摘要:交流电网不对称故障工况下模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)存在相功率不均衡的问题，常规的基于直流环流注入的调控方法会引起桥臂电流不对称，导致各相电流应力不相等；而基于零序电压注入的方法可能导致系统过调制，危害系统安全稳定运行。针对传统相功率均衡控制策略的局限性，提出一种交流电网不对称故障下MMC自适应相功率均衡控制策略。首先，分析基于零序电压和直流环流注入的MMC相间功率调控原理，指出不同方法单独进行相间功率均衡的局限性。其次，研究零序电压注入方法的过调制边界，引入相功率分配系数，给出不同故障下相功率系数优化方法，提出基于零序电压和直流环流注入协调的MMC自适应相功率均衡控制策略。最后，通过仿真验证了机理分析与所提控制策略的正确性和有效性。

摘要:为了改善新能源并网逆变器的性能并同时满足多运行模式(并网模式和孤岛模式)调节需求，设计了双重自适应系数，并基于下垂控制和虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)控制提出了新颖的改进控制策略。该控制策略可灵活地调节惯量和阻尼以满足不同运行模式的需求。设计的双重自适应系数包括自适应协调系数和自适应惯量系数，前者可提高系统动态特性并增强适用性，后者可进一步改善功率超调和振荡问题以完全消除功率超调。所提出的改进控制策略的功率响应无超调和振荡，能够提供接近于VSG控制的惯量和阻尼特性且具有更快的响应速度，可同时满足并网模式下的功率调节需求和孤岛模式下的频率调节需求，具有更大的适用性和更优异的动态特性。最后，通过硬件在环实验验证了所提出的改进控制策略的有效性和可行性。

摘要:针对交、直流故障下的高比例新能源送端系统暂态电压演化传播机理及运行风险尚不明晰的问题，首先，基于交直流系统间的无功电压交互作用机理分析，明确了交、直流系统故障下的暂态电压特性及主导影响因素，阐明了高比例新能源送端系统电力电子设备主导的暂态电压演化传播路径。其次，从“交直流故障强耦合作用持续加强，暂态无功功率成分复杂”、“新能源比例不断提升，暂态电压问题凸显”及“故障承载与调节能力下降，连锁脱网风险增大”三方面系统地阐述了暂态电压运行风险。然后，基于DIgSILENT/PowerFactory建立了实际高比例新能源多直流外送系统仿真模型，不同新能源占比、不同故障工况下的仿真结果验证了暂态电压运行风险分析的正确性。最后，从增强耦合运行特性机理认识、提升新能源涉网性能、增加多尺度协同控制策略、加强交流网架结构等方面提出了应对暂态电压运行风险的技术展望。

摘要:为了实现架空线路巡检时绝缘子的精准定位和检测，提出了一种基于Dense-Block密集连接块与旋转框改进YOLOv5的绝缘子检测模型。该模型针对绝缘子长宽比较大和方向多变的特点，提出利用长边定义法为检测框增加角度信息，实现目标旋转框检测，有效提升绝缘子检测和定位的效果。同时为了增强特征的重新利用和传播，利用Dense-Block对模型中的残差模块进行改进，构建YOLOv5-dense检测模型。最后为了使YOLOv5-dense模型能够更加关注有效的特征信息，在主干网络尾部加入SimAM注意力模块对模型进行改进。实验之前，利用Retinex算法对输入绝缘子图像进行增强。实验结果表明，相较于原始YOLOv5算法，所提算法在平均准确率和每秒处理帧数方面都有提高。除此之外，与水平框检测算法相比，所提算法去除了检测结果中大量冗余的背景信息，实现了绝缘子区域更加精准的定位。

摘要:随着分布式发电在中低压场合的应用越来越广泛，对高增益直流变换器的需求日益增加。提出一种新型单输入双输出高增益DC-DC变换器。该变换器在传统Boost电路基础上引入电容和二极管组成极性反向极，功率端口通过差分连接方式互联，提高了变换器电压增益，降低了开关管电压应力；同时端口功率控制彼此独立，进一步提高了电能路由的灵活性。详细分析了该变换器的电路结构和工作原理，推导出稳态特性下的电压增益、主要开关器件电气应力以及电流纹波等表达式。在此基础上，提出了基于矢量时间作用的模型预测控制策略，建立了该变换器预测模型、推导出开关管矢量时间以及设计了目标函数寻优过程。最后，通过仿真和实验验证了所提变换器及其控制策略不仅可行、有效，而且具有高运行效率与低电压应力。

摘要:弱电网下多逆变器并网系统的谐振问题一直广受关注，当计及背景谐波时，逆变器的电网电压前馈环节引入正反馈通路，将进一步恶化系统的电能质量。鉴于此，提出了一种弱电网下计及背景谐波的多并网逆变器阻抗重塑谐振抑制方法。通过对逆变器的控制环节进行导纳划分，建立基于三分解导纳的多逆变器并网等效模型，并利用模态分析法得到逆变器数量和电网侧阻抗变化时系统的谐振特性。计及电网电压前馈和电容电流反馈环节，对加权电流控制进行改进，并通过公共耦合点并联虚拟导纳对逆变器进行阻抗重塑，以实现对弱电网下系统谐振的抑制。仿真结果表明，所提方法既能极大地减小背景谐波对逆变器输出电流的影响，又能有效地抑制弱电网下多逆变器并网系统的谐振。

摘要:为提升风-储联合运行系统的动态频率稳定性能，针对目前调频控制策略未充分发挥风电机组频率调节能力、无法适应负荷扰动过大情况以及转子转速恢复阶段存在频率二次跌落的问题，提出一种考虑系统频率安全稳定约束的风储联合频率响应控制策略。在惯量响应阶段结合转速约束和频率指标自适应调整虚拟惯量和下垂控制系数，在转子转速恢复阶段利用负指数函数动态调整转速恢复过程中功率参考值，避免频率的二次跌落。将风电机组与储能电池结合，引入频率稳定域概念，利用储能电池扩展频率稳定域边界，进一步提升风储联合系统的抗负荷扰动能力和频率稳定性。最后对风储联合调频策略进行仿真，结果表明在不同风速和不同负荷扰动下，所提控制策略能充分发挥风电机组频率响应控制能力的同时，避免了频率二次跌落，提升了电网频率安全稳定性。

摘要:(新疆大学电气工程学院，新疆 乌鲁木齐 830047) 摘要：为提高风光资源的利用率，电解水制氢受到了广泛关注，但氢能在生产过程中易受到风光波动性的影响。由此，提出考虑平抑风光波动的碱性-质子交换膜(alkaline-proton exchange membrane, ALK-PEM)电解制氢系统容量优化模型。首先，为降低风光瞬时功率波动对电解制氢系统安全稳定运行的影响，采用EMD算法分析原始风电和光伏功率的瞬时波动特性，并经超级电容(supercapacitor, SC)进行平抑，构建了基于EMD的SC容量配置模型。其次，考虑不同电解槽运行特性因素，将质子交换膜(proton exchange membrane, PEM)电解槽和碱性(alkaline, ALK)电解槽相组合替代单类型电解槽的制氢系统，提出了ALK-PEM电解制氢系统容量优化模型，以提高制氢系统经济效益。最后，以某风电场和光伏电站数据为例，通过仿真计算得到系统的容量规划结果，验证所提模型在平抑波动和提高可再生能源利用率方面的有效性，并提高了制氢系统的经济性。

摘要:了解决完整集合经验模态分解(complete ensemble empirical mode decomposition, CEEMD)得到的固有模态函数分量数目及其频段不固定，以及故障电弧特征难以准确提取导致故障识别准确率低的不足，引入T检验和方差贡献率形成了一种改进CEEMD方法，进一步提出一种基于改进CEEMD和随机森林(random forest, RF)的串联故障电弧识别方法。首先，依托串联电弧故障试验平台，采集不同负载的电流信号。然后，采用改进CEEMD对信号进行分析并提取故障特征量，以TreeBagger函数进行特征降维，形成特征向量样本集。最后，结合RF构建故障电弧诊断模型，对样本集进行分类识别。结果表明：改进CEEMD能有效地提取不同负载电流的故障特征，所提故障电弧识别方法的识别准确率达到97.50%。通过进行不同特征提取方法和不同分类模型对诊断结果影响的消融实验，进一步证明了所提方法的可行性。

摘要:基于晶闸管换流器的特高压直流输电系统(ultra-high voltage direct current based on line commutated converter, LCC-UHVDC)的故障定位算法对智能电网的安全稳定运行起着重要作用。针对长距离特高压直流输电系统故障测距方法精准度低、快速性差的问题，提出了一种基于变分模态分解法(variational mode decomposition, VMD)和Teager能量算子(Teager energy operator, TEO)的双端行波故障测距方法。首先，研究了LCC-UHVDC线路故障电压行波的传播特性。利用零模电压随线路传播衰减明显的特征，通过VMD算法提取采样点处零模电压行波的时频特性。针对VMD参数选择不当导致的模态混叠问题，利用K-L散度(Kullback-Leibler divergence)对提取的模态指标进行优化。然后采用TEO对分解后信号进行瞬时能量谱提取，精确标定波头到达时间，最后采用双端迭代测距法迭代求解故障距离。在PSCAD/EMTDC搭建±800 kV LCC-UHVDC仿真模型进行验证。结果表明，所提方法在不同故障位置、过渡电阻和故障类型下具有较强的鲁棒性。

摘要:直流输电线路故障行波波速不确定、波头提取困难以及噪声干扰等因素制约了直流电网中故障测距技术的应用。为了降低上述因素对定位准确性的影响，提出一种基于局部特征有理样条插值均值分解(LMD based on characteristic rational spline, CRS-LMD)和奇异值分解(singular value decomposition, SVD)的故障测距方法。首先，利用特征尺度选取最优极点系数，结合有理样条插值调节拟合曲线的松紧程度，实现对故障电压行波的局部均值分解。其次，采用奇异值分解对故障行波波头进行准确提取。最后，在PSCAD/EMTDC中搭建了张北±500 kV柔性直流电网的仿真模型，模拟各种故障情况并输出故障数据，利用Matlab对故障数据进行处理并验证定位算法。最后，仿真结果表明，所提故障测距算法在不同故障距离和故障类型下均能实现故障测距，且在叠加噪声和过渡电阻的情况下也能保障较高的精确性。

摘要:直流变换器广泛应用于电动汽车充电系统与光伏发电系统，如何适应输入/输出电压大范围变化，实现直流变换器的宽增益和高传输效率为学术界和工业界所关注。其中，LLC、LLC_LC、LLCLC谐振变换器虽具有高功率密度、低电磁干扰等特性，但存在磁元件与谐振网络参数设计难度大，造成变换器输出不稳定等不足，难以满足实际应用的要求。为此，提出了宽增益高效谐振型直流变换器技术。首先总结了谐振型直流变换器的基本原理，围绕其拓扑结构及调制策略的国内外研究进展，重点就宽增益与高效谐振型直流变换器应用需求进行阐述。然后分析了LLC_LC、LLCLC多模式PWM倍压整流变换器拓扑及调制策略。最后结合仿真与实验验证结果，证明了该宽增益高效谐振型直流变换器拓扑及其调制策略的有效性，最高可实现输出电压范围为1~6.2，转换效率达96.1%，具有较宽广的应用前景。

摘要:针对高压直流输电系统受端换流站发生接地故障时暂态电压失稳问题，提出一种综合故障检测与有功无功输出的储能型链式静止同步补偿器(static synchronous compensator, STATCOM)控制策略。储能型STATCOM具有功率四象限运行能力，通过协调装置输出的有功、无功功率可以优化电压支撑效果。首先，改进了故障检测方法，采用双重检测快速判断故障起止时刻。其次，在故障期间控制储能型STATCOM输出一定量的有功功率，可以有效抑制受端连续换相失败，抬升交流电压最低值。同时，对无功功率进行控制切换，避免故障清除后无功回撤不及时导致的受端暂态过电压问题。在PSCAD/EMTDC仿真平台的CIGRE标准系统中对所提电压支撑控制策略与储能型STATCOM常规控制进行对比。结果表明，在不同故障场景中，所提控制策略均能达到更好地电压支撑的效果。

摘要:针对目前电力系统谐波发射水平难以直接测量的问题，提出了一种基于改进秃鹰算法(improved bald eagle search, IBES)优化极限学习机(extreme learning machine, ELM)的谐波发射水平估计方法。首先，在传统秃鹰搜索算法中引入Tent混沌映射和柯西变异算子，利用IBES算法对ELM模型的输入权重和阈值进行寻优。其次，输入公共连接点(point of common coupling, PCC)处谐波电压和谐波电流，代入IBES-ELM模型，估计用户侧和系统侧谐波发射水平。最后进行仿真和工程实例分析，并与其他算法的估计结果进行对比。结果表明，所提IBES-ELM方法估计精度优于长短期记忆网络(long short-term memory, LSTM)、卷积神经网络(convolution neural network, CNN)、反向传播神经网络(back propagation neural network, BP)和CNN-LSTM算法模型，验证了该方法的有效性和稳定性。

摘要:为了解决大规模分布式光伏接入配电网导致光伏并网点出现电压越限问题，提出了一种基于分布式共识协同(distributed consensus collaboration, DCC)的光伏逆变器电压控制方法。光伏逆变器电压控制采用基于功率调节的下垂控制模式，利用下垂控制调节光伏的有功功率与无功功率，实现对光伏并网点电压的控制。分布式协同共识是将接入系统的光伏有功功率输出与光伏最大输出跟踪比作为状态变量，通过分布式共识协同算法实现下垂控制启动参数的调整和光伏逆变器之间的电压协同控制。通过一个含分布式光伏的真实馈线系统进行算例验证，基于德国DIgSILENT软件进行仿真。结果表明，所提电压控制方法能有效抑制光伏并网点的电压越限问题，并在电压调节过程中降低光伏有功功率出力的削减，提升光伏逆变器的无功功率调节量。

摘要:针对风火打捆(wind-thermal-bundled, WTB)系统在受到干扰时可能由于阻尼不足而出现的低频振荡现象以及较高的网损会导致运行成本的增加和阻碍“双碳”目标实现的问题，提出了一种电力系统稳定器(power system stabilizer, PSS)与统一潮流控制器(unified power flow controller, UPFC)附加功率振荡阻尼控制器(power oscillation damping, POD)参数和UPFC安装位置协调优化策略方法。首先，基于Matlab构建了风火打捆外送系统和控制器模型。然后，利用多目标樽海鞘优化算法(multi-objective salp swarm algorithm, MSSA)，将协调优化问题转化为多目标优化问题。目标函数设计中考虑了UPFC装置的调节特性。最后，采用IEEE 4机2区系统和16机5区系统进行多种工况下的仿真。仿真结果显示，协调优化后的控制器可以提高系统阻尼，维持发电机转速的稳定，抑制低频振荡引起的系统有功、电压等的波动，同时降低了系统的有功网损，提高了系统稳定性和运行经济性。MSSA在工程问题上的应用得到了补充。