摘要:基于模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)的柔性直流配电网具有不存在换相失败等优点。但换流器存在低惯性、弱阻尼等特性，导致故障电流上升速度快且峰值高，对系统危害极大。针对直流配电网发生单极接地故障难以准确选择故障馈线的问题，提出了一种基于拐点密集区凹凸波动特性的直流配网故障检测方法。首先，利用变分模态分解算法对各馈线零模电流进行分解，选取特征分量。然后，计算特征分量的二阶导数，选择拐点密集区并进行归一化处理，得到各馈线的凹凸波动性。最后，判定凹凸波动性与其他馈线相异的线路为故障线路。仿真结果表明，所提方法能够快速识别故障馈线，且受过渡电阻、采样频率、数据窗和噪声等因素影响小。

摘要:灾害天气下电网发生短时多重故障有可能超出保护系统预设的反应能力，一二次设备耦合影响将助推多重故障风险发展和蔓延。为此，提出了计及一二次设备耦合故障的短时风险评估方法。首先，分析了一次设备与二次设备之间的交互作用及其对电网短时运行风险的影响。其次，构建了一次设备和二次设备的故障概率模型，重点分析了一二次设备耦合故障引发保护拒动的概率。然后，结合保护系统对超预期故障的反应能力，提出了灾害天气下电网短时多重故障风险评估方法。最后，采用改造的IEEE39节点系统对所提方法进行测试。算例结果表明：受外界气象环境影响，保护系统缺陷暴露导致非期望动作使得电网多重故障风险更为严重；综合考虑灾害天气对一二次设备影响下的短时运行风险，对于发现和消除保护系统薄弱环节及制定电网降风险运行策略具有一定参考价值。

摘要:动态状态估计是监测同步发电机动态行为的重要手段，准确的动态状态估计结果对于指导电力系统安全运行与高效控制具有重要意义。从数据驱动的角度出发，提出了基于Koopman算子与卡尔曼滤波的同步发电机动态状态估计方法。该方法首先利用汉克尔动态模态分解算法从发电机动态响应数据中提取Koopman算子，进而以提取的Koopman算子为基础构建同步发电机状态空间模型，并利用卡尔曼滤波对同步发电机状态变量进行动态估计。该方法无须事先构建发电机模型及参数，实现了完全数据驱动的动态状态估计。仿真实验结果表明，在发电机模型及参数失配的情况下该方法估计精度明显高于传统以模型为基础的估计结果，具有较好的自适应性和鲁棒性。

摘要:随着柔性直流输电技术在远海风电的广泛应用，海上换流站接入远海风电场时出现了中频振荡现象，严重危害系统安全稳定运行。为此，提出了一种基于虚拟导纳的中频振荡抑制策略。首先，采用模块化状态空间法建立了海上风电场经柔直送出系统的小信号模型。然后，采用参与因子分析方法揭示了影响中频振荡的关键因素，并分析了各关键因素对中频振荡的影响特性。在此基础上，提出在柔直控制系统中添加虚拟导纳的阻尼控制策略，并基于阻尼控制器对中频、LCL振荡的差异影响划分了控制器参数的稳定域。最后，在Matlab/Simulink中搭建时域仿真模型。结果表明，所提策略在系统不同运行工况下均可有效抑制中频振荡，提高了系统稳定性。

摘要:模块化多电平变流器(modular multilevel converter, MMC)与电网间的频率耦合会影响变流器的阻抗特性，常规研究未考虑频率耦合造成的阻抗模型不准确，对分析系统阻抗特性造成了困扰。针对此问题，建立考虑频率耦合下MMC的全阶阻抗模型，进而分析系统稳定性。在此基础上提出一种基于陷波滤波器的MMC阻抗优化方案，解决弱电网互联系统的稳定问题。在分析MMC传统阻抗建模不能有效发现实际低频段振荡的原因基础上，研究频率耦合在MMC建模中的产生机理和影响程度。根据频率耦合的产生机理，建立小信号模型及变量关系，推导出频率耦合下的MMC全阶阻抗模型。依据全阶模型，提出一种基于陷波器的系统阻抗优化方案，有效解决了MMC弱网互联系统的低频振荡及稳定分析问题。仿真结果验证了耦合下MMC全阶阻抗模型的准确性及低频振荡阻抗优化的可行性。

摘要:针对配电网干扰情况下微弱故障信号特征不明显导致行波采集设备难以有效检测故障行波信号的问题，提出一种基于信号频谱特性的配电网故障行波检测方法。首先，通过分析配电网故障行波的传输特征与频率特性，建立基于波形增量比值的启动判据，对设备采样数据进行预处理，减少行波定位装置的误启动。然后，引入鲁棒性局部均值分解(robust local mean decomposition, RLMD)方法处理采样数据，滤除采样过程中的干扰信号，减少噪声信号的影响。最后，根据行波低频含量衰减较小而高频含量衰减快的性质，建立故障行波辨识判据，辨识配电网故障行波信号。仿真表明，所提方法能够有效检测微弱故障时的行波信号。

摘要:随着新型电力系统逐渐向为低碳化、高效化和智能化转型，发电和用电市场正在整合为统一的能源市场。为解决碳标签产品市场普及率低、交易市场活性不高的问题，提出基于系统动力学的碳标签产品市场均衡策略。首先，采用基于系统动力学的Stackelberg博弈模型，结合环境效用补贴机制，以买卖双方利益最大化为目标。其次，通过模拟分析和Vensim软件的支持，设计了碳标签产品消费市场存量流量图，考察环境效用、需求度、政府补贴和产品价格等因素对博弈结果的影响。然后，通过理解环境效用、需求度、政府补贴和产品价格等因素对博弈结果的影响，制定有效的策略来促进碳标签产品的普及和市场活性，为碳标签产品市场发展提供了重要的支持和决策依据。最后，根据系统动力学模型仿真结果显示，该模型能够清晰定位消费者对产品的购买偏好，并揭示出售商自主更新碳减排技术的关键影响因素，为研究碳标签产品市场的动态变化提供了新的思路。

摘要:随着新能源占比的提升，系统惯性降低、调频资源减少，系统频率稳定问题严峻。因此在新型电力系统运行方式多变的背景下，如何快速精准评估大功率扰动下系统频率安全指标显得尤为重要。其中频率最低值指标由于与多种参数存在高度非线性且无法显式表达的量化关系而难以实现快速准确预测，是频率稳定安全指标评估的研究重点。然而，目前频率最低值快速预测方法难以考虑调频备用的影响。为此，基于系统频差曲线抛物线近似的假设，对平均系统频率(average system frequency, ASF)模型进行开环解耦，进一步得出系统频率最低值时间与调速器输出功率之间的量化关系，最终实现考虑调频备用容量的频率最低值快速预测方法。该方法在小系统和ACTIVSg2000算例上的预测精度分别为99.28%和97.71%，算例结果证明了算法的有效性。该方法对频率安全约束下机组组合、频率稳定控制措施的有效性评估以及频率稳定约束下系统新能源运行承载能力评估等问题具有重要意义。

摘要:在海岛可再生能源替代与电动汽车技术大规模应用的背景下，为解决偏远海岛居民的用电需求，提出了计及需求响应的电动汽车接入海岛微电网群的优化方法。首先，根据实际监测数据集对电动汽车充电行为建模，对比多种分布形式的联合评价和指标，得到拟合较好的概率分布函数。其次，选取多个海岛构成低碳化海岛能源系统，在考虑可再生能源渗透率和用户满意度的前提下，建立了以海岛微电网群的经济性和环保效益最优为目标的微电网群优化模型，利用蜘蛛蜂优化(spider wasp optimization, SWO)算法求解。最后，以浙江某海岛群为例进行验证，算例结果表明，所提海岛微电网群优化模型能够在满足可再生能源高渗透率的场景下，有效降低系统成本，更具经济性。

摘要:针对变压器绕组变形、轻微匝间短路故障诊断准确率低的问题，提出一种变压器绕组早期故障诊断方法。首先，利用ANSYS仿真软件建立与实验变压器相关参数一致的有限元模型，分析变压器在绕组发生各种故障的漏磁场分布规律，并根据这些规律选取合适的故障特征以及光纤漏磁场传感器安装位置。然后，通过改进长鼻浣熊优化算法(improved coati optimization algorithm, ICOA)寻找残差神经网络(ResNet)的最优超参数，以此参数构建ICOA-ResNet模型，将所得故障特征量输入模型进行故障诊断。最后，通过仿真数据和动模实验验证所提出的变压器绕组早期故障诊断模型的可行性。所提模型与支持向量机等4种模型相比，在绕组早期故障诊断上有更高的准确率，表明所提方法对变压器绕组变形、匝间短路故障诊断的有效性。

摘要:针对双极性直流微电网中分布式新能源的系统功率波动、负载侧负荷频繁投切等不确定因素所引起母线电压波动问题，以基于风光互补含混合储能的双极性直流微电网为研究对象，提出一种双闭环改进型高阶滑模自抗扰控制策略。首先，依据自抗扰理论将控制系统拟合为一阶系统模型，转化为自抗扰控制系统范式。其次，设计了改进型超螺旋滑模控制器代替传统自抗扰控制中的线性控制器，引入了具有快速收敛性的级联有限时间扩张状态观测器代替线性扩张状态观测器，既能通过高阶滑模控制算法抑制抖振，又能提高对系统集总扰动的估计精度，从而利用非线性控制策略的优势改善系统动态响应过程及抗扰性能。然后，通过Lyapunov理论证明控制系统的稳定性。最后，基于Matlab/Simulink仿真软件以及搭建实验平台对3种不同控制策略进行对比验证，实验表明所提控制能够很好地抵抗扰动和提高系统的暂态性能。

摘要:针对锂离子电池剩余寿命预测精度低、泛化能力差等问题，提出基于改进粒子滤波的预测方案。首先，提出双高斯模型作为退化经验模型，拟合锂离子电池的容量退化过程。然后，通过先验知识设置退化模型的初始参数，并利用粒子滤波方法进行参数更新。针对预测过程中出现的粒子退化问题，提出高斯混合方法进行粒子重采样，拟合重采样过程中粒子复杂的非线性分布和长尾分布，保证预测结果的概率密度分布状况均匀且集中。最后在不同的数据集上进行了实验验证，结果表明所提出的改进粒子滤波方案具有较高的精度和较强的鲁棒性。

摘要:针对当前有序充电策略优化目标单一且未考虑新能源出力的现状，提出了面向光储充一体化社区的有序充电策略。首先，将降低社区负荷峰谷差作为电网层优化目标，将减少用户充电费用作为用户层优化目标，完成双层多目标有序充电模型的设计。其次，设计基于云边协同的调度架构，将电网层优化模型部署在云端侧，用户层优化模型部署在边缘侧。该架构能有效利用边缘侧的计算资源，缓解云端侧面对电动汽车大规模接入时的计算压力。最后，以5种充电场景为例进行算例分析。实验表明，与无序充电相比，所提策略能够使社区负荷峰谷差减少40.47%，充电均价减少52.63%。与单层有序充电策略相比，该策略综合效果优势明显，在保障配电网安全稳定运行的同时，兼顾电动汽车用户的经济利益。

摘要:单一模型在进行超短期负荷预测时会因负荷波动而导致预测精度变差，针对此问题，提出一种基于深度学习算法的组合预测模型｡首先，采用变分模态分解对原始负荷序列进行分解，得到一系列的子序列。其次，分别采用双向长短期记忆网络和优化后的深度极限学习机对每个子序列进行预测。然后，利用改进Q学习算法对双向长短期记忆网络的预测结果和深度极限学习机的预测结果进行加权组合，得到每个子序列的预测结果。最后，将各个子序列的预测结果进行求和，得到最终的负荷预测结果。以某地真实负荷数据进行预测实验，结果表明所提预测模型较其他模型在超短期负荷预测中表现更佳，预测精度达到98%以上。

摘要:5G与边缘计算等信息基础设施海量部署造成运营商用电成本上升，需推动边缘网络与电网的能量互动以节能降本。现有研究重点关注边缘网络参与日前经济调度，未考虑可再生能源和网络流量双重随机性造成的网络能量供需不平衡问题。针对强随机环境下的网络负荷管理问题，提出面向虚拟化边缘网络的能量实时管理策略。首先，以网络用能成本最小化为目标，构建联合网络资源管理、储能充放电与能量共享模型。其次，针对未来网络信息未知无法直接求解的问题，提出基于随机对偶次梯度法的在线管理策略。然后，针对资源共享涉及运营商隐私问题，提出全分布式的计算资源与能量协同共享算法。最后，仿真验证表明，所提在线算法在无需先验知识的前提下有效减少了5G边缘网络的用能成本。

摘要:广西电网有限责任公司电力科学研究院，广西 南宁 530023

摘要:高压直流输电系统因具有输送容量大、能耗低且能实现电力系统非同步互联等优势而得到广泛应用，其可靠性分析可为系统提供重要的运维及决策依据。因此，围绕现阶段国内外高压直流输电系统可靠性分析方法进行了归纳总结。首先阐述了传统直流输电、柔性直流输电系统的组成差异，并对输电系统常用的可靠性指标作了相应归纳。其次，从统计法、手册法、状态空间法及其他方法等层面出发，分别对高压直流输电系统可靠性建模的基本原理及研究现状进行了分析，对各类方法的优缺点进行了对比，并探讨了柔性直流输电系统在可靠性分析方面存在的新挑战。最后，针对当前研究中存在的不足，对高压直流输电系统可靠性分析方法进行讨论与展望。