摘要:为了解决现有泰勒展开仿射潮流的仿射系数求解问题，提出了考虑相关性的配电网切比雪夫仿射潮流计算方法。首先利用切比雪夫多项式来构造仿射算子，在输入区间变量范围内抽取若干个内插值点来求解仿射系数，以此建立切比雪夫仿射模型。根据切比雪夫仿射模型建立待求变量的仿射形式，并将待求变量的仿射形式代入到原始潮流方程中，重构潮流方程，得到关于待求变量噪声元的仿射优化模型。采用混合盒式-椭球集合描述分布式风电出力的相关性，通过坐标变换将混合盒式-椭球集合转换为新的仿射约束嵌入仿射优化模型中进行联立求解。通过2个配电网的算例仿真结果表明，所建立模型与泰勒展开仿射模型相比，具有更高的计算精度和效率，并且更适合于较大波动区间下的区间潮流分析场景。同时混合盒式-椭球集合可以很好地反映不同相关性水平对计算结果的影响。

摘要:我国直流地铁系统大多采用钢轨进行回流，因钢轨对地无法实现完全绝缘，部分回流电流泄漏将形成杂散电流。杂散电流入侵城市电网将导致电磁式电流互感器传变误差增大，甚至造成铁芯饱和、二次电流畸变等不利影响。现有研究普遍基于恒定直流影响下的电流互感器传变特性展开分析，并不能准确刻画杂散电流低频正负交变、随机波动的特性以及其对电流互感器传变特性的影响。因此，将杂散电流等效为直流与各低频分量的叠加；结合电流互感器等效电路模型建立微分方程组，推导了电网暂稳态下杂散电流对电流互感器传变特性的影响机理、影响规律及影响因素，并通过仿真分析进行对比验证。结果表明，杂散电流长期作用将引发电流互感器直流偏磁，增大一、二次侧电流幅值差与相角差。杂散电流频率越低、幅值越大，电流互感器饱和程度越深，二次侧电流畸变越严重。

摘要:基于多源自适应换相换流器(multi-source self-adaption line commutated converter, SLCC)的直流输电系统在交流故障下利用静止同步补偿器(static synchronous compensator, STATCOM)补偿无功功率抑制换相失败。然而在严重交流故障下即使达到补偿容量上限仍存在换相失败问题，因此，提出一种基于STATCOM补偿换相电流的抑制方法。首先，分析SLCC直流输电系统拓扑结构和控制策略。其次，通过分析SLCC换相过程发现LCC换相电流由交流电网和STATCOM共同提供。基于此提出通过控制STATCOM输出电流对LCC换相电流进行补偿从而加快换相过程，减小换相重叠角以抑制换相失败。相较于基于无功功率补偿控制方法，所提方法在同样STATCOM容量下换相失败抑制效果更优。最后，基于PSCAD仿真平台搭建了SLCC直流输电系统模型。仿真结果表明，所提方法能有效提升SLCC抵御换相失败的能力。

摘要:为应对高比例分布式能源接入对港区能源和多主体利益结构的改变，提出一种面向多利益主体的港区电能双层协调优化策略。首先，介绍了港区能源系统架构，分析了各利益主体间的协调博弈过程。其次，建立了港区电能双层协调优化调度模型。上层主体为政府，通过制定合理的碳税政策实现下层整体成本的最小化。下层主从博弈的主体为港口集团和船东，港口集团为领导者，船东为跟随者。通过调整电能供需量来实现成本最小化，在供需平衡时达到博弈均衡。然后，分析了主从博弈模型的均衡条件和双层协调模型的具体求解方法。最后，通过算例对比分析了3种方案，验证了所提方法的经济性和环保性，为制定合理的“电能调度-碳税制定-岸电定价”策略提供了可靠建议。

摘要:针对LLC谐振变换器宽范围运行与高效率难以兼顾，以及采用传统控制器进行环路设计时动态性能不佳、抗扰性能较差的问题，提出了一种混合调制LLC谐振变换器的效率优化控制策略。首先，分析变换器在变频控制和移相控制下的增益与软开关特性，设计了混合调制的控制方式。其次，提出了一种基于低通滤波器的改进自抗扰控制器，降低了扩张状态观测器的测量噪声，提高了系统的抗扰性能。然后，对变换器各部分的损耗进行分析，构建了效率优化模型，提出了一种基于山瞪羚算法的效率优化方法，实现了混合调制的效率最大化。通过对最优调制参数进行曲线拟合，降低了设计控制环路的复杂度。最后，搭建了实验平台进行理论验证，实验结果验证了所提效率优化方法和控制策略的有效性和可行性。

摘要:电动汽车在实施需求响应、调节电力负荷方面具有巨大潜力。但现有方法主要依赖价格调控和负荷基线，响应目标单一，未充分考虑用户个性化需求及系统不确定性，难以实现理想的用户激励效果。为此，提出基于电碳负荷准线的电动汽车需求响应优化方法。首先，考虑不同节点的停车需求差异及用户充电随机性，并引入动态碳排放因子，构建电动汽车节点电碳耦合需求响应模型。其次，提出负荷准线双目标博弈滚动优化框架，构建负荷准线日前日内滚动优化模型，并通过配电网与电动汽车用户间的双目标主从博弈，精确测算响应结果以设定合理的负荷准线。然后，提出联合博弈优化算法，在降低计算复杂度与缩短迭代时间的同时，确保全局最优解及总体求解效果。算例分析表明，该方法在优化配电网电碳平衡的同时，有效降低了用户响应难度，确保响应后结果符合双方利益，为精准负荷准线设定提供参考。

摘要:针对逆变器开路故障，提出了一种基于GAF-RP-LSTM-Transformer的三支路异构融合的诊断方法。首先，采用互补集合经验模态分解与相位随机技术(complementary ensemble empirical mode decomposition with phase randomization technique, CEEMD-PRT)算法处理逆变器输出电流信号，提取局部故障特征。并通过格拉姆角场(Gramian angular field, GAF)和递归图(recurrence plot, RP)变换将一维时序信号转换为二维图像，充分利用时序信号中的全局趋势特征(GAF)和非线性动力学特征(RP)。为弥补传统一维特征提取在空间相关性表征上的不足，利用长短期记忆(long short-term memory, LSTM)网络提取时序数据的动态特征，利用GAF-RP-Transformer双支路模型提取二维图片的空间特征。为实现一维时序特征与二维空间特征间多维信息的融合，提出了全新的异构特征融合模块，通过多模态图像的互补性，增强模型对故障细微差异的捕捉能力。实验结果表明，所提模型在测试集上的分类准确率达到99.3%，显著优于其他对比模型，并能在不同噪声干扰下保持较高的诊断准确性。特别是在30 dB和20 dB噪声下，准确率下降幅度较小，表明该方法具有较强的鲁棒性。仿真验证了GAF-RP-LSTM-Transformer三支路异构融合模型在逆变器故障诊断中的有效性与优越性。

摘要:针对风电齿轮箱故障诊断数据存在时序性和单通道模型难以有效提取复合故障特征信息的问题，提出一种基于改进正交卷积胶囊网络(orthogonal convolutional capsule network, OCCN)和双向长短期记忆神经网络(bi-directional long short-term memory, BiLSTM)融合的故障诊断方法。首先，对原始信号进行预处理。其次，将经过预处理操作后的信号输入构建的OCCN-BiLSTM双通道模型中，分别提取复合故障特征的空间特征、时域特征。最后将提取的时空特征通过交叉注意力机制进行特征融合，输入到全连接层中进行信号的分类，实现风电齿轮箱智能故障诊断。试验结果表明，所提诊断方法可有效实现风电齿轮箱智能故障诊断，其在测试集上的准确率达到99.53%。

摘要:针对T型三电平逆变器传统空间矢量脉冲宽度调制方法存在的中点电流不可观测区域问题，提出了T型三电平逆变器混合脉冲宽度调制相电流重构策略。首先，该策略分析了中点电流的采样机制以及不可观测区域的形成机理，并依据最小采样时间对不可观测区域进行分类。其次，基于伏秒平衡和合成零矢量原理，通过在不可观测区域插入不同的补偿电压矢量，从而对可观测电压矢量的可观测时长进行补偿。同时，该策略调整了原有的开关序列，以抵消补偿电压矢量的作用效果，进而确保目标电压矢量的大小和方向维持不变。最终，该策略消除了中点电流的不可观测区域，实现了中点电流的稳定、准确检测。实验结果表明，所提方法能够实现三相电流的完全重构，相电流总谐波畸变率低于3.30%。

摘要:针对柔直系统故障后盲目重合闸造成二次过流冲击及故障恢复期间电流波动导致恢复缓慢问题，提出一种基于多端口断路器的柔直配电系统故障性质辨识与恢复方案。首先，分析了集成多功能潮流控制模块的多端口断路器拓扑结构，通过合并功能相同与结构相似的冗余单元，提升设备集成度与经济性。然后，通过控制该模块向故障线路主动注入电流信号辨识故障性质，并构建动态权重可自适应调整的加权组合判据，提高辨识可靠性。故障恢复阶段利用模块自身潮流控制能力削减线路两端换流站出口电压差产生的暂态电流冲击，同时提升系统恢复后对于潮流变化的动态响应能力。最后，在PSCAD/EMTDC建立环状柔直配电网模型进行仿真分析，验证所提方案具有故障辨识可靠性高、功能集成度好、适用场景广泛等优点。

摘要:在新型电力系统复杂工况下，以策略表为主体、通过“离线仿真、在线匹配”的预案式频率稳定控制方案存在较高失配风险，甚至因调控失当引发二次冲击，严重威胁电力系统的安全稳定运行。提出一种计及预案式失配冲击的响应驱动频率稳定紧急切负荷策略。该策略动作在预案式控制之后，是对预案式控制的有益补充，能够有效提升系统频率稳定性。首先建立了基于系统频率响应(system frequency response, SFR)模型辨识的频率稳定切负荷量计算方法。提出了基于频率稀疏量测的SFR模型辨识方法，在此基础上建立了含稳定控制的SFR模型，根据频率稳定控制目标迭代求解切负荷量。其次，建立了基于Transformer网络的频率控制敏感点挖掘模型，通过分析关键发电机母线节点频率时序值和频率控制敏感点的映射关系，实现响应驱动的频率控制敏感点在线挖掘。最后，按照敏感点排序快速分配控制措施总量，构建频率稳定紧急控制方案。在某实际交直流混联万节点仿真系统验证了所提方法的有效性。

摘要:电力输电设备覆冰不仅会增加绝缘子表面的负荷，还会导致电弧击穿和绝缘失效等严重问题，威胁电力输送的可靠性与安全性。传统的人工观察、图像处理的边缘检测和基于支持向量机(support vector machine, SVM)的方法受限于复杂的环境和不稳定的气象条件，难以满足实时监测和精确分类的需求。为此，提出了一种基于多模态改进残差网络的深度学习模型。该模型结合图像特征、覆冰图像的纹理特征以及气象数据3种模态，通过特征层融合提升覆冰类型分类的准确性。首先对覆冰图像进行去雾处理，利用基于暗通道先验的改进型去雾算法去除雾霾干扰，显著提升图像的清晰度和对比度。然后，通过灰度共生矩阵(gray-level co-occurrence matrix, GLCM)提取去雾后图像的纹理特征，并结合改进的残差网络(residual network, ResNet)对纹理特征和图像特征进行处理，以全面捕捉覆冰图像中的细微结构和表面特性。接着，构建包含温度、湿度、风速的气象信息数据集。最后，将图像特征、纹理特征与气象特征相结合，形成融合多模态特征的深度学习模型。通过现场实际工况下的绝缘子覆冰样本的训练和测试，算法对覆冰类型识别的准确率达到92.9％，验证了去雾技术与融合多模态特征的深度学习模型在提升覆冰类型识别精度方面的有效性。

摘要:随着当前电力系统的发展，短路电流超标问题显著，单一限流措施难以满足系统安全运行要求。为此，提出一种基于短路电流约束学习的机理-数据驱动电力系统优化运行方法。首先，为面对电力系统中复杂的运行方式，提出线路投切、母线分段与机组启停的组合限流措施。其次，针对多层感知器(multi layer perceptron, MLP)模型学习拓扑变化时能力有限的问题，提出了一种基于One-hot编码的拓扑特征增强方法，以提升模型对限流措施的适应能力。再次，提出短路电流安全距离概念，以量化不同限流措施对短路电流约束的违反程度，并进一步采用大M法处理MLP的前向传播公式，建立基于数据驱动建模的短路电流约束。最后，以机组运行和拓扑调整总成本最小为目标，并考虑电网运行约束、N1约束与短路电流约束，建立基于短路电流约束学习的机理-数据驱动电力系统优化运行模型。并通过算例验证所提模型的有效性。

摘要:为解决在二次设备故障诊断过程中小样本数据对模型判别准确率存在较大影响的问题，构建基于条件变分自编码器(conditional variational autoencoder, CVAE)与改进卷积极限梯度提升(convolutional extreme gradient boosting, ConvXGB)模型的二次设备小样本故障诊断方法。首先，梳理二次设备故障类型与故障特征信息，形成故障信息特征集。其次，利用CVAE对特定小样本数据进行数据增强，形成平衡数据集，并通过主成分分析法与t-SNE算法对CVAE的潜在空间进行降维可视化处理。最后，引入自注意力机制，在ConvXGB模型激活函数层后添加压缩与激励网络模块，对数据特征进行重新学习，实现特征权重的自适应分配，完成对故障信息的特征提取与故障类型的诊断。算例分析表明，所提方法在不平衡数据集下，训练集与测试集准确率分别为98.86%和97.75%，能够很好地解决小样本数据的影响，实现二次设备故障类型的快速准确诊断。

摘要:针对多能微网运行过程中面临的氢能利用单一、源荷不确定性等挑战，提出了一种基于深度强化学习的考虑燃气动态掺氢的多能微网低碳经济调度方法。首先，构建燃气掺氢比及热电比动态可调的氢能多元化利用结构，提升系统运行灵活性。然后，建立考虑阶梯型碳交易机制的多能微网低碳经济调度模型，将其转化为随机环境下的强化学习框架，设计基于超限截断保障下的动作空间，确保智能体动作在安全范围内。最后，采用双延迟深度确定性策略梯度算法对调度问题进行求解，实现多能耦合约束下智能体对不确定因素的自适应响应。算例结果表明，所提方法能够有效处理源荷不确定因素，降低系统运行成本及碳排放水平。

摘要:针对重力储能并网系统物理机理不清晰、建模仿真技术不成熟等问题，提出了一种包含重力储能机械部分、永磁同步电机及并网变流器的建模仿真方法。首先，基于重力势能与电能的转换原理，构建重力储能的能量流动模型、运动学及功率模型，量化充电与放电状态下的能量损耗与功率动态特性。然后，建立永磁同步电机在dq坐标系下的数学模型，针对机侧变流器设计零d轴电流控制方案，针对网侧变流器设计电网电压定向矢量控制方案，实现电机转矩和并网功率的精准调控。最后，利用MATLAB/Simulink平台搭建重力储能并网系统仿真模型。仿真结果表明重力储能系统输出功率能够准确跟踪电网需求功率的变化，并网电压电流波形正弦度高，电机转速和转矩响应快速，验证了所提重力储能并网系统建模仿真技术的有效性。