摘要:新型电力系统是电力行业推进“双碳”目标的重要物质基础，也是构建我国清洁低碳、安全高效能源体系的关键环节。在新型电力系统构建过程中，高渗透率的可再生能源和高比例的电力电子设备的广泛接入在扰动失稳和低频/次同步振荡等方面对电网运行的安全造成了极大的不确定性。增强电力系统的安全稳定运行是传统电力系统向新型电力系统过渡阶段的重大技术挑战，也是提升高比例新能源并网消纳的关键基础。

摘要:电力弹簧（ES）对大量可再生能源发电并网引起的电压波动具有抑制作用，但其只能在一个确定的系统电压波动范围内工作，当系统电压波动较大时，ES存在越限失效的风险。因此文中首先分析了ES的稳态运行范围以及越限失效机理；其次分析了关键负载目标电压值变化对ES运行范围的影响；然后基于ES的二端口阻抗模型，提出一种系统电压越限后关键负载目标电压计算方法，优化系统电压越限后的关键负载目标电压，有效扩大ES的运行范围；最后搭建了三相ES仿真模型，验证了所提方法处理ES越限问题的有效性。

摘要:针对大规模风电机组接入电力系统导致电网强度变弱，引起直流电压时间尺度的不稳定问题，文中研究了弱交流电网下双馈风机（DFIG）的稳定性极限。首先，研究DFIG注入电网的有功功率、端电压与转子dq轴电流间的关系以及稳定性极限的物理约束，并进行灵敏度分析，总结有功功率对转子d轴电流的灵敏度的变化规律；然后，建立连接弱电网的DFIG的小信号模型，通过特征根轨迹分析，研究DFIG控制环路的动态行为对其稳定性极限的影响。结果表明，在极弱电网情况下，等阻尼降低锁相环（PLL）带宽或提高端电压环带宽可提高稳定性极限；若不考虑动态无功支撑，DFIG的稳定运行功角限制在50°左右，若考虑所有控制环路的动态过程，DFIG的运行功角极限约为60°。

摘要:与传统电力系统相比，新型电力系统正逐渐演变为直流和新能源高渗透的低惯量电力系统，负荷侧惯量占比逐渐升高。异步电机在负荷侧占比较高，须进一步研究其在惯性时间尺度下的频率支撑作用。为评估惯性时间尺度下异步电机的等效惯量，文中建立机械暂态下异步电机小信号模型，推导出其有关异步电机消耗功率和系统频率偏差的传递函数；同时文中推导出异步电机对电力系统的有效惯量并分析异步电机对电网呈现惯量的时变特性。根据惯量响应阶段频率具备支撑能力这一思路，分析异步电机惯量频率响应的影响因素，构建异步电机等效惯量评估模型，量化动态负荷的惯量频率支撑能力。最后在Matlab/Simulink和PSASP平台中搭建仿真模型，验证了所提评估模型和方法的正确性和有效性。

摘要:随着电网规模的持续扩大，串补长距离输电系统引发的次同步振荡现象频现。因此，为探析串补输电系统失稳的深层原因，文中基于开环模式谐振理论，提出一种串补输电线路引发次同步振荡的开环模式谐振分析方法，建立直驱风电场外接串补输电线路的小信号模型，通过开环模式谐振分析方法研究了串补线路和直驱风电场之间的动态交互作用。结果表明：串补主导的开环次同步振荡模式与风电场主导的开环次同步振荡模式在复平面上靠近时，系统的闭环稳定性将会下降；运用残差理论能成功预测开环模式谐振条件下闭环模式的位置，而改变风机参数或调整串补度可以规避动态交互的发生。文中通过算例系统验证了上述理论分析的正确性，证明了直驱风电场通过串补输电线路进行输电时存在一定的失稳风险，能在一定程度上为串补输电系统的参数整定提供借鉴。

摘要:近年来，风电并网系统次同步振荡事故在全球多地均有报道发生，严重威胁了电力系统安全稳定运行。由于风电机组单机容量较小，一个风电场内通常具有数十台甚至数百台风电机组，造成风电场模型阶数高，风电机组之间耦合复杂，合理有效地对风电场进行等值建模，是研究风电并网系统振荡机理、特性与抑制的基础。文中在现阶段对风电接入引发电力系统次同步振荡原因认识的基础上，分析了现有较为成熟的风电场动态等值方法用于风电并网系统振荡稳定性分析的优势与不足，总结了现有风电场动态等值研究成果中的遗留问题，以期为未来针对风电汇集系统小干扰等值与风电并网系统次同步振荡展开进一步研究提供参考和借鉴。

摘要:针对直流微电网中分布式电源出力不稳定、参数摄动以及负载波动等问题，文中以三相AC/DC换流器为主体，提出了一种具有强抗扰能力的改进自耦比例积分（ACPI）母线电压跟踪控制方法。首先，将直流微电网内部动态和外部扰动的不确定性定义为一个总和扰动，从而使非线性不确定系统映射为未知线性系统；其次，构建了一个在总和扰动反相激励下的受控误差系统，据此设计了基于改进自适应速度因子的ACPI控制器模型，有效抑制了母线电压波动，提高了系统的动态响应速度；最后，理论分析了ACPI闭环控制系统的鲁棒稳定性和抗扰鲁棒性，并搭建了仿真模型进行验证。针对不同工况下直流母线电压跟踪的仿真结果表明，文中控制方法响应速度快，抗扰能力强，对于直流母线电压波动具有良好的稳定效果。

摘要:通过配置储能可解决高比例可再生能源并网时的弃电和功率波动问题，但现阶段储能成本较高，难以大规模推广应用，且现有研究在进行储能规划时，多聚焦于单一季节下的储能最优容量，忽略了风电、光伏出力季节性波动对储能规模的影响。为解决上述问题，文中提出一种考虑可再生能源出力和负荷需求季节性波动的储能优化配置方法。采用等效循环次数核算储能投资运行成本，并利用期望持续放电时间处理容量和功率的相关性，从储能全生命周期收益和风光综合利用率角度对储能的容量和功率进行配置。仿真结果表明，与追求储能收益最大化或采用单一典型日进行储能配置相比，文中所提方法不仅可保障储能经济性，还可进一步提升可再生能源利用率。

摘要:由于数据缺乏或统计规律复杂，现有调度决策难以准确获知新能源及负荷的概率分布，为此文中提出计及源荷区间不确定性的电力系统日前优化调度方法。首先，基于预测误差建立风电、光伏及各类负荷的区间数模型；其次，以日综合运行费用为目标函数，考虑发电机、储能以及正负备用等约束条件，构建区间优化调度数学模型；然后，应用区间优化理论，在一定的区间可能度下将区间优化问题转化为确定性问题进行求解，获取区间优化调度方案；最后，基于修改后的IEEE 10机39节点系统，对区间优化调度方法的有效性进行验证。结果表明，所提方法决策灵活，通过调节区间可能度，可较好地平衡调度方案的经济性与安全性，且计算量小，特别适用于解决仅掌握变量变化范围的优化调度问题。

摘要:针对台区发生线损异常时关联用户辨识困难的实际问题，提出一种基于相关性度量算法的台区线损异常判断及精准定位方法。首先，通过间隙统计-轮廓系数融合算法确定数据集的最佳聚类数，并在此基础上采用二分K-means++构建台区线损标准库；其次，基于标准库完成台区线损异常辨识，确定异常时间段；再次，计算异常时间段内各用户电量和线损的斯皮尔曼相关性系数（SCC）和欧式-离散弗雷歇距离（E-DFD），并基于SCC和E-DFD构造综合评判指标分析用户关联性；最后，采用逼近理想解排序法（TOPSIS）对综合评判指标值进行排序，实现异常关联用户的精准定位。算例采用某台区真实现场数据进行分析，结果表明文中所提方法在聚类有效性、计算时间以及辨识准确度等方面具有较好的性能。

摘要:温控负荷（TCLs）作为一种重要的需求侧资源，在平抑可再生能源波动方面具有巨大的潜力。然而，传统TCLs控制策略通常不考虑控制成本以及TCLs开关频率过高导致的寿命损耗。为降低TCLs的开关寿命损耗，文中提出了一种计及开关寿命损耗的TCLs分布式协同控制策略。首先引入矫正切换时间的概念，建立计及TCLs热力学特性和开关寿命损耗的控制成本模型；然后引入多智能体一致性控制，采用分布协同式控制方法实现TCLs控制成本最优。算例结果表明，所提控制策略能够反映TCLs热力学特性，在实现控制目标的前提下大大降低开关寿命损耗。

摘要:为实现柔性直流输电系统在网侧不对称故障时的故障穿越，同时保持稳态时阻抗的稳定性，文中提出一种柔直系统适时切换的故障穿越方法。首先，分析柔直系统的正负序控制及采用1/4周期延时的正负序分解算法对柔直系统阻抗产生的影响，建立柔直系统的交流侧高频阻抗模型。然后，在此基础上利用负序电压的稳态量和突变量进行故障判断。稳态时内环采用全序电流控制，且不进行正负序分解，可降低柔直系统阻抗的周期性波动；故障暂态时叠加负序电流控制，抑制负序故障电流，可实现故障时系统的持续运行。最后，在PSCAD/EMTDC中搭建柔直系统仿真模型进行研究，验证了文中所提方法的有效性。

摘要:预挂牌月偏差平衡机制是处理我国中长期电量交易中机组合约电量偏差的有效手段，但传统调度方法难以适应该机制，由此提出预挂牌月偏差平衡机制下水火风电系统偏差电量月内滚动月度调度方法。首先，文中提出考虑机组合约完成进度公平性的机组月度电量分解模型；其次，以分解后的日计划电量为基础，建立以节能降耗和偏差平衡成本最低为双目标的水火风电系统日前调度模型以及日内调度模型；最后，通过日偏差电量月内滚动的方法实现机组月度合约电量偏差平衡成本最小。算例仿真表明所提调度模型及方法可以有效减小机组月度合约电量偏差，降低机组偏差平衡成本并兼顾节能环保要求。

摘要:在智能用电的背景下，家庭用户可通过参加电力需求响应促进电力系统的安全稳定和经济运行，并获得额外收益，据此文中提出了一种家庭集聚需求侧响应策略。首先，提出家庭集群化的理念，将居民家庭聚合为社区进行管理并设计居民侧的响应机制；其次，考虑需求响应时的居民用电习惯与影响因素，构建家庭用电的可响应负荷函数，对家庭的需求侧响应潜力进行量化，并在此基础上设计兼顾完成度和用户体验的家庭需求响应策略；最后，提出评价响应策略的3个具体指标，即任务完成率、用户不适度和经济效益，并用算例验证了所提策略的有效性和经济性。

摘要:含分布式电源（DG）的配电网孤岛运行时存在电源出力不确定及负荷波动等问题，为确保孤岛能稳定可靠地供电，文中提出计及孤岛备用需求并充分发挥柔性负荷调控能力的动态孤岛划分策略。首先，建立考虑风电、光伏不确定性的预测误差模型，使用深度优先搜索算法得到各时段最大供电范围，采用机会约束规划来处理模型中的随机变量并根据最大供电范围得到各时段的孤岛备用需求。然后，通过改进的粒子群优化（PSO）算法充分发挥柔性负荷的调控能力，以故障恢复期间等效恢复价值最大为目标，得到在各置信水平下满足备用需求的最优孤岛划分结果。最后，以修改后的IEEE 33节点系统为例，验证了所提策略在确保孤岛可靠性的同时可有效增加孤岛价值。

摘要:现有配电干线常接有若干无法测量的分支，传统三段式过流保护应用于此类线路时灵敏性和快速性均有欠缺，而相量差动保护则存在区外故障制动量过大导致区内故障不灵敏的问题。文中以5G代替光纤作为配电网双端量保护通道，提出面向含无测量分支配电线路的一套综合保护方案。首先分析含无测量分支线路区内、区外故障时两侧负序电流相位特征，提出负序电流比相保护判据；然后，为应对5G通信同步性能无法保证甚至失步的情况，引入正序电流幅值差动保护，在通信中断或正序电流幅值差动保护未启动等极端情形下，采用三段式过流保护，最终形成一套完整的配电网线路综合快速保护方案；最后，在PSCAD/EMTDC中搭建10 kV有源配电网模型，设计多组对比算例进行验证，仿真结果证明了所提保护判据和方案的有效性。

摘要:随着可再生能源（RE）的快速发展与智能电网的不断进步，现代电力系统的能耗特性设计朝着更灵活、更经济的微电网（MG）快速转变，MG多主体综合能源的高度参与给系统的高效经济运行带来了挑战。针对MG多能交互的复杂容量配置现状，文中提出一种包含光伏（PV），风电（WT），柴油发电机（DG）和电池储能系统（BESS）的独立MG联合容量优化方法。建立PV、WT、DG、BESS和电动汽车（EV）充电负荷模型，考虑了EV充电负荷，以最小化成本、减少温室气体排放、减少弃能为目标进行容量配置，结果表明提出的PV-WT-BESS-DG组合结构不仅经济而且可靠性高，温室气体排放量小。研究结果可为MG容量优化配置提供有力支撑。

摘要:为提取高压晶闸管反向恢复期内脉冲过程中表征器件状态的特征参量，明确器件失效机理，文中搭建了高压晶闸管反向恢复期脉冲作用实验平台与特性参数测试平台，利用实验平台研究了高压晶闸管在反向恢复期内不同阶段遭受脉冲冲击过程中的特性参数变化规律，并对退化和失效晶闸管进行拆片分析。结果表明：反向恢复期内脉冲作用下，高压晶闸管退化或失效表现为阻断能力的退化或丧失，由此引起晶闸管漏电流剧增，漏电流可作为表征晶闸管状态变化的特征参量；在反向恢复期初期和中期遭受冲击而失效的器件芯片上可见明显击穿点；在反向恢复期中期遭受冲击且阻断能力退化的器件芯片上可见热应力作用形成的圆斑；在反向恢复期末期遭受冲击而失效的器件芯片边缘与绝缘橡胶相接处可见雪崩击穿闪痕。

摘要:交流线路的直流化改造可缓解城市部分线路供电压力过大的问题。为尽可能提高改造后电缆线路的功率传输能力，对改造后的运行参数即载流量和运行电压进行研究。文中以城市配电网常见的10 kV三芯交流电缆为例，对空气、直埋和排管3种敷设情况下的电缆进行直流化改造仿真研究。首先，依据温度场和电场仿真结果，得出3种敷设情况下电缆的直流载流量和合适的运行电压范围。然后，以仿真所得的载流量和运行电压为基础，分析电缆改造前后的最大传输功率。最后，对多回线路敷设时的温度场进行仿真。研究结果表明，3种敷设情况下，交流电缆直流化改造后，功率传输能力均有提升，且直埋敷设的提升效果最为明显。

摘要:陶瓷绝缘子污秽等级检测主要采用等值盐密法、表面污层电导法、泄漏电流法等传统方法，检测过程耗时长、效率低。高光谱技术能够非接触地获取目标图谱信息且信息量丰富，在绝缘子污秽检测方面有较大应用潜力，因此文中提出基于高光谱技术的陶瓷绝缘子污秽等级检测方法。首先，由于陶瓷绝缘子的材质原因，采集其高光谱图像时存在反光现象，因此采用直方图均衡化处理高光谱图像，去除反光干扰；然后，对高光谱图像进行预处理，去除噪声干扰；接着，采用连续投影算法（SPA）对样本谱线进行特征提取，去除冗余信息；最后，根据特征谱线建立支持向量机（SVM）分类模型，实现陶瓷样品的污秽等级划分，其准确率可达95%。

摘要:为研究交联聚乙烯（XLPE）经历热老化后在不同温度下介电特性的变化，文中开展了XLPE的热和热-辐射老化实验。文中对试样进行80℃、100℃、135℃、155℃条件下100 h—800 h的热老化，在相同情况下引入100 Gy/h伽马射线的热-辐射老化，并完成25℃—200℃条件下的介电谱测量。实验结果发现：引入射线条件后，试样的活化能与Cole-Cole曲线中校正因子β的数值出现了明显减小；老化温度与辐射条件相同时，试样的电导率与松弛峰峰值频率f_p随着老化时间的增加而增大，可反映试样老化过程中介电特性的变化；温度不同时，低频下复介电常数和复介电模量的差异比高频下更加明显。文中实验结果表明，高温低频下的介电特性可以有效反映XLPE绝缘劣化状况。

摘要:近年来，盐城某厂区附近数次发生输电线路外绝缘放电、污闪等现象，经采用复合绝缘子后这些现象仍不能得到有效抑制。文中对盐城电网辖区内镍厂、化工厂绝缘子进行污秽取样，开展了污秽化学成分分析测试，包括阴阳离子含量、不溶物元素组成、主要化合物成分等。基于成分分析结果，开展了混合污秽下的污闪特性试验，得到了不同污染源典型污秽成分下复合绝缘子的闪络特性。研究结果表明：化工厂和镍厂附近绝缘子污秽成分有一定的差异，体现在镍厂污秽成分含硝酸盐较多，而化工厂附近含氯盐较多；对于一大两小型复合绝缘子，其在镍厂典型污秽下的闪络梯度要比化工厂低5%~10%；对于重工业粉尘地区的外绝缘配置，建议采用一大一小型绝缘子来提高电气强度。

摘要:居民负荷是电网季节性尖峰负荷的重要构成之一，具有巨大的需求响应（DR）潜力，但其随机性和分散性也限制了其灵活参与DR互动的能力。针对居民负荷的特点及其响应行为的不确定性，文中以负荷曲线特征、历史DR参与情况和响应程度为参数建立居民负荷模型，并以实际居民数据集为依据辨识分布参数。此外，文中提出一种基于历史响应效果形成优先级队列的方法，并在此基础上建立居民DR成本模型，以成本最小化为目标得出最优居民DR策略，从而在精确达成负荷削减目标的前提下合理控制DR成本。优先级队列在多次DR事件中逐次更新修正，实现响应策略自趋优。最后通过算例验证了提出的居民负荷模型及居民DR策略自趋优方法的有效性。

摘要:为了适应变电站无人值守的趋势，提高变电站自动化装置调试和运维效率，同时满足运维业务灵活扩展的需求，文中开展基于微服务架构的变电站自动化装置远程运维技术研究。首先，根据运维业务需求设计远程运维系统架构和功能；其次，研发边缘计算平台，采用容器技术实现运维业务应用程序（App）化，设计设备和App即插即用、主动上线交互协议和流程；最后，研制硬件通用、软件解耦、功能灵活的微服务运维网关，并研发虚拟人机交互、版本管控、运维调试等App。系统已在南京地区某220 kV变电站进行了试点应用，结果证明，该系统能够提升试点变电站的运维管理效率。

摘要:虚拟电厂（VPP）是管理分布式能源的重要手段，合理制定VPP运营商与电动汽车（EV）用户的定价策略，可引导EV充分消纳风、光等可再生能源，实现VPP运营商与EV用户的双赢。在此背景下，文中首先提出VPP作为售电运营商参与EV有序充电管理的主从博弈模型，其中运营商通过主从博弈制定合理的售电价格引导EV有序充电，并协调各类分布式资源参与电力市场。然后，计及风电出力的波动性和常规负荷的不确定性，在建模中引入条件风险价值（CVaR）理论，并通过Karush-Kuhn-Tucker （KKT）条件和对偶理论将模型转化为混合整数线性规划问题进行求解。最后，基于算例给出VPP运营商的最优定价策略及出力计划，并分析不同EV比例、储能最大容量、风险偏好系数对最优解的影响，为提高VPP运营收益提供优化思路。

摘要:随着特高压交直流输电的发展，同步调相机以其快速动态响应能力受到广泛关注。文中以TTS-300-2型双水内冷同步调相机为研究对象，建立了调相机转子三维模型，计算并分析了转子不同负荷下、同一位置处不同水路堵塞程度时的转子三维温度场，转子匝间短路和水路堵塞同时存在时的温度场以及转子水路堵塞时的热应力情况，评估故障产生的影响和同步调相机带病运行能力。结果表明，不同负荷下转子温度场分布相似；转子出现故障会导致温度分布不平衡；单个槽内堵塞匝越多，转子温度场畸变越明显，且随着堵塞程度的增加，转子热应力也增加。

摘要:针对光纤电流互感器（FOCT）漂移、变比波动等非线性误差难以识别的问题，文中提出一种基于自适应噪声完备集合经验模态分解（CEEMDAN）-过零率（ZCR）的FOCT误差识别方法。首先，利用CEEMDAN算法对FOCT输出电流信号进行分解，得到包含非线性误差特征的固有模态分量（IMF），构成原始误差向量数据集；然后，对比不同误差下的分量数量，利用ZCR算法计算不同误差下各个IMF的ZCR指标，用于将IMF分类；最后，根据ZCR指标将IMF信号分为3类，并叠加重组为3个分量，构建出分解结果数量稳定的IMF信号，根据不同分量的特征实现误差识别。实验结果表明：基于CEEMDAN-ZCR的误差识别方法能够有效识别2种误差，漂移误差特征主要集中在IMF中第三层（C3），变比误差主要集中在IMF中第二层（C2）。

摘要:针对目前双极柔性直流输电系统模块化多电平换流器（MMC）中桥臂电抗器布置方案存在的故障过流问题，文中分析了桥臂电抗器布置在不同位置对换流器故障电流的影响，并推导了故障电流分量的数学表达式；提出将桥臂电抗器布置在靠近直流连接点的方案，研究表明该方案能够有效限制阀侧接地故障的故障电流上升率，降低故障过电流水平，同时成本增加较少。但桥臂电抗器布置在靠近直流连接点后，现有保护策略不能及时发现桥臂电抗器穿墙套管发生的相间短路故障，会给换流器的安全运行带来隐患，因此文中提出一种桥臂电抗器穿墙套管相间短路保护策略，能有效识别桥臂电抗器穿墙套管相间短路故障。最后通过PSCAD/EMTDC对相关分析进行了仿真验证。

摘要:储能系统是随时间变化的复杂能量系统，需要多项指标描述其性能，且不同应用场景对储能系统的要求亦不相同。针对上述问题，文中提出基于云模型的电化学储能工况适应性评估方法。在储能参与电网调峰调频应用场景下，首先建立适用于电网调峰调频的储能系统综合评估指标域和标准域；然后利用熵权法计算储能系统评估指标的权重矩阵，利用正向云发生器计算待评估储能系统决策指标的隶属度矩阵；最后根据储能系统综合评估标准域上的模糊子集计算待评估储能系统工况适应性的综合评分，选取评分最高者作为该应用场景的最佳储能系统。仿真分析5种电化学储能系统的工况适应性，结果表明，磷酸铁锂电池得分最高，即在调峰调频场景下磷酸铁锂电池的工况适应性最佳，与工程实际相符。

摘要:随着电力系统新技术的发展以及需求响应等灵活性政策的实施，传统的电力消费者正在逐步转变为产消者，其用电行为习惯也在逐步发生改变。在这一背景下，运用电力用户画像技术可以有效把握电力用户用电特性，挖掘海量用电数据的潜在价值，因此文中提出一种基于信息增益与Spearman相关系数的电力用户行为画像方法。首先，利用基于间隔统计量确定最优聚类数的k-means算法对电力用户用电数据进行聚类分析；然后综合考虑特征有效性与冗余度，构建特征集适应性评价系数；最后采用遗传算法进行迭代求解，得到最优特征子集，对电力用户行为画像进行刻画分析，并通过算例分析验证了所提方法的有效性。

摘要:在覆冰过程中，地线脱冰容易导致绝缘地线出现短暂接地，进而造成直流融冰装置保护频繁动作。文中通过分析，指出脱冰导致的绝缘地线短暂接地会造成短时间内多次直流融冰装置极线上电气量扰动，而绝缘架空地线永久性故障不会造成此类电气量波动。基于上述电路分析，采用统计学排列熵方法刻画电压波形的整体变化趋势，有效避免了时频域分析易受到换流阀高频谐波干扰的问题，根据排列熵提取得到的电压变化趋势，以排列熵波形方差作为依据，对绝缘架空地线直流融冰扰动与故障进行辨识。根据昆北换流站融冰装置参数进行仿真建模，对所提辨识方法进行验证，仿真结果证明所提方法可靠有效，可利用排列熵方差对脱冰扰动与永久性故障进行辨识。