性方面的优势。

摘要:当前配电网保护终端平台仍采用封闭架构，高昂的平台操作系统授权价格以及封闭的开发环境，抑制了配电网保护控制业务海量的需求。针对开发者代码隔离诉求和网络保护性能约束，提出了一种基于Linux实时操作系统的配电网智能保护控制终端新平台。新平台拥有Linux开源、代码隔离、业务实时性支撑等特点。首先基于普通Linux操作系统嵌入实时补丁、设计实时进程调度和应用内存共享机制，以构造新平台基础。然后，设计了数据实时处理模块和保护业务服务模块，以服务配电网保护控制应用。最后，通过搭建软件测试环境，验证了新平台进程实时处理能力、重采样抖动控制能力。通过搭建RTDS实时数字仿真系统，验证了新平台下的网络保护应用性能。测试均取得了预期效果，验证了新平台设计的工程适应性。

摘要:为提高新能源消纳能力和供电经济性、可靠性，研究了含风光柴储、生活负荷、具有有限可控能力工业负荷的工业园区微电网，提出了一种基于日前和日内相结合的优化调度方案。为保证日前优化调度的经济性，提出了一种分段变异优化的改进粒子群算法求解调度模型。改进算法相较于传统粒子群算法收敛性速度更快，同时提高了经济性，减少了园区的运行成本。日内运行时，为了校正日前预测偏差，采用源网荷储共同参与调整，保证尽可能跟随日前经济结果，提高微网系统的可靠性。日内调整建立详细化的仿真模型，采用实时仿真技术。利用实时仿真软件RT-LAB和实时仿真机OP4510构建的实时仿真平台，解决模型仿真用时较长、求解困难的问题，验证了工业园区微网调度策略的可行性。