摘要:针对高比例风电接入引起的系统备用容量不足问题，提出了一种考虑线路灵活性承载度的储能备用容量多目标优化配置方法。首先，引入了线路灵活性承载度的概念，构建了储能备用容量多目标优化配置模型。其次，针对所构建的多目标优化模型，提出了一种改进规格化法平面约束法进行求解，避免了Pareto解集中包含局部支配解的情况。最后，在修改的IEEE39节点系统中进行算例分析，结果表明所提方法不仅可以有效缓解由高比例风电引起的备用不足问题，而且可以为系统备用留出足够的输送空间。

摘要:为解决传统双有源桥(dual active bridge, DAB)变换器在宽输入电压工况下无法同时实现零回流功率和全局软开关的问题，提出了一种基于LCL-T谐振型DAB变换器的改进三重移相(improved triple-phase-shift, ITPS)调制策略。首先，对LCL-T谐振型DAB变换器的功率传输特性和软开关特性进行分析，推导出不同电压转换比下无回流功率的控制量表达式。然后，利用LCL谐振网络的对称特性和考虑开关管寄生电容影响下的零电压开关(zero voltage switching, ZVS)约束条件，推导出全工况连续、形式统一、计算量小的ITPS调制控制量表达式，并对调制轨迹进行优化。最后，设计了一台1 kW的实验样机进行调制策略有效性的验证。实验结果表明，与传统调制策略相比，ITPS调制策略具有较宽输入电压范围、无回流功率及全局软开关的优势。

摘要:针对新能源场站送出线路故障时因短路电流受限及频率偏移导致的传统保护性能下降问题，提出一种新型纵联保护判据，该判据基于经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)提取本征模态函数分量(intrinsic mode functions, IMF)，并利用Kendall相关系数进行故障识别。首先分析了传统纵联保护与现有相似度算法的适用性。在此基础上，对线路两端故障电流进行经验模态分解，并利用Kendall相关系数分析其分解信息的相似度，以揭示其中蕴含的故障特征。其次，深入分析区内外故障时各阶IMF分量Kendall系数的差异，据此评估不同分量的故障表征能力。最终，通过赋予各分量差异化权重，构建一个融合电流幅值、相位及极性特征的综合相似度保护判据。仿真结果表明，该方法能够不受新能源故障电流特性的影响，正确判别新能源场站多种故障场景下区内外短路故障，具有动作时间短、准确性高、适应性强的优势。

摘要:针对交直流混联系统暂态电压安全与控制问题，提出一种融合暂态电压安全性与网络拓扑特征的无功电压分区方法。首先，定义了反映故障期间电压恢复能力和时间裕度的暂态电压安全性指标以及表征系统拓扑的短路阻抗，并据此分别构建了暂态电压特征距离与短路阻抗距离。然后，基于上述两种距离，分别形成了两套初始分区方案。同时，筛选出两套方案中均被分到同一区域的节点群，形成独立区域(共识区域)，而未能达成共识的节点则各自形成独立区域，从而形成了一套融合双重特征的初始分区方案。其次，采用改进层次聚类法，以区域间暂态电压特征距离最小为准则，在分区原则约束下逐步聚合初始分区中的高相似区域。最后，通过最大化模块度指标自适应确定最优分区结构。在改进的IEEE39节点系统中验证了所提方法的有效性。

摘要:随着特高压直流输电和新能源的持续发展，受端电网中交流-直流-新能源耦合关系日益复杂，单一交流故障处理不当容易引发系统性连锁故障，严重威胁受端电网安全运行。为揭示受端电网连锁故障演化机理，首先推导直流换相失败、新能源高/低电压穿越及脱网、直流闭锁等关键事件的因果联系。其次，分析了不同联络线阻抗和换相失败预防(commutation failure prevention, CFPREV)控制下直流换相失败对新能源低电压穿越的影响。最后，基于因果关系揭示了受端电网连锁故障演化机理和路径。基于PSCAD/EMTDC搭建了复杂受端电网模型，通过典型连锁故障仿真算例，验证了受端电网连锁故障演化路径与机理分析的正确性。

摘要:现有配电网韧性评估多从负荷损失的总量或比例出发，这种评估范式无法反映出负荷损失造成的城市社会功能损失。为此，面向城市社会功能的灾时需求，计及供水-配电-供气的运行耦合，考虑地震灾害的不确定性，提出了一种地震灾害下的配电网韧性评估方法。首先，从水电气供给充裕度、建筑物损毁严重度和城市社会功能需求紧迫度3个维度，综合评估地震灾害场景下的城市社会功能损失。其次，以城市社会功能损失最小为目标，计及配水-配电-配气网之间的耦合约束及各自的运行约束，构建配电网负荷削减模型，优化地震灾害场景下的水电气供给以最大化满足城市社会功能需求。最后，考虑震级大小与空间分布的不确定性，以城市社会功能损失期望为指标评估地震灾害下的配电网韧性。算例结果表明，所提方法能够克服现有“电力电量损失”评估的不足，更准确地刻画配电系统对城市社会功能的核心支撑作用，有效提升地震灾害下的城市社会功能水平。

摘要:针对高比例分布式电源接入配电网引发的电压越限问题，提出了一种融合模块化动态分区与雪消融优化算法(snow ablation optimization, SAO)的协同电压控制策略。首先，阐述了有源配电网的动态分区准则，引入了基于灵敏度的电气距离分区法，建立了考虑模块度、灵敏度和集群电压自治能力的动态分区评价体系。其次，构建了有源配电网电压优化控制目标函数，采取SAO算法实现优化模型高效求解。最后，采用了改进的IEEE33节点配电系统展开仿真分析，通过与传统聚类分区方法、经典粒子群算法进行定量对比，验证了所提方法的先进性和适应性。结果表明：所提方法可保障集群功率分配更趋于平衡，有效地提升节点电压稳定性且降低了配电网网损。

摘要:间谐波干扰会导致同步相量估计算法的精度显著降低。随着电力电子元件的广泛接入，间谐波干扰已成为制约同步相量估计算法精度提高的关键瓶颈之一。针对此问题，提出了一种基于矩阵束频率跟踪的动态同步相量估计算法。该算法基于矩阵束进行频率跟踪，引入阈值筛选奇异值以抑制噪声并提取频率成分。然后，基于泰勒级数模型及相量对称特性，动态估计相量参数。最后，通过迭代降低负频分量的干扰以提高估计精度。仿真结果表明，所提算法能够实现基频的快速跟踪与同步相量参数的高精度估计，在含间谐波的场景下可有效抑制间谐波干扰。算法完全满足IEEE/IEC 60255-118-1标准中测量类(M类)相量测量单元(phasor measurement unit, PMU)的性能要求，且在多数场景下满足保护类(P类)PMU标准。

摘要:新能源并网线路发生接地故障时，新能源电源故障电流弱馈及强受控特性将导致距离保护性能下降。针对新能源并网线路经过渡电阻接地故障常用工频量距离保护灵敏度不足，常规时域距离保护可靠性低的问题，提出一种适应单相接地故障的基于阻抗补偿原理的时域距离保护方法。首先，通过构建时域等式实时求解故障点等效过渡电阻阻值。然后，建立附加阻抗与等效过渡电阻联系，并据此得到精确的阻抗补偿模型，形成阻抗补偿时域距离保护判据。最后，基于PSCAD/EMTDC仿真实验，验证了所提方案在保证可靠性的前提下，显著提升了距离保护经过渡电阻故障时的灵敏度，可以较好地适用于新能源经交流线路送出的场景。

摘要:针对双极柔性高压直流系统阀交流侧接地故障产生的故障电流无过零点的问题，分析了故障端换流器闭锁后故障端和非故障端故障电流的特征，推导了解析表达式，得到了非故障端判断对侧接地故障的判据及保护方案。由于反向穿越零点的电弧电流有利于交流断路器弧隙介质绝缘能力的恢复，分析了故障后降低直流电压对阀交流侧故障电流反向穿越零点的影响，提出了非故障端退出运行后故障端直流侧非接地极经电阻接地的保护方案，推导了限流电阻与阀交流侧故障电流的表达式。最后在PSCAD/EMTDC平台上进行了仿真计算，结果表明，通过非接地极经电阻接地的方式不仅可以使换流变压器阀侧故障电流反向穿越零点，还可以避免换流变压器出现三相短路的情况。

摘要:数据驱动型算法可有效降低配电网多重随机性及噪声干扰对高阻故障检测阈值的影响，但由于模型“黑箱”特性致使其可解释性不足。为此，提出一种基于时间卷积网络(temporal convolutional networks, TCN)的配电网高阻接地故障检测及可解释性分析方法。首先，利用改进自适应噪声完备集合经验模态分解对零序电流进行分解与重构，过滤噪声干扰的同时增强故障特征表达。其次，构建TCN对处理后的波形进行时序特征提取，提升模型对高阻故障及典型扰动工况的识别能力。然后，构建分数加权的类激活映射方案对模型的检测依据展开分析，结合波形关键区域的归因指标刻画高阻“零休”特性与模型决策关注区域的匹配度，提升模型可解释性。最后，在MATLAB/Simulink仿真模型及真型试验场数据的基础上，进一步验证了所提方案的有效性和可靠性。

摘要:高比例光伏接入使配电网络暂态特性复杂化，导致传统方法在高阻抗故障诊断与定位时存在特征提取不充分、拓扑关联性不强的问题，进而影响准确性。鉴于此，提出一种基于斑马优化(zebra optimization algorithm, ZOA)多元变分模态分解(multivariate variational mode decomposition, MVMD)结合Teager-Kaiser能量算子(teager-kaiser energy operator, TKEO)多特征融合时空图卷积神经网络(spatio-temporal graph convolutional network, STGCN)的光伏配电网高阻抗故障诊断与定位方法。首先利用MVMD处理多变量信号，以有效融合多维数据并充分挖掘故障特征，此外采用ZOA对MVMD参数优化，进一步提升特征提取效果。其次通过TKEO增强MVMD最高频本征模态分量，捕捉瞬时能量变化。最后构建多特征融合向量输入STGCN，通过长短期记忆层提取时序动态特征，结合图卷积神经网络挖掘节点间空间拓扑关系，实现时空特征联合建模。在IEEE33节点系统上进行了仿真测试，结果表明相较于传统方法，所提方法在光伏配电网高阻抗故障诊断与定位方面具有更高精度。

摘要:随着电网规模的扩展和新能源渗透率的提高，电力系统频率稳定问题已成为当前研究的重点。紧急切负荷是应对电力系统频率失稳的有效控制手段，但传统紧急切负荷控制采用离线整定-在线匹配模式已难以适应复杂多变的故障场景。提出一种基于深度强化学习的紧急切负荷在线决策方法。首先，提出基于马尔可夫决策过程(Markov decision process, MDP)的紧急切负荷决策建模方法，同时采用分支竞争Q网络(branch dueling Q-network, BDQ)应对高维切负荷决策空间。其次，针对传统强化学习训练中时间与计算成本高昂的问题，通过解耦样本采集与模型训练环节，采用预生成经验池驱动的集中训练策略，实现智能体的高效训练。最后，基于10机39节点系统的算例验证表明，所提算法在决策有效性上较传统强化学习方法提升4.94%，训练所需时间仅为传统方法的8.82%。

摘要:为解决大规模交直流混联电网中输电断面的输电能力瓶颈问题，消纳送端更多的新能源出力，可通过在系统中合理配置可控串补(thyristor controlled series compensation, TCSC)和静止同步补偿器(static synchronous compensator, STATCOM)。基于此，考虑新能源出力的不确定性，以最小化年等值投资成本、最大化断面输电能力和新能源消纳容量作为优化目标，建立了大规模交直流混联电网中TCSC和STATCOM的多目标鲁棒优化配置模型。首先，采用凸松弛技术将原混合整数非线性规划模型转化为混合整数二阶锥约束规划模型，以提高模型求解的计算效率和所获得优化解的质量。然后，采用规格化法平面约束法将多目标鲁棒优化模型转化为一系列单目标鲁棒优化模型，再采用列与约束生成算法将单目标模型分解为主问题和子问题交替迭代求解，以得到在新能源场站最大可获得出力不确定波动的最恶劣情况下多目标优化模型的一系列Pareto最优解集，并采用熵权法确定出多目标折中最优解。最后，以修改的IEEE39节点系统和某实际大规模交直流电网为例进行计算，结果验证了所提模型和算法的有效性。

摘要:随着风电渗透率的不断提高，电力系统的功率波动性和不确定性显著加剧，传统暂态稳定评估方法在精度和效率方面均面临严峻挑战。为此提出一种改进一维注意力卷积神经网络(CNN-Attention, CNNA)的暂态稳定评估模型。首先，充分发挥CNNA的特征提取与重点时序捕捉能力，引入残差块以改善模型的梯度消失问题，并结合维纳滤波技术抑制样本噪声干扰。其次，基于功角稳定与电压稳定联合判据设计暂态稳定评估流程，并建立相应的评价指标体系。最后，通过PSASP软件仿真实验对IEEE39和IEEE118含风力发电机组节点系统进行了算例验证。结果表明所提方法在不同噪声、风机工况下均保持较高的准确率，能有效降低“误判稳定”风险，对失稳状态具备较高的识别能力。

摘要:新能源通过柔直换流站(modular multilevel converter-based high-voltage direct current, MMC-HVDC)送出的汇集线路发生短路故障时，由于线路两侧电力电子电源提供的短路电流相互耦合，故障特性随机变化，难以准确计算，保护整定配置困难，亟待提出新的短路电流分析计算方法。现有的短路电流计算方法未充分考虑新能源与柔直换流站之间的耦合影响，难以保证暂态阶段的计算精度。针对上述问题，采用线性分区思想解决新能源侧对柔直换流站的耦合影响，提出序导纳代换的数学方法实现对故障点电压的间接解析。根据电流与电压映射关系解析计算柔直侧的故障电流。基于硬件在环实验平台，搭建了新能源汇集系统接入柔直换流站的测试系统。对比不同故障场景下所提方法与传统方法的计算误差，结果表明所提方法的计算误差均小于5%，验证了方法的有效性。

摘要:当前配电网智能终端部署存在感知终端配置覆盖水平不足与重复部署共存的问题，且“一台区一终端”尚未实现，缺乏智能配电终端配置标准，导致运维工作量增加。对此，提出了面向智能配电网计算推演的终端部署优化方法。首先，提出“最小化精准采集 + 数字系统计算推演”的智能终端部署优化方法，通过优化终端部署、强化专业协同、深化数据应用的“三措并举”策略，制定面向智能配电终端部署的差异化配置策略。然后，基于上述部署优化方法提出了面向智能配电网的计算推演方法，通过建立基于智能终端的配电网计算推演流程，提升配电网智能化水平，支持分布式能源、储能和电动汽车的发展。最后，通过仿真实验证明了所提方法的有效性。