摘要:随着高比例分布式能源(distributed generation, DG)的接入，配电网的拓扑变化更加频繁。针对含DG的配电网拓扑辨识所需量测特征多、辨识准确率低的问题，提出基于随机森林(random forest, RF)算法和最大互信息系数(maximal information coefficient, MIC)关键特征选择的配电网拓扑辨识方法。首先，考虑风光出力的不确定性和相关性，基于Frank-Copula函数得到典型风光出力场景，与配电网不同拓扑相结合构建数据集。然后，根据RF和MIC进行特征选择，筛选出对拓扑辨识最重要且不含冗余信息的关键特征。最后，利用蝙蝠算法(bat algorithm, BA)优化BP(back propagation, BP)神经网络模型对配电网拓扑模型进行辨识。通过IEEE 33节点配电网和PG&E 69节点配电网进行仿真分析，验证所提模型的可行性。

摘要:碳市场的引入改变了传统化石燃料机组的发电成本，从而影响其在电力市场中的竞价行为。同时，输配电网中涉及不同的市场主体，需在碳-电市场下研究输配电网的市场交易方法。提出了一种基于输配协同的碳-电耦合市场交易决策方法。首先，提出了考虑输配协同运行的碳-电耦合市场的交易框架。其次，构建了一种基于输配协同的多主体交易的碳-电耦合市场双层交易决策模型。上层模型为各个配电市场与发电商的碳-电协同交易决策模型，下层模型为输电市场和碳市场的出清模型，量化了碳配额与发电量间的关系。再次，通过Karush-Kuhn- Tucker(KKT)条件、对偶原理以及Big-M法将每个交易主体的双层模型转化为单层具有均衡约束的数学模型(mathematical problem with equilibrium constraints, MPEC)，所有MPEC构成了均衡约束均衡规划(equilibrium problem with equilibrium constraints, EPEC)模型，并通过对角化算法进行求解。最后，基于T6-D7-D9和T30-D33系统进行算例分析。结果表明，所提方法可有效促进电力行业减少碳排放，降低运行总成本的同时提升社会福利。

摘要:快速、准确地定位故障区段对配电网的安全运行至关重要。传统故障定位方法容错率低、耗费时间长，多数深度学习算法对拓扑变动的泛化性不足。基于此，提出了一种基于一维卷积神经网络(one-dimensional convolutional neural network, 1D-CNN)和图神经网络(graph neural network, GNN)的配电网故障区段定位方法。该方法将配电网原始信息与GNN等深度学习算法相结合进行建模。首先利用基于注意力的时空图卷积网络从不同的时空尺度上对遥测数据进行故障特征提取，使用图注意力网络来融合多源遥信数据。然后，利用1D-CNN来调整特征输出维度以实现节点特征到故障支路的映射。最后，通过增设全连接网络来输出故障区段定位结果。依托于Matlab/Simulink平台搭建10 kV中性点不接地配电网系统进行仿真和测试。结果表明，所提方法具有优越的定位性能，能够灵活适用于各类低、中、高阻性接地故障场景，对系统拓扑变动具有强大的泛化能力以及对故障数据不完备的鲁棒性好。

摘要:为优化电动汽车充电网络布局，提高充电服务能力与效率，提出了同时考虑截获交通流量与充电行驶距离的充电网络规划模型。电动汽车动力电池初始荷电状态的不确定性导致充电网络截获交通流量具有随机特性，采用蒙特卡洛模拟方法对其概率特性进行了分析。为提升充电网络在任何情况下的充电服务能力，所提模型以充电网络截获交通流量最小值最大为优化目标之一。为提升充电服务效率，模型另一个优化目标为平均充电行驶距离最短。此外，模型考虑了充电行驶距离机会约束及充电站建设数目约束，采用非支配遗传算法对所提模型进行求解，获得Pareto最优解集。最后，以25节点交通网络为例进行了仿真实验，验证了所提方法的有效性。并基于仿真结果，分析了机会约束置信度与充电站数目对规划结果的影响。

摘要:负荷识别是非侵入式负荷监测(non-intrusive load monitoring, NILM)的关键一步。针对目前识别方法存在网络参数量大、识别率低的局限性，提出了一种基于马尔可夫转移场((Markov transition field, MTF)和轻量级网络的非侵入式负荷识别方法。首先，利用归一化后的电压电流计算马尔可夫状态转移矩阵，在时域上排列每个状态转移概率构建MTF。其次，对MTF降采样以适应神经网络的学习，利用伪彩色编码技术得到RGB彩色图像。最后，在轻量级网络ShuffleNetV2中加入SimAM无参注意力模块作为特征提取网络，以较少的参数量实现负荷分类识别。使用公共数据集PLAID和WHITED对所提方法进行实验，结果表明，SimAM-ShuffleNetV2在两个数据集的识别准确率分别达到了98.99%和99.22%，参数量分别为0.37 M和0.41 M，比现有的方法具有更高的识别准确率和更少的参数量，验证了所提方法的有效性和优越性。

摘要:电化学储能(electrochemical energy storage, EES)内部的多种功能性老化行为是影响EES规划决策以及经济性评估的重要因素。针对独立运营模式下EES同时参与电能量和调频市场的容量配置问题，首先提出计及功能性衰减的EES两阶段容量优化配置决策模型。第一阶段模型以EES期望寿命周期内收益最大化为目标进行EES容量优化配置；第二阶段模型考虑EES寿命和功能性老化行为约束，以日运行利润最大化为目标优化各运行年内EES运营决策。然后采用多参数规划理论方法对两阶段模型进行联合优化求解，以获得独立运营模式下EES的配置容量及其期望寿命。最后通过算例仿真分析了EES的功能性老化行为对其经济寿命及容量配置的影响，验证了所提模型和方法的有效性。

摘要:为提高并网微电网系统经济优化响应速度，降低整体发电运行成本，提出二层邻居牵制一致性算法。该算法将成本微增率(incremental cost rate, ICR)定义为状态变量，引入功率偏差消除项快速消除总功率偏差，利用二层邻居项和牵制项实现快速收敛于最优ICR，计算得到各分布式电源(distributed generation, DG)的最优有功出力参考值。随后提出基于二层邻居牵制一致性的并网微电网经济优化控制方法。该方法基于构建的三层分布式分层架构，第一控制层为双闭环反馈的下垂控制，第二控制层采用电压频率优化控制，稳定系统的频率和电压，第三控制层将各DG最优有功出力参考值输出到P/f下垂控制层，从而实现系统经济优化以及负荷功率供需平衡的目标。最后搭建8个DG并联运行系统仿真模型进行仿真实验。仿真结果表明，所提方法能完成有功出力的经济分配，且系统响应性能优，在负荷突增、功率越限、分时电价、拓扑切换、计及线路损耗、即插即用等因素影响系统运行时，所提方法能使微电网快速达到经济优化状态。

摘要:针对集电线路多分支网络结构故障定位过程时精度易受测点数量和行波波速影响的问题，提出一种基于稀疏信息差值的集电线路故障定位方法。按照集电线路划分故障区域。首先，通过变分模态分解从初始行波信号中提取第一本征模函数信号，并通过Stockwell变换将其进一步分解为S矩阵。然后，通过S矩阵计算其模矩阵Q，并计算所有模矩阵之间的能量相似性，建立区域决策矩阵来识别故障区域。最后，在确定的故障区域内设置虚拟故障点，根据故障区域首末端初始行波到达时间，计算测量行波和虚拟故障点之间的信息差异度，采用离散-连续粒子群实时修正故障分支和故障位置。仿真结果表明，该方法无需集电线路所有分支行波信息，大幅降低监测设备数量，消除波速影响，实现多分支集电线路的精准故障定位。

摘要:利用退役电池构建储能系统，充分利用其剩余价值，是解决大量退役电池再利用的重要途径。然而，经过多次充放电影响，退役电池不一致性问题较新电池更为突出。在此背景下，首先，针对退役电池储能系统提出了分层式可重构均衡拓扑。其次，基于该拓扑提出了分层式均衡控制策略。考虑组内部和组间两个层次的均衡控制，组内以SOC和端电压为均衡变量，通过重构实现电池单体状态均衡，组间以SOC为均衡变量，通过重构保证全电池簇均衡。同时考虑多种运行工况：静置过程中通过自均衡提高电池组的均衡效率和可用容量，放电过程中通过拓扑结构变换维持输出电压稳定，充电过程中考虑能量损耗和充电速度合理优化充电电流，缩短充电时间，减少温升，延长电池使用寿命。最后，在Matlab中验证了所提拓扑与均衡策略在不同工况下的有效性。

摘要:油纸绝缘系统老化程度与电力变压器的稳定运行密切相关。针对油纸绝缘频域介电谱(frequency-domain spectroscopy, FDS)所提相关特征量单一和未考虑频谱特性指标间冲突性与随机性而导致老化诊断结果误差大的问题，提出了融合频谱特性与聚类云-证据推理的油纸绝缘老化程度诊断方法。首先，根据不同老化试样的频谱特征提取老化诊断多特征指标，并利用非线性拟合构建老化特征数据库。其次，基于Kmeans聚类提出适配非线性变化指标的聚类云模型基本概率分配方法。最后，针对多特征量的冲突性及相关性差异，利用CRITIC-G1综合赋权法计算各指标对应的证据修正因子，并进行基本概率再分配，利用证据融合推理得出油纸绝缘系统真实老化程度。实验结果表明，所提方法可准确诊断复合油纸绝缘样本的老化状态，为电力检修策略的制定提供了理论指导。

摘要:园区综合能源系统通过整合多种能源设备为用户提供可靠的能量供应，但设备的变工况特性给容量配置的合理性及调度方案的准确性带来了严峻挑战。为此，提出了一种考虑变工况特性的综合能源系统容量与调度双层优化方法。首先，采用改进的核密度估计法构建更准确的能源供需场景。其次，基于极致梯度提升算法，建立设备效率修正模型以表征设备的变工况特性，并考虑温度对设备寿命的影响，将老化成本纳入目标函数进行优化。然后，提出最优负载率跟踪策略，通过解耦调度过程中输出、效率和负载率三者的关系，主动调节能量转换设备的输出比例，实现系统的柔性供能。最后，通过仿真结果表明，所提方法考虑了设备的变工况特性，不仅提高了设备模型的准确度，还增强了配置方案的科学性和调度方案的经济性。

摘要:传统配电网规划通常是先规划再进行可靠性的校核，难以将可靠性校核结果反馈以有效修正网架规划方案，因此需要建立考虑配电网可靠性的规划方法。而随着配电网发展，移动和固定式储能得到广泛应用。通过多类型储能的优化配置，可在故障发生时维持关键负荷的供电，提高城市配电网可靠性。首先，采用了一种基于故障时序逻辑的可靠性指标解析表达方法，将可靠性指标约束嵌入传统配电网规划模型。然后，在运行约束中考虑移动储能车以及固定式储能参与恢复供电的故障时序逻辑，建立改进的配电网规划模型。该模型实现了计及移动和固定储能对可靠性影响的配电网规划，可采用混合整数线性规划求解器求解。最后，通过24节点实际配电网算例证明了所提方法的有效性。

摘要:随着极端自然灾害在园区智能配电网中频繁发生，大面积停电给园区智能配电网安全运行带来巨大挑战。针对上述问题，建立灾时故障抵御吸收双层优化模型，提出一种计及多种灵活性资源的园区智能配电网灾时弹性提升策略。首先，上层故障重构模型以最大化负荷恢复价值期望为目标，优化配电网故障重构方案，并将重构结果传递给下层。其次，下层弹性提升模型以最大化配电网弹性水平为目标，量化需求响应配置方案。最后，以营口市自贸区配电网和PG&E69节点配电网为例进行仿真分析。结果表明，所提策略系统负荷价值恢复期望提升81%，系统负荷损失降低61%，同时提高园区智能配电网整体弹性水平。

摘要:电力系统的源侧和荷侧均具有随机性，影响配电网接入分布式电源的容量分析。为此，提出了一种考虑源荷随机性的中压配电网多分布式电源承载能力评估方法。首先，将分布式电源和负荷出力分解为可预测变量和随机变量，结合序贯蒙特卡洛模拟法，分别模拟时序周期内源荷随机生产模型。其次，在划分供电分区和简化源荷接入位置基础上，以各供电分区可接入分布式电源容量最大为目标，考虑传输容量、电压偏差、短路电流等约束，对配电网承载能力模型进行随机潮流求解。然后，以指标变化量和限值距离为衡量依据，确定多分布式电源有序接入策略，防止局部运行参数不优而导致配电网对分布式电源承载能力受限。最后，将该模型应用在中部某城市的区域配电网中，验证该方法的可行性和有效性。

摘要:随着新能源发电和众多电动汽车充电桩等非线性设备并网运行，电网电能质量问题日渐凸显。现有解决方案在电能质量扰动分类上流程复杂，且在处理扰动信号时分类准确率偏低。为应对这一挑战，引入了 TCN-LSTM 混合模型，融合了时域卷积网络(temporal convolutional network, TCN)和长短时记忆网络(long short-term memory, LSTM)。其中，TCN 专注于捕捉时序数据的局部特性，而 LSTM 负责挖掘长期依赖关系，两者结合能够有效捕捉信号的局部特征和全局关系。为验证模型性能，对 14 种加入不同信噪比白噪声的电能质量扰动信号进行分类测试。结果表明，TCN-LSTM 模型展现出较强的抗噪性能，并在与现有深度网络模型的对比中展现了更高的分类准确度。

摘要:忽略共因失效和隐性失效导致现有双重化保护系统可靠性研究得到的系统拒动频率与电网统计数据偏差较大。为此，提出了一种双重化继电保护系统可靠性评估方法。首先采用可靠性框图和状态空间相结合的方法建立双重化保护系统的可靠性模型，模型计及了双重化保护系统的共因失效、可修复性以及隐性失效等因素。然后提出适用于单个多状态二次设备和共因失效二次设备组的时序Monte-Carlo法，采用该方法求解可靠性模型获得双重化保护系统拒动概率和拒动频率。算例分析结果表明计及共因失效和隐性失效情况下得到的双重化保护系统拒动频率与电网统计数据较为相符，共因失效会显著减少保护系统双重化配置在可靠性方面带来的优势，提高二次设备的自检性能可以显著提高保护系统的可靠性。

摘要:针对逆变侧交流故障导致换相失败期间送端系统所遭受的有功冲击问题，首先，基于换相失败期间直流等值电路明确了换相失败后整流器有功波动的主导因素，并计及换相失败期间直流电压的波动特性分析了整流侧各电气量与控制量的响应机理，从而确定了整流侧各直流电气量与控制量暂态响应与送端系统传输有功极值时刻之间的关系。其次，基于换相失败期间的拉氏运算电路，推导建立了换相失败后送端系统各电气量的时域表达式，实现了整流器的暂态有功建模。通过划分时间区间对低压限流环节进行优化改进，利用直流电流时域表达式补偿直流电流指令值，提出了基于传输有功暂态极值时刻的有功支撑策略。最后，PSCAD与CIGRE-HVDC的仿真结果验证了理论分析的正确性与有功支撑策略的有效性。