摘要:直流微电网低压负载侧电能稳定供应是新型电力系统中新能源有效消纳的重要保障。针对微电网供能枢纽变换器受扰情况下输出不稳定的问题，提出了一种观测器状态变量重构补偿的改进型自抗扰策略。首先，通过剖析自抗扰框架下无法避免的结构问题，推导出观测误差精准范式，并对扰动观测变量进行重构补偿，实现对总扰动的快速跟踪和消除。然后，进一步对改进策略在稳定性能、跟踪性能、抗扰性能、鲁棒性能4个维度进行理论分析，验证了该策略的正确性与有效性。最后，利用数字仿真和物理实验模拟实际工况进行对比分析，验证了该策略在微电网系统多种内外不确定扰动下均具有较好的动态性能。

摘要:针对实际电力系统中真值未知的情况下如何对状态估计结果的精度进行科学合理评价的问题，建立了集实时量测、影响因素、潮流约束三维一体的状态估计精度综合评价与分析体系，分别从自身、因果、空间3个维度来评价与分析状态估计结果的精度。首先，阐述了3个维度各自的不足及其相互关系，以诠释该体系建立的原因。其次，针对各个维度分别展开具体论述，分别建立了以实时量测为基准的整体性指标、以影响因素为基础的综合性指标以及以潮流约束满足度为佐证的辅助性指标。然后，给出各指标得分及权重量化求解方法，结合指标权重得到总得分。最后，将所提状态估计精度综合评价与分析体系应用于IEEE-9节点系统中，仿真结果表明了所提评价体系的有效性及优越性。该评价体系能够有效避免出现如单一指标得分高而精度差的情形，且结合影响因素分指标，便于指出状态估计结果产生的原因。

摘要:新能源通过逆变器大规模接入孤岛微电网，导致系统惯量水平持续下降，系统频率面临严峻的失稳风险。针对此问题，提出了一种基于虚拟惯量模糊自适应的新能源逆变器频率主动支撑控制方法，利用新能源逆变器直流侧电容主动支撑系统频率。首先，通过在新能源逆变器控制回路中引入基于模糊控制的新能源逆变器直流侧电容电压-系统频率耦合的功率控制项，使直流侧电容具备与同步发电机相似的惯性响应。然后，计及频率响应过程对虚拟惯量的差异化需求，设计模糊控制规则，根据频率波动区间自适应调整新能源逆变器直流电容附加虚拟惯量，以减缓系统频率偏移速度，改善系统频率极值，并加快系统频率恢复速度。其次，通过构造李雅普诺夫能量函数证明了采用所提控制方法后系统的稳定性。最后，仿真和实验验证了所提控制方法的有效性。

摘要:含多分支配电网拓扑结构复杂，传统算法常忽略分支，测距精度受到影响。为此，提出基于投入并联小电阻的含多分支配电网单相接地故障行波测距方法。首先，检测故障零模、线模波到达首端的时间差，投入消弧线圈处并联小电阻，利用并联小电阻产生的零模波到达首端的时刻，以及零模波到达故障点后折、反射产生的线模波到达首、末端的时刻，消除零模波波速影响。其次，定义故障判别系数，判断故障发生在主干线路或分支上，根据故障所在区段精确计算故障距离，并根据混合线路的特点对故障判别系数进行修正以适应混合线路。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判断故障区段，精确定位故障点且耐受过渡电阻能力和抗同步误差能力强。

摘要:孤岛直流微电网一般需要配置多组储能单元保证系统稳定性。为实现多储能单元在充放电过程中荷电状态(state-of-charge, SOC)均衡，防止过充过放加速老化，提出了一种改进SOC稳定均衡控制策略。首先，利用幂指函数嵌套反正切函数构建下垂系数与SOC的关系，合理设计下垂系数中加速因子与收敛因子参数使SOC快速达到均衡状态，实现自适应控制。其次，引入母线电压与虚拟压降二次补偿，减少母线电压波动同时忽略线路阻抗影响，提高电流分配精度。然后，通过频域根轨迹分布，讨论该策略控制参数对系统稳定的影响。最后，仿真结果验证了所提控制策略在正常充放电、负载或光伏功率波动、储能单元额定容量不同等工况下均能更好地实现SOC快速稳定均衡，电流精确分配，母线电压偏差较小且稳定性更强。

摘要:针对传统周期采样方案在微电网频率控制中存在数据冗余和通信资源浪费等问题，研究了基于动态事件触发机制的孤岛微电网二次频率控制方法。为了减少冗余控制数据，采用阈值可根据最新传输值和当前测量值误差调整的动态事件触发的方式来确定是否需要发送采样信息。首先，选取合适的Lyapunov泛函数，推导出微电网频率控制系统渐进稳定且满足给定期望H∞鲁棒性能的充分条件。其次，对控制器进行联合设计得到满足以上要求的控制器增益，保证事件触发机制的可行性。证明相邻两次触发时刻的差值为唯一非零正数，保证了Zeno现象不会发生。最后，通过4种场景的仿真分析验证了所提方法的有效性和实用性。

摘要:针对锂离子电池荷电状态(state of charge, SOC)估计过程中传统卡尔曼滤波算法噪声特性难以确定、收敛速度慢及精度差等一系列问题，提出了一种改进自适应卡尔曼滤波算法。首先，建立了电池等效电路模型，并在不同温度和SOC状态下，对模型参数进行了辨识和精度验证。然后，对传统自适应卡尔曼滤波算法系统过程噪声协方差矩阵计算方式进行了正定性优化。此外，在状态估计结果的修正过程中，引入了对模型等误差变化进行补偿的增益因子。最后，通过实验电池的仿真和测试验证了所提算法的有效性。结果表明，在不同温度和工况条件下，SOC的估计误差均在4%以内，改进自适应卡尔曼滤波算法的估计精度和收敛速度均优于改进前的算法和常用的扩展卡尔曼滤波(extended kalman filter, EKF)算法，具有较强的实用性。

摘要:高渗透率可再生能源接入配电网不仅促进了分布式电源以端对端(peer to peer, P2P)的形式参与市场交易，也对电网的安全稳定运行提出了挑战。针对连续双向拍卖(continuous double auction, CDA)机制下P2P交易所导致的阻塞问题，提出了一种考虑产消者经济性的P2P能量市场和阻塞服务市场相互协调的机制和阻塞管理方法。首先，为实现产消者的合理定责，提出了一种考虑交易时序的阻塞定责方式。然后，考虑到产消者参与P2P能量市场和阻塞服务市场的经济性，建立了考虑两级市场产消者经济性的灵活性资源阻塞服务价格模型。在上述基础上，建立了基于网络重构和灵活性资源调节的P2P交易阻塞管理模型。最后，通过具体算例分析了安全校核结果和阻塞管理结果，并验证了所提阻塞方法的可行性和优越性。

摘要:分布式电源高渗透并网，呈现出运行复杂性与非线性，故障电流谐波特征显著，使得传统继电保护难以准确区分励磁涌流与故障电流。因此，首先分析了光伏与双馈风机接入产生谐波的表达式，推导了励磁涌流产生机理及谐波特性，并总结了励磁涌流与短路电流频率分量占比。据此，充分发挥变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)避免模态混叠的优势，采用VMD算法将故障电流分解为不同中心频率模态分量，比较不同模态方差贡献率进而辨识励磁涌流。仿真结果表明：所提辨识方法在不同故障类型、不同种类分布式电源以及不同合闸角等条件下均能准确地辨识，且辨识能在故障发生一个周波内完成，灵敏度高。

摘要:高比例分布式光伏接入后，配电网出现潮流随光伏出力在大小和方向上随机变化的现象，造成配电网电压大幅度波动，严重情况下电压发生越限。充分利用光伏变流器及储能变流器的无功调节潜力，能够有效应对含高比例分布式光伏配电网的电压越限问题。首先，对含高比例分布式光伏配电网的电压运行特性进行分析。然后，对变流器无功电压调节特性进行分析，研究影响变流器无功调节能力的各项约束。在此基础上，提出一种考虑变流器无功调节特性的无功自响应电压控制方法，并对该方法的无功动作阈值进行了优化整定。在该方法中，变流器将就地量测电压与无功动作阈值相比较，进行无功快速动作。最后通过仿真证明了该方法能有效解决含高比例分布式光伏配电网的电压越限问题。

摘要:储充换一体站(storage-charging-swapping integrated station, SCSIS)与综合能源楼宇(integrated energy buildings, IEB)结合将是未来多能建筑的重要形式之一。针对其协同运行展开研究，提出了一种SCSIS协同多IEB的低碳经济调度方法。首先，构建了SCSIS与多IEB组成的电能共享协同运行架构。其次，基于阶梯型碳交易机制在电能共享模式下建立了多主体协同的低碳经济调度模型。再次，为了最大化主体利益，以纳什谈判理论为依据，采用交替方向乘子法(alternating direction method of multipliers, ADMM)对电能共享价格进行求解。最后，通过算例对所提调度模型的可行性与有效性进行探讨。算例结果表明，通过引入电能共享与阶梯型碳交易机制，使得系统在兼顾经济性的前提下有效降低了碳排放，且证明ADMM对电能共享价格的求解具有较好的收敛性。

摘要:电网发展至今积累了大量继电保护装置缺陷文本数据，尚未被有效挖掘利用。此外，继电保护装置的缺陷排除工作过度依赖运行人员的专业能力，现场运维工作难度大。针对上述问题，提出基于MacBERT-BiLSTM-CRF模型的继电保护装置缺陷知识图谱构建方法。首先，分析继电保护装置缺陷文本的记录特点，对非结构化文本进行数据清洗、数据标注以及数据增强处理。其次，基于BERT-BiLSTM-CRF模型构建MacBERT-BiLSTM-CRF模型进行实体抽取任务。然后，定义继电保护装置缺陷文本的关系抽取规则，结合实体抽取模型共同完成关系抽取任务。最后，构建继电保护装置缺陷知识图谱的模式层，并利用Neo4j图数据库实现知识图谱数据层的存储。算例分析表明，所提数据处理方法能够得到高质量BIO标注数据集。相比于传统BERT-BiLSTM-CRF模型，MacBERT- BiLSTM-CRF模型的实体抽取效果更好。基于模式层完成了继电保护装置缺陷知识图谱的构建与可视化展示，并提出继电保护装置缺陷辅助决策的应用流程与知识图谱的更新方法。

摘要:基于电磁斥力机构的快速机械开关在电力系统故障限流、电能质量控制、相控开关等领域具有广阔的应用前景。为了提高断路器的开断能力，设计了一种新型双机构快速机械开关。该开关结合了弹簧操作机构和电磁斥力机构的优点，在保证开断可靠性的同时，还能够实现三相分相相控快速开断。依据电磁斥力机构工作原理，推导了电磁斥力的计算方程，建立了电磁斥力机构的三维有限元模型，分析了其场路耦合的动态特性。通过分析不同机构参数，研究了它们对电流和电磁斥力的影响规律，给出了快速机械开关设计的指导性原则。并结合对关键部位的结构强度仿真分析，完成了新型快速机械开关样机设计。实验结果表明，该新型快速机械开关的全开断时间为15.5 ms，验证了设计方案的正确性和可靠性。

摘要:为提升高压/特高压直流输电保护与控制设备的国产化水平，设计与研制了自主可控的国产化保护与控制硬件平台。该平台基于高压直流输电保护与控制硬件平台架构和应用功能，采用国产元器件与国产嵌入式实时操作系统(real-time operating system, RTOS)，结合高速串行背板总线技术、高速时分复用通信技术(high-speed time division multiplexing communication, FTDM)与图形化编程等技术，具备高性能的采集测量、计算处理、控制输出与高速率通信连接能力。与国外企业采用的高压直流输电保护与控制硬件平台以及国产现有平台的性能指标进行了对比，并进一步介绍了平台级、装置级、系统级数字动模试验验证与工程应用情况。结果表明，所研制的国产化保护与控制硬件平台工作稳定可靠，可满足高压/特高压直流输电工程应用需求。

摘要:柔性直流配电网故障特征复杂，快速可靠的故障保护方法是柔性直流配电网亟需突破的关键技术。基于此提出了一种基于直流线路限流电抗器暂态电压皮尔逊(Pearson)相关系数的直流配电网纵联保护方法。首先，分析了区内外不同故障类型下直流线路两端限流电抗器暂态电压的特征差异。其次，利用正、负极线路电压的变化率构成保护启动判据，通过直流线路两端限流电抗器暂态电压的Pearson相关系数识别区内、外故障，并利用直流线路正负极电压变化率间的正负关系设计故障选极判据。最后，在Matlab/Simulink仿真软件中搭建柔性直流配电网仿真模型验证所提保护方法的可行性。结果表明所提保护方法能满足柔性直流配电网保护速动性和选择性的要求，且耐过渡电阻能力强，受通信延迟影响小，具有一定的抗干扰能力。

摘要:针对复杂场景下绝缘子缺陷检测存在小目标识别困难的问题，提出基于动态蛇形卷积和非跨步卷积的绝缘子缺陷检测方法。首先，算法引入动态蛇形卷积，构造出符合绝缘子特点的特征提取模块，提高对绝缘子及其缺陷的特征提取能力。然后，采用“空间-深度”的非跨步卷积，减少融合过程中的特征丢失。最后，为进一步降低模型复杂度，对模型进行通道剪枝，减少冗余部分。在绝缘子缺陷数据集上进行实验对比，与基准算法相比，绝缘子的破损、污闪以及自爆缺陷的识别率分别提升了5.7%、2.4%和0.8%，改进算法在绝缘子的检测率上提升了0.5%。同时平均精度均值较改进前提升了2.3%，模型大小降低了50.07%。实验结果表明，改进算法在提高绝缘子缺陷小目标检测精度的同时，有效降低了模型大小，对绝缘子缺陷检测的研究具有一定的参考和应用价值。