摘要:针对现有的特高压直流(ultra high voltage direct current, UHVDC)输电系统故障检测方法灵敏度低、难以识别高阻接地故障的问题，提出了一种基于整数因子(integer factor, IF)-近似导数(approximate derivative, AD)和极限学习机(extreme learning machine, ELM)的特高压直流输电系统故障辨识方法。其中整数因子用于分析不同采样频率下的信号，近似导数法用于获得信号不同程度的细节系数。首先，基于不同的整数因子对信号进行下采样，并利用近似导数法对所得信号求一阶、二阶和三阶近似导数。其次，分别计算各个子信号的熵特征。然后，用基于交叉验证的递归特征消除(recursive feature elimination with cross validation, RFECV)算法对得到的一系列特征进行特征筛选，并结合ELM对特高压直流输电系统进行故障辨识。最后，在Matlab/Simulink环境中搭建了±800 kV的UHVDC系统模型，模拟不同故障类型。实验结果表明，所提方法在识别特高压直流输电系统不同类型故障时有更高的准确率，且耐受过渡电阻能力强。

摘要:近年来由电力故障引发的森林火灾时有发生，配电网接地故障若未被及时切除，故障电弧可能引燃周边植被，进而引发森林火灾。为开展差异化的防山火措施，提出一种基于多指标综合评价的配电网接地故障山火风险等级划分方法。结合无人机巡线数据、配电线路历史故障数据、气象数据及自主设计的植被电弧燃烧性实验，分析相关山火风险因子。利用德尔菲网络分析法确定各山火风险因子权重及风险得分，加权求和得到山火风险综合得分，从而确定配电线路山火风险等级。对湖南电网某10 kV配电线路进行实际案例分析，验证了该方法能较为准确地划分配电线路山火风险等级，明确线路山火防治重要区段，为面向山火防治的配电线路接地故障处置装置运行机理提供有力辅助参考。

摘要:目前针对直接电压控制构网型变流器暂态失稳模式的演化和控制参数对暂态稳定的影响机理尚需进一步深入研究。首先，分析了两种常见电流限幅策略对变流器暂态稳定性的影响，归纳总结出3种暂态失稳演化路径。其次，通过极限切除时间、极限切除角揭示了变流器有功环节不同参数对暂态稳定的影响规律，并针对直接电压控制构网型变流器的内电势和并网点电压之间的非线性关系，使用变流器临界势能为指标，揭示了变流器无功环节不同参数对稳定性的影响规律。在此基础上，解释了不同控制环节参数对变流器暂态稳定性的影响出现反常规律的机理。最后，在PSCAD仿真平台上通过算例验证了理论分析的正确性。

摘要:柔性直流输电系统的线路主保护速动性要求极高，线路受雷击干扰后引入大量高频暂态信号易引发线路保护误动作。针对此问题，首先根据行波的传播规律分析雷击后线路电压行波特征，得出雷击干扰与故障的特征差异。雷击干扰时，暂态过程中电压行波经线路边界反射后波头极性不发生改变，行波波头到达线路边界的时间间隔大。雷击故障时，电压行波经故障点反射后波头极性发生改变，行波波头到达线路边界的时间间隔小。然后，根据电压行波波形特征差异提出长短窗结合的雷击干扰识别方法。最后，利用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件对所提方法进行验证。结果表明，所提出的雷击干扰识别方案能够快速、可靠、准确地识别雷击干扰与故障情况，不受雷击位置、线路参数、雷电流参数和噪声的影响。

摘要:现有提升调相机动态无功特性的参数优化方法侧重于电磁参数的优化，这给生产企业带来较高的工艺要求和较大的成本压力。针对该问题提出考虑系统稳定约束的调相机励磁系统及升压变参数联合优化方法，分析其对电磁参数优化的可替代性。首先，推导了基于Park模型下调相机的无功频域特性，与6阶实用模型下的无功频域特性对比，基于调相机的Park模型可提升调相机动态无功特性的分析精度。然后，提出根据调相机并网系统的稳定边界确定参数的优化区间，采用频域灵敏度方法确定重点参数，并基于人工鱼群算法进行参数优化。最后，通过仿真结果表明，励磁系统与升压变参数的联合优化，可获得与仅优化电磁参数时相近的调相机动态无功性能，验证了电磁参数优化的可替代性，从而降低调相机的制造成本，扩大同步调相机的应用场合和范围。

摘要:风电场经直流汇集-直流送出的风电全直流输电系统中，直流系统的存在会解耦风电场和受端电网的频率耦合，在传统控制策略下对受端电网频率支撑能力弱。为此，提出一种针对风电全直流输电系统的一次调频变下垂协调控制策略。首先，提出基于Logistic函数的电压-频率变下垂频率传递策略，以直流系统电压为媒介，建立起电网频率与风电场功率的耦合关系。基于该频率传递策略，构建了由受端换流站的变下垂虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)控制、直流升压站的改进双闭环控制及风力发电机的变下垂减载控制组成的风电全直流输电系统一次调频协调控制策略，实现系统无通信传递频率并参与电网一次调频。最后，利用Matlab/Simulink软件搭建风电全直流输电系统仿真模型，在不同工况下进行仿真验证。仿真结果表明，所提控制策略能使风电场在不依赖远端通信的情况下实现对电网的一次调频，同时，有效减小了调频过程中直流电压的波动幅度。

摘要:针对含电-氢混合储能的源网荷储系统，为提高新能源的消纳水平并降低系统运行成本，提出了考虑SOC优化设定的电氢混合储能系统的运行优化方法，实现系统的日前实时优化调度。首先提出了大容量储能系统SOC优化设定的方法，以确定储能系统日前的始末SOC优化设定值。随后，基于双延迟深度确定性策略梯度算法，提出了一种日前实时优化调度模型训练方法。结合储能SOC的优化设定值和日前运行数据，建立了源网荷储系统的实时优化调度模型，实现日前和实时综合优化调度。最后，通过算例分析验证了所提运行优化方法的有效性。结果表明，大容量储能系统的SOC优化设定方法可以有效提高系统收益，日前-实时优化调度模型则在日前优化调度的基础上减少了预测误差带来的影响。

摘要:随着分布式光伏的大规模接入，配电网固有的三相不平衡问题日益严重，给系统的电能质量、经济运行等带来不利影响。此外，高比例光伏的接入使得配电网的物理结构和运行方式更加复杂多变，导致当前依赖精确拓扑结构和线路参数的三相不平衡优化方法难以应用。因此，提出一种基于数据潮流模型的高比例光伏配电网三相不平衡优化方法。首先，采用基于双阶段注意力机制的循环神经网络方法建立数据潮流模型，拟合三相潮流约束中变量之间的函数关系。同时，提出图特征嵌入的方法将部分已知的拓扑信息嵌入到数据潮流模型中以提高拟合精度。其次，以训练后的数据潮流模型为基础重建配电网三相不平衡优化模型。最后，通过条件梯度下降方法求解该模型，以修改的IEEE33节点配电网络为例，验证了所提方法的有效性。

摘要:针对北方农村地区冬季清洁取暖造成局部供电、供气紧张的问题，提出一种计及温控厌氧发酵和阶梯碳交易的农村综合能源低碳经济调度模型。首先，基于沼气厌氧发酵池的热力学模型和温度与产气率的关系，构建沼气发酵的温控模型。然后，采用变压吸附设备提纯分离沼气中的甲烷和二氧化碳，引入电转气消纳其中的二氧化碳，产生甲烷回馈系统。同时考虑农村用户参与碳市场，采用阶梯碳价，分析碳交易基价和价格增长率对农村用能成本和碳排放的影响。最后，以系统运行成本最低为目标函数进行优化求解。仿真分析表明，所提模型可实现系统碳排量降低157.27 kg，运行成本降低11.57%。

摘要:针对传统的无迹粒子滤波(unscented particle filter, UPF)存在不准确的新息向量及未知的量测噪声协方差矩阵导致估计精度低的问题，提出一种改进Att-LSTNet与UPF融合的主动配电网预测辅助状态估计(forecasting-aided state estimation, FASE)方法。首先，采用引力搜索算法(gravitational search algorithm, GSA)对支持向量回归(support vector regression, SVR)的关键参数进行优化处理，利用历史数据建立GSA-SVR模型，并将其引入至Att-LSTNet模型的输出层，构建一种增强预测模型。然后，利用UPF中的新息向量来训练该模型，并结合孤立森林算法和箱线图法对原始新息向量进行监控和修正。最后，针对量测噪声协方差矩阵未知的情况，结合修正后的新息向量和UPF计算出未知量测噪声协方差矩阵，并进行状态估计。基于IEEE33与IEEE118节点标准配电系统的算例结果表明，所提出的方法在估计精度、泛化能力和鲁棒性等方面具有优越性。

摘要:为解决混合型风电场低穿措施复杂难以协同及低穿后故障特性难以分析的问题，提出双馈风电机组应用阻容式撬棒以改善低电压穿越期间混合型风电场的频偏及无功特性。首先建立双馈风电机组群与永磁直驱风力发电机组群模型，通过分群聚合等效的方法建立混合型风电场简化等效模型。在此基础上，分析计及阻容撬棒的混合型风电场故障期间各类型风电机组的无功调节能力及调节特性。据此制定混合型风电场的无功协同控制策略以优化低电压穿越期间无功输出能力，分析采用协同控制策略后混合型风电场的短路特性，并对短路电流进行解析。最后基于PSCAD/EMTDC仿真软件建立了混合型风电场仿真模型，对协同策略的有效性及故障电流表达式的正确性进行仿真验证。

摘要:新能源在现代电力系统中占比不断提高，其负荷不规律性、波动性远大于传统电力系统，这就导致负荷预测精度不高。针对这个问题，提出了蜣螂优化(dung beetle optimizer, DBO)算法优化变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)与改进鲸鱼优化算法优化双向长短期记忆(improved whale optimization algorithm-bidirectional long short-term memory, IWOA-BILSTM)神经网络相结合的短期负荷预测模型。首先利用DBO优化VMD，分解时间序列数据，并根据最小包络熵对各种特征数据进行分类，增强了分解效果。通过对原始数据进行有效分解，降低了数据的波动性。然后使用非线性收敛因子、自适应权重策略与随机差分法变异策略增强鲸鱼优化算法的局部及全局搜索能力得到改进鲸鱼优化算法(improved whale optimization algorithm, IWOA)，并用于优化双向长短期记忆(bidirectional long short-term memory, BILSTM)神经网络，增加了模型预测的精确度。最后将所提方法应用于某地真实的负荷数据，得到最终相对均方根误差、平均绝对误差和平均绝对百分比误差分别为0.0084、48.09、0.66%，证明了提出的模型对于短期负荷预测的有效性。

摘要:针对新能源在电网中渗透率不断提高导致系统调频容量和频率响应能力不足的问题，提出一种含废旧矿井抽蓄电站的源-荷-储协同控制调频方法。首先，建立了电解铝工业负荷、废旧矿井抽蓄电站和超级电容频率响应模型。然后，基于模型预测控制理论，以系统状态量和控制量的加权函数最小为目标，设计区域信息互动的分布式模型预测控制器，并提出含废旧矿井抽蓄电站的源-荷-储协同控制调频方法。最后，将分布式模型预测控制器应用在所提源-荷-储协同控制方法中，并在改进的IEEE标准两区域LFC模型中进行仿真。结果表明所提方法可以缩短频率恢复时间，减小最大频差值，改善系统调频动态性能。

摘要:为了抑制LCL型滤波器的谐振尖峰，电容电流反馈有源阻尼被广泛应用于LCL型并网逆变器中。由于数字控制延时带来的不利影响，电容电流反馈有源阻尼的阻尼性能被严重削弱。负阻尼区域出现在到之间，减弱了并网逆变器的稳定性和对电网阻抗变化下的鲁棒性。在电容电流反馈通道上插入一个双二阶滤波器来补偿数字控制延时带来的相位滞后，正阻尼范围可以扩展到，从而实现了对电网阻抗变化的高鲁棒性。选择了合适的离散化方法，分析了补偿后的系统稳定性。提出了一个详细的闭环参数设计流程，以获得良好的控制性能。最后，实验结果验证所提方法的有效性和参数设计流程的可行性。

摘要:针对变压器油的拉曼光谱分析通常受到噪声和荧光背景等的干扰以及谱峰位置难以识别的问题，提出了一种改进的数据处理和谱峰识别算法，用于变压器油老化评估时的拉曼光谱分析。提出一种自适应Savitzky-Golay滤波法，引入自适应窗口大小拉曼光谱数据进行去噪处理。采用改进的多项式拟合算法对去噪后的数据进行去除荧光背景处理，减小荧光背景对拟合结果的影响。通过数据点与期望的拉曼信号的接近程度为每个数据点赋予权重，以实现更准确的去荧光背景处理。利用谱峰识别技术判别变压器油的老化程度，采用大小两种尺度高斯窗口判别法来识别谱峰，并结合局部加权信噪比(local weighted signal-to-noise ratio, LW_SNR)来判断疑似拉曼谱峰的真实性。最后通过实验验证了所提算法在变压器油老化评估中的有效性。

摘要:规模化风机高频运维信息愈发呈现数据高维、类间互联、规模攀升的特点，传统人工孤岛式故障检修运维模式难以适应人机料法环一体式发展进程。针对风机全环节、全要素的主动运维要求，提出知识规则、主从设备、规范条例一体融合的风电机组运维知识图谱构建方法。利用图论文本关键词提取算法(TextRank)完成对风电专业运维文本的实体识别与关系抽取，用以提高特征词的提取精度。采用Neo4j图数据库构建风电安全管理规程图谱及风电设备运维图谱，实现多元数据的互联与可视，进而实现风电运维信息的智能化查询。应用上述方法构建了629个实体、742条关系类型的风机知识图谱。数据查询试验表明：该方法的精确率及召回率等主要指标均在89%以上，较传统数据库方法平均提升了6.5%。该方法建立了运维要求可视表达和类间任务关联。运维大数据的有效查询，将有助于节省双碳战略风电运维力量，提高运维智能化水平。

摘要:针对异步电机无速度传感器控制由于估计转子磁链不准确导致控制精度不佳的问题，提出了一种改进的混合模型转子磁链观测器设计方法。首先，介绍了常规的异步电机磁链观测方法，并借助异步电机的复矢量模型和特征函数详细分析了常规Gopinath型转子磁链观测器存在的主要问题。其次，为了解决常规磁链观测器存在的缺点，提出了一种改进的特征函数设计方法，进而得到了一种改进的混合模型转子磁链观测器。再次，基于特征函数和频率响应函数，进一步对比研究了常规Gopinath型转子磁链观测器和所提改进的混合模型转子磁链观测器的参数灵敏性。最后，利用所提混合模型转子磁链观测器的磁链观测结果和锁相环，实现了异步电机的无速度传感器控制。基于StarSim和YXSPACE-SP2000平台的对比实验结果，验证了所提混合模型转子磁链观测器的参数鲁棒性，同时也验证了所提无速度传感器控制策略的有效性。