摘要:提高基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)的分布式储能系统(distributed energy storage systems, DESS)的能量利用率，解决储能子模块(energy sub-module, ESM)荷电状态(state of charge, SOC)均衡问题至关重要。针对现有的SOC均衡控制策略的不足，提出内外分层的快速SOC均衡控制策略。外层针对桥臂间或相间的SOC差异，通过改进MMC模型预测控制(model predictive predictive control, MPC)，配合自适应均衡系数，快速调整功率差额。内层引入自适应虚拟电阻法，根据ESM的SOC情况确定主导ESM，自适应调节各单元的虚拟电阻，产生相应的电压梯度，结合MMC排序算法使ESM按照各自SOC进行功率分配，从而实现ESM的SOC快速均衡，提高DESS能量利用率。通过在Matlab/Simulink构建仿真模型，证明了所提控制策略的有效性和可行性。

摘要:为解决混合光伏-温差(photovoltaic thermoelectric generator, PV-TEG)系统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)问题以提高能源转换效率和利用率，提出了一种基于指数分布优化器(exponential distribution optimizer, EDO)的混合PV-TEG系统MPPT技术。EDO通过模拟指数分布的随机变化来搜索潜在的解空间，由于随机性，算法可有效避免在局部遮蔽条件(partial shading condition, PSC)下陷入局部最优，并在搜索空间中广泛探索以找到最优解。算例研究包括启动测试、太阳辐照度阶跃变化、随机变化、香港四季实际算例4个部分，并与其他5种算法进行对比分析，以较为全面地验证所提EDO技术在混合系统MPPT应用中的可行性和有效性。仿真结果表明，采用EDO的混合PV-TEG系统在不同运行条件下均能稳定、高效地实现最优越的MPPT性能，尤其是在春季低辐照度的条件下，EDO产生的能量分别超过蜻蜓算法(dragonfly algorithm, DA)、增量电导法(incremental conductance method, INC)、扰动观测法(perturbation observation method, P&O)能量输出的68.85%、66.13%和59.69%。

摘要:在“双碳”目标下，为提高风光能源利用效率、优化资源配置、促进综合能源系统降碳减排，提出了一种风光氢储综合能源系统低碳经济调度模型。首先，考虑氢能作为新型储能能源所具有的低碳特性和调度优势，引入两阶段运行的电转气(power-to-gas, P2G)技术模型，以氢能为连接纽带，实现了系统内电、热、气能之间的耦合传递。其次，引入碳捕集设备及阶梯式碳交易机制，以进一步降低系统的碳排放。然后，构建以购能成本、碳交易成本、运行成本和弃风弃光成本最小为目标的低碳经济调度模型，并运用CPLEX求解器进行求解。最后，通过对多个运行情景的优化结果对比分析，验证了模型在消纳风光出力、促进系统深度脱碳、推动多能源互补和增加系统经济效益方面的有效性。

摘要:为提高大规模风电并网后电网频率稳定性，降低风储系统调频成本，提出考虑虚拟控制参数调节的优化模型预测控制策略。首先，计及储能系统对电网惯性水平与阻尼能力的作用，引入双曲正切函数自适应调节储能系统虚拟控制参数，满足不同时段的调频需求。然后，基于风储系统状态方程建立预测模型，以频率偏差与调频成本最小为控制目标，设计自适应模型预测控制策略。最后，搭建仿真模型，在阶跃和连续负荷扰动工况下对不同控制策略的效果进行对比分析。结果表明，所提控制策略能够有效改善电网调频效果，优化储能系统和风电机组的出力，具有更优的协同控制性能。

摘要:双碳目标下高占比可再生能源接入配电网，其不确定性导致配电网灵活性需求剧增。为提高配电网灵活运行能力，减少碳排放，提出考虑配电网灵活性不足风险的分布鲁棒低碳优化调度方法。首先，考虑智能储能软开关作为网络灵活性资源，以减少线路阻塞并提高节点灵活性资源网络互济水平。引入功率传输分布因子表征灵活性供需在线路上的传输情况，提出资源灵活性裕度指标和线路容量裕度指标，评估配电网灵活性。其次，基于条件风险价值理论，推导出当资源-线路裕度不足时给配电网造成的灵活性不足风险。然后，考虑风光出力的不确定性与相关性，运用Frank-Copula函数生成风光出力场景，采用改进的KL散度构造概率分布模糊集。以综合运行成本最低为目标，建立分布鲁棒优化调度模型，采用列与约束生成算法求解。最后，通过算例验证表明，智能储能软开关的加入减少了线路阻塞的情况，所提方法能够减少配电网碳排放和灵活性不足风险。

摘要:在高比例新能源馈入的新型电力系统中，新能源出力的不确定性导致火电难以满足调度计划的精度需求，风/光/火/储系统的经济调度求解算法面临严峻挑战。为此，提出一种基于变时段设计的多目标差分进化算法。首先按各时段负荷特征构建风/光/火/储系统的变时段日前调度规则。进而以系统运行经济成本与污染排放量为目标，基于多目标差分进化算法求解变时段系统日前调度模型的Pareto解集。最后，用IEEE 39节点系统进行测试。结果表明在风、光、储与火电的约束条件均符合校验的情形下，相较于其他算法，该方法使计算结果更加优化，火电机组出力跟踪调度计划效果显著提高，验证了所提方法的有效性。

摘要:为解决并网变换器有限控制集模型预测控制输出电流纹波较大的问题，提出一种并网变换器低复杂度多步递进优化虚拟矢量模型预测控制策略。首先，该方法通过构建各扇区的电压误差方程，对各扇区电压矢量误差进行量化评估。其次，在各扇区电压误差最大的位置上设计虚拟矢量，以减小电流控制误差。然后，通过所提的多步递进优化方法进一步量化分析含有虚拟矢量的各扇区电压矢量误差，并在电压误差最大的位置设计虚拟矢量，进一步减小控制误差。使用该方法进行多次优化，并确定最终优化虚拟矢量，有效减小了输出电流纹波。最后，为降低计算负担设计了扇区判断简化搜索方案，将每个大扇区分为6个小扇区，从而减少候选电压矢量个数，提高了系统的动态响应速度。通过对比实验验证了所提方法的有效性。

摘要:针对特高压换流阀阀冷系统中主循环泵故障特征提取难和故障诊断模型规模大的问题，提出一种基于多维振动特征图谱的轻量化主循环泵故障诊断模型。首先，基于振动轨迹图像(vibration locus image, VLI)和伪颜色编码的时域特征提取方法，构建主循环泵的时域特征图谱。其次，融合马尔科夫变迁场(Markov transition fields, MTF)和小波包变换(wavelet packet transform, WPT)，全尺度提取振动信号的低频和高频故障特征，构建主循环泵的频域、时频域特征图谱。最后，通过全维度动态卷积(omni-dimensional dynamic convolution, ODconv)优化轻量化卷积神经网络模型框架，构建了轻量化主循环泵故障诊断模型(OD-ShuffleNet)。并融合时域、频域和时频域故障特征，在减少硬件资源占用的基础上进一步提升模型的故障诊断精度。分析结果表明，模型的诊断准确率为95.0%，优于经典卷积神经网络架构。

摘要:选择性谐波消除/生成脉宽调制技术能与多电平电力电子变换器相结合，实现低开关频率下的高频电网谐波功率复现。然而，为生成特定次谐波，需要求解非线性开关角方程，其求解精度受开关角初值选取约束，且实时性随着谐波次数的增加而降低。因此提出一种基于牛顿-蚁群算法的实时选择性谐波生成脉宽调制技术。通过建立开关角方程，利用蚁群算法求解初值，进一步结合牛顿算法获得不同开关频率及计算步长对应的最多谐波数目，并分析得到调制比-开关角对应关系。通过查找表获得初始开关角，并前馈至电压控制环路，实现对特定次谐波的无静差跟踪。最后以级联H桥多电平变换器为例，搭建仿真与实验平台，验证了理论分析的正确性与所提策略的可行性。

摘要:随着配电网的发展，T接分支的大量接入使得配电网结构复杂，传统测距算法通常忽略分支，测距精度变低，研究含多分支配电网单相接地故障测距具有重要意义。为此，提出一种基于前后逐段逼近的含多分支配电网单相接地故障精确测距方法。首先，分析分布参数模型，根据零序电压、电流关系，提出故障区段判别系数，判别最小故障区段。其次，利用最小故障区段两端的零序电压、电流建立故障测距函数，采用梯度下降法求解精确故障点。最后，在PSCAD仿真平台上对所述方法进行验证。结果表明，所提方法可确定故障最小区段，精确计算出故障点，并具有较强的耐受过渡电阻能力，能较好适应高渗透率分布式电源的接入。

摘要:直流母线电容作为电机驱动变换器中最薄弱的元件之一，其老化会导致系统故障的概率增大，因此对电容老化进行在线监测至关重要。针对现有监测方法存在经济性差、采样频率高、影响系统正常运行等问题，提出一种基于长周期暂态信号分析的电容在线监测方法，用于估计电机驱动变换器直流母线等值串联电容(equivalent series capacitance, ESC)。首先，根据系统负载切换过程建立共节点感-容等值暂态模型，分析长周期暂态信号特点。其次，推导基于长周期暂态信号的在线监测模型，确定监测程序启动判定条件。然后，提出一种基于多项式重构的电容电流基线校准方法，消除传感器零漂影响，提高监测精度。最后，仿真和实验表明所提出方法的监测精度满足电容监测的要求。

摘要:针对被动法检测盲区较大和主动法易产生稀释效应的问题，提出基于主、被动结合的多分布式电源(distributed generation, DG)孤岛检测方法。首先，该方法利用有源电力滤波器(active power filter, APF)实现无功功率扰动，即通过扰动APF的q轴参数来控制其输出频率为2 Hz的无功功率，以扰动孤岛频率周期性波动。然后，利用小波分解和小波重构算法提取频率信号中的低频分量。最后，利用快速傅里叶变换(fast fourier transform, FFT)算法计算2 Hz低频分量的幅值并判断是否越限，以实现多DG孤岛检测。Matlab/Simulink建模仿真结果表明：该方法能够有效地避免稀释效应，实现多DG孤岛检测。

摘要:较长的控制链路延时会导致基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)的柔性直流输电系统阻抗在高频段出现负阻尼区间，易与交流系统分布电容相互作用引发高频振荡。现有有源阻尼抑制策略虽可有效抑制高频振荡，但会恶化中频段阻抗特性，增加中频振荡发生的风险。为有效抑制中高频振荡，提出在MMC交流侧母线处并联无源阻抗重塑装置的无源阻尼抑制策略。首先，推导出MMC简化模型并验证其准确性。其次，根据奈奎斯特稳定判据与最小功率损耗约束设计阻抗重塑装置参数，实现MMC系统阻抗重塑。最后，应用阻抗法对比分析重塑前后MMC系统阻抗特性，分析阻抗重塑装置对MMC系统阻抗的修正效果。在PSCAD/EMTDC中搭建含无源阻抗重塑装置的MMC电磁暂态仿真模型。仿真结果表明，该抑制策略在中高频段均可有效抑制MMC系统的振荡现象，对系统稳态特性影响小，且基频功率损耗低。

摘要:风电、光伏与同步发电机(synchronous generator, SG)间动态交互，影响电力系统稳定性。基于阻尼系数灵敏度，研究了风光并网电力系统动态交互过程与稳定提升方法。首先，基于线性化表达验证了风光机组对SG暂态响应存在影响。其次，建立电力系统闭环传递函数模型，分析风光机组与SG间的动态交互过程。新定义风光机组向SG提供阻尼系数，以量化风光并网对电网振荡的影响。然后，提出阻尼系数对风光出力灵敏度的解析表达，作为内点法梯度信息，调整风光出力以改善电网稳定性。最后，仿真验证表明，调节风电(光伏)出力可提高光伏(风电)场站相关危险模式的阻尼，改善电网稳定性。以灵敏度作为梯度信息，可提高优化算法的计算效率与准确性，优化前后功角平均振幅分别为25.1589°、18.0165°。

摘要:针对台区线损率异常辨识困难，关联用户难以精准追踪的问题，提出一种基于多维场景划分的台区线损率异常研判及关联用户精准追踪方法。首先，提出了一种基于改进完备集合经验的模态分解(improved complete EEMD with adaptive noise, ICEEMDAN)算法的数据预处理策略，通过分析台区历史线损率曲线的变化趋势，构建台区线损率粗放场景集，并在此基础上采用支持向量聚类算法进一步对场景集进行二次精细划分，实现对台区多维场景集的建立。其次，提出一种基于簇类个案数目的区间动态平移策略，用于确定不同场景下线损率标准库的区间范围，并采用区间重叠率策略对划分中的孤立区间进行合并，实现对台区线损率标准库的完备划分。最后，给出一种基于关联分析的线损异常追踪方法，通过灰色关联分析法确定线损异常强相关因素，并基于改进Adtributor算法定量分析各因素和台区用户间的内在关联度，提高对台区线损率异常用户的追踪精度。算例采用台区真实数据进行仿真分析，结果表明了所提方法的有效性和实用性。

摘要:现有的风电场成组维护优化研究中，较少考虑维护时间窗内的部件实时状态信息动态变化影响，针对此问题，提出了一种考虑剩余寿命预测信息动态更新的风电场成组维护策略。首先，利用实时状态信息获得各部件剩余寿命预测结果，基于实时剩余寿命预测结果优化最小平均维修成本，构建单部件最优维修时间窗。其次，考虑风电机组部件结构相关性及部件备件库存约束，以节省维修成本最大为目标，建立风电场成组维护模型，并采用遗传算法进行成组维护策略优化。最后，采用滚动时间窗模型实时更新机组部件的剩余寿命预测信息，动态调整原有维修方案。一个实际风电场案例的分析结果表明，所提策略能够实时更新风电场维修计划，实现维修计划的动态优化，有助于降低维修成本。