摘要:针对风电并网时的随机波动功率、负荷频率控制(load frequency control, LFC)系统参数变化所引起的电力系统频率稳定问题，提出了一种基于智能优化算法与改进目标函数的互联电网LFC系统最优PID控制器设计方法。首先，分析了基于PID控制的含风电互联电力系统LFC闭环模型。其次，在时间乘误差绝对值积分(integral of time multiplied absolute error, ITAE)性能指标的目标函数中考虑了区域控制器的输出信号偏差，对优化目标函数进行改进。采用性能优良的多元宇宙优化(multi-verse optimizer, MVO)算法先计算后验证的思路，寻优获得最优PID控制器参数。最后，以两区域4机组互联电力LFC系统为例，仿真验证了基于MVO算法结合改进目标函数所获得的PID控制器，比基于MVO算法所获得的PID控制器，对阶跃负荷扰动、随机负荷扰动、风电功率偏差扰动以及系统的参数变化，具有相对较好的鲁棒性能。并且，对控制器参数也具有相对较好的非脆弱性指标。

摘要:固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell, SOFC)因具有转换效率高、无污染物排放、运行噪声低等特点被视为前景广阔的绿色发电技术之一，其被广泛应用于电力系统和交通运输等领域。针对SOFC稳态模型的参数优化设计问题，提出了一种基于混沌博弈优化(chaos game optimization, CGO)方法的SOFCs参数提取框架。同时，利用芬兰燃料电池技术公司Elcogen生产的陶瓷阳极支撑型平板式低温单体燃料电池(ASC-400B)工作于两种不同温度(即600 ℃和700 ℃)下的实验数据以及美国蒙大拿州立大学开发的基于物理模型的5 kW级管式SOFC电池堆栈模型在两种不同温度(即850 ℃和950 ℃)下的仿真数据，分别对所提框架、蒲公英优化器(dandelion optimizer, DO)、平衡优化器(equilibrium optimizer, EO)、粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法和白鲨优化器(white shark optimizer, WSO)的参数提取的性能进行了深入的研究和分析。测试结果表明：相比于DO、EO、PSO和WSO，CGO能够准确、稳定且快速地提取上述各种SOFCs的模型未知参数，为SOFCs的系统建模提供了一种高效的方法。

摘要:以能源交易为背景，针对多微电网合作中的运行优化问题，提出了基于Nash议价模型的合作博弈策略，旨在实现微电网之间的合作，以最大化整体利益，同时考虑能源交易和成本优化。首先，将各微电网视为博弈参与者，构建了基于Nash议价理论的多微电网合作博弈模型，通过选择能源交易策略和运行策略来影响其能源成本和效益。其次，采用交替方向乘子法(alternating direction multiplier method, ADMM)求解此多参与者优化问题，通过将原问题分解为子问题并引入乘子变量来实现迭代求解。最后，在每次迭代中，各微电网根据其局部信息更新能源交易和运行策略，并利用乘子变量进行信息交换和博弈协调，以达到全局一致性。结果表明，该策略在多微电网合作中能够实现整体性能的提升，有效促进了可再生能源的消纳水平，平衡了各参与者的利益，同时降低了能源成本。

摘要:电力电子设备渗透率的不断提高使得电力系统转动惯量和阻尼水平下降，对新型电力系统安全稳定运行带来不可忽略的影响。目前并网变换器系统判稳方法常采用奈奎斯特判据和广义奈奎斯特判据，但这两种判据均适用于阻抗比中不含右半平面(right half plane, RHP)极点的场景。针对上述问题，基于考虑正负序耦合和源荷之间耦合的等效单输入单输出(single-input single-output, SISO)系统阻抗模型，提出了考虑RHP极点的三相变换器并网系统判稳方法。首先，对研究系统的RHP极点个数及奈奎斯特曲线包围点(−1, j0)的次数进行估算。然后，在奈奎斯特判据的基础上，利用SISO系统阻抗伯德图进行分析，在系统存在RHP极点的情况下对系统的稳定性进行判断。最后，基于Matlab/Simulink中搭建电磁暂态仿真模型，验证了在有无RHP极点的不同场景下，所提判稳方法均能对三相变换器并网系统的小干扰稳定性进行有效分析。

摘要:高比例风光接入下，多微网与配网间的双边交易对配电网的调控能力提出了更高要求。考虑柔性配电装置快速灵活调节网络潮流的优点，提出一种柔性网架结构下考虑多微网与配网双边交易的协同规划方法。首先，在考虑智能软开关规划的基础上构建协同规划的广义纳什议价模型。其次，采用交替优化策略将议价模型转化为易于求解的双层迭代过程，上层各主体各自优化规划方案，下层完成双边交易的结算问题。然后，将下层问题等效转化为电量结算和费用结算两个子问题，并分别采用交替方向乘子法求解。最后，在IEEE33节点配电系统中的算例表明所提规划方法可有效缩减社会总成本和各主体年综合费用。

摘要:为解决我国新能源发电产业扩张引发的弃风弃光问题，引入氢储能系统与风能、太阳能光伏发电配合，构建新能源综合发电项目。为解决预算赤字问题，提出碳减排市场(carbon certified emission reduction, CCER)与综合项目结合，构建市场交易模型。为评估项目平准化度电成本(levelized cost of electricity, LCOE)，基于现有风、光发电基础，引入氢储能系统成本和“氢-电”收益、氢能收益、氧气收益、碳排放收益，建立优化的平准化度电成本(optimizing levelized cost of electricity, OLCOE)模型。以我国西北某省风、光电厂为例，设定3种盈利情景，计算项目的OLCOE。选取符合实际效益的模型，以传统燃煤上网电价为新能源上网电价，在不同氢能和碳排放定价下进行敏感性分析，深入研究综合发电项目的盈利能力。研究表明：多市场辅助对新能源综合发电项目的发展不仅增强其盈利潜力，还能补偿高额的建设成本，从而提高项目的可行性。此外，可持续发展政策的有效实施和技术的进步也将进一步推动项目的未来发展。

摘要:随着环保意识的增强以及风电渗透率的不断攀升，使得电力部门对含风电系统的经济调度提出了更高的要求。为了在降低污染物排放及促进风电消纳的同时将发电成本控制在最低，建立了考虑环境与经济指标的风-火多随机变量经济调度模型。该模型中的目标函数考虑了火力发电成本、风力发电成本、弃风惩罚成本及污染气体排放。采用多目标原子轨道搜索算法进行模型求解，该算法在传统原子轨道搜索算法的基础上添加了存档机制、网络机制以及领导者选择机制，具有较强的多目标优化执行能力。结合修改后的IEEE30节点算例进行仿真分析，结果验证了所提模型的可行性以及多目标原子轨道搜索算法求解此类问题的有效性。

摘要:配电网高阻接地故障具有电气量微弱、与正常运行工况相似等特点，因此难以检测。针对传统指标阈值法常由经验整定，在复杂环境下适应性较差、灵敏性不足等问题，提出一种基于极端梯度提升(extreme gradient boosting, XGBoost)的配电网高阻接地故障检测方法，以避免复杂的阈值整定。首先，通过建立10 kV中压配电系统高阻接地故障的等效模型，获取高阻接地故障和正常运行工况的零序电流数据。然后，在对数据进行归一化处理的基础上，利用XGBoost直接从原始量测信息中学习其与高阻接地故障的映射关系，构建高阻接地故障检测模型，以降低因特征提取产生的误差。最后，大量仿真结果表明，所提方法对高阻接地故障检测具有较好的灵敏性和速动性，并且在噪声和数据缺失等情况下表现出较强的泛化能力。

摘要:针对现有全并联AT牵引网单端故障定位方法存在故障区段识别灵敏度低、行波第二波头易受故障点折反射影响的问题，提出了一种基于电流行波高频能量比值的全并联AT牵引网单端故障定位方法。首先，分析了自耦变压器绕组对地电容对高频分量的衰减特性，论证了相邻线路故障电流行波高频能量幅值的差异性，构建了能量比值差异度判据，利用差异度实现了故障区段定位。然后，分析了行波在全并联AT牵引网故障区段内的传播特性，揭示了反向量电流对端母线行波具有明显的故障突变奇异性。最后，提出了基于反向量电流行波的故障定位方法，通过准确标定行波初始波头、第二波头的到达时间，实现了故障的精确定位。仿真结果表明，所提方法在噪声环境下能准确辨识弱故障特征，提高了全并联AT牵引网故障定位的精确性。

摘要:定关断角控制是高压直流输电系统抑制换相失败的主要控制策略之一，但当前针对其实测型和预测型控制的研究仍未能有效解决其响应速度与控制精度不足的问题，因此提出了抑制后续换相失败的关断角控制改进方法。首先，基于对直流系统换相过程及影响因素的分析，提出了考虑电压谐波的关断角预测方法。然后，将后续换相过程的关断角预测值引入直流系统的原有控制逻辑，从而改进定关断角控制策略。最后，基于PSCAD/EMTDC对改进后的控制方法进行了仿真分析和验证。仿真结果验证了该方法能有效地抑制直流系统的后续换相失败，提升了定关断角控制的响应速度和控制精度。

摘要:为了保证油浸式变压器故障诊断的可靠性，提出了一种基于多策略改进蜣螂算法(multi-strategy improved dung beetle optimizer, MIDBO)优化双向长短时记忆网络(bi-directional long short-term memory, BiLSTM)的变压器故障诊断方法。由于蜣螂算法存在全局搜索能力较差、容易陷入局部最优解的缺点，首先通过Bernoulli混沌映射、引入自适应因子和Levy飞行策略融合动态权重系数进行改进，并对其性能进行评估。然后针对BiLSTM的诸多超参数利用MIDBO进行优化，形成MIDBO-BiLSTM故障诊断模型。通过核主成分分析(kernel principal component analysis, KPCA)提取特征值，进而深入分析特征值与故障类型之间的关联性，提高模型的收敛速度。最终实验结果表明所提出的MIDBO-BiLSTM变压器故障诊断方法准确率高、泛化能力强。其准确率高达94.67%，适用于变压器的故障诊断。

摘要:针对配电网短期负荷预测受到众多复杂天气特征等随机不确定性因素影响，以及传统预测模型难以有效分析不同特征序列之间的相关性等问题，提出一种考虑天气特征与多变量相关性的配电网短期负荷预测方法。首先，提出多变量快速最大信息系数(multi-variable rapid maximal information coefficient, MVRapidMIC)提取相关性高的天气特征序列。其次，引入探索性因子分析法(exploratory factor analysis, EFA)，对高相关性特征序列进行降维处理。最后，将维度分段(dimension-segment-wise, DSW)机制和两阶段注意力(two-stage attention, TSA)机制与Informer模型结合，提高预测模型对不同特征序列相关性的分析能力。通过DTU 7K 47节点实际配电网的历史负荷数据开展仿真测试，验证所提方法的预测精度、鲁棒性和时效性。

摘要:高比例可再生能源接入电网使得系统频率控制难度提升，电力系统二次调频面临新的挑战。为此，提出一种电动汽车(electric vehicle, EV)协助火电调频机组参与辅助服务市场的优化控制策略。在调频指令分配比例优化阶段，考虑调频成本及电池补偿成本，最大化调频商收益为目标，提出滚动优化控制策略。在EV充电站响应阶段，考虑站内各EV荷电状态及可调容量，采用分区分级动态调节充放电功率控制方法响应调频责任。最后，搭建含EV电站的两区域互联电力系统模型，对该调频策略的性能及经济性进行仿真分析。结果表明，所提策略有效降低了频率响应偏差，同时提高了调频商的经济收益。

摘要:针对电力线信道阻抗变化复杂、负载阻抗不匹配造成通信质量差等问题，提出一种基于深度强化学习的Π型阻抗匹配网络多参数最优求解方法，并验证分析了深度强化学习对于寻找最优匹配参数的可行性。首先，建立Π型网络结构，推导窄带匹配和宽带匹配场景下的最优匹配目标函数。其次，采用深度强化学习，利用智能体的移动模拟实际匹配网络的元件参数变化，设置含有理论值与最优匹配值参数的公式作为奖励，构建寻优匹配模型。然后，分别仿真验证了窄带匹配和宽带匹配两种应用场景并优化模型的网络参数。最后，仿真结果证明，经过训练后的最优模型运行时间较短且准确度较高，能够较好地自动匹配电力线载波通信负载阻抗变化，改善和提高电力线载波通信质量。

摘要:电价型需求响应离不开对用户价格响应的精准刻画，然而用户对价格的响应大多发生在与聚合商的交互中。并且出于隐私保护需求，这些交互数据往往不被公开，呈现为数据孤岛。针对现阶段用户数据隐私需求和电网调度需求相互冲突的问题，提出了基于联邦学习的用户电价响应行为刻画及其应用方法。首先，构建基于联邦学习的用户电价响应行为刻画的分布式交互框架，将原始数据信息交互转变为特征信息交互。然后，利用差分隐私-联邦近端算法实现不同聚合商电价响应模型的参数聚合，获得区域用户电价响应模型。最后，提出嵌入响应模型的配电网优化运行应用方法，利用改进的策略近端优化算法求解系统实时电价和储能出力。算例表明，所提方法在保障用户用能信息隐私下，能准确刻画区域用户电价响应行为，并改善配电网综合效益。

摘要:针对煤矿开采过程中碳排放量高以及乏风、瓦斯、矿井涌水等伴生能源得不到及时有效利用的问题，提出一种低碳经济运行的矿区综合能源系统(coal mine integrated energy system, CMIES)。首先，为使矿区伴生能源得到充分利用，搭建了一个包含燃气轮机、乏风氧化发电单元、水源热泵等设备的CMIES模型。其次，为降低矿区碳排放量，在CMIES中加入光伏、风电、电转气与氢燃料电池等设备。同时，引入阶梯式碳交易机制与绿色证书交易机制(green certificate trading, GCT)，通过“双机制”模型来约束系统碳排放、激励新能源设备出力。最后，调用CPLEX商业求解器，以购能成本、新能源设备运行成本、碳排放成本最小为目标函数进行求解。结果表明：优化后的CMIES碳排放量显著降低，运行成本大幅减少。