摘要:技术的进步对于电力系统低碳转型具有重要的支撑作用，同时，技术的发展也应以实现系统低碳转型为目标，特别是在长期时间尺度上，二者相互影响更加显著。中国提出在2060年前实现全社会碳中和目标，电力系统将逐渐实现低碳甚至零碳排放。清洁能源发电、特高压输电、储能等关键技术的发展水平，成为电力系统转型是否经济可行的重要因素。电力系统关键技术也要以实现碳中和为目标加快发展。为量化评估电力系统关键技术进步与低碳转型经济可行性的耦合与匹配关系，提出了二者协同优化的框架和方法。将技术成熟度和经济性与电力系统扩展规划模型相结合，并以中国2060年远期电力规划为案例，研究不同技术发展场景下电力系统清洁低碳转型的经济可行性，分析了不同技术对全系统综合单位电量成本下降的贡献。

摘要:随着“碳达峰、碳中和”目标的提出及碳市场体系逐步完备，工业企业面临低碳转型和可持续发展的巨大压力，新能源大力发展及氢能在运输工具和工业生产中的应用为此提供了较好的机遇。基于此，利用新能源和氢能产业链重塑工业能源体系是促进工业发展的关键手段。以低碳、绿色、环保、节能为主要考量，构建“绿电-氢能-工业”耦合复杂系统，从能源流和碳流2个角度对比分析耦合系统具有的优势；通过构建环保、节能和经济性评价模型，定量说明耦合系统建设的可行性；通过分析中国钢铁工业发展现状，按不同发展速度测算钢铁工业绿色发展潜力。结果表明，钢铁工业绿色发展将极大地促进绿色氢气的发展与应用，氢能产业链的逐步成熟也将加快钢铁工业绿色转型速度，二者相辅相成。

摘要:分布式电源和大量用户侧可调资源的接入使得通过需求侧响应提高系统的用能效率、节约用电成本以及实现清洁能源转型成为现实。然而，分布式发电的不确定性和间歇性以及用户负荷的随机波动使得依赖于预测数据的模型驱动调度方法存在预测误差导致调度效果不佳的问题。针对以上问题，提出了一种基于数据驱动的家庭能量实时经济调控方法。该方法首先建立家庭能量系统的数学模型，然后利用历史数据基于模型驱动方法构建训练数据集；所构建的训练数据集将用于人工神经网络的监督学习，从而建立基于数据驱动的调度决策模型；之后，在新的场景到来时由该模型输出调度结果并施加设备约束得到调度决策。仿真表明，所述方法可以基于电价变化协调用电器和储能系统的运行，在保证用电器和储能系统安全运行的前提下实现经济运行。

摘要:为实现多微网系统间能源交易方案的可选择以及量化评估分析，提出了一种面向多微网能源协调交易的共治决策方法。将多微网系统中的各微网看做对等的能量管理实体，各微网均可提出能源交易方案或对方案进行打分评估，由此构建不含中央管理单元的分散式决策和分布式能量管理架构。为验证所提架构的有效性，设计了合约、价格和点对点3种交易方案供参考分析。所提优化方案由其余微网以经济性、公平性、环保性和安全性为评估指标进行评估打分，并采用层次分析法和熵值法确定主客观权重，应用组合赋权法综合决策选出最优执行方案，从而实现多微网能源协调交易的共治决策。算例仿真展示了共治模式下各优化方案的结果，根据评估指标对各方案进行对比分析，通过综合评估选出本次交易执行方案，验证了所提方法的有效性。

摘要:现有配电网三相潮流线性化模型在重载时精度下降较明显，限制了其应用。为此，提出了一种适用于三相优化潮流的改进型数据物理融合驱动线性化方法。首先，基于配电网物理特性得到三相线性潮流模型。然后，采用偏最小二乘回归的数据驱动方法获得线性化误差模型，对物理驱动模型进行修正。与完全数据驱动型方法相比，三相线性潮流模型保留了线路信息，可在优化潮流中用于描述支路约束。与完全物理驱动模型相比，三相线性潮流模型充分利用数据驱动的优化拟合能力来获得线性化误差与节点负荷之间的线性关系。因为在误差修正项中包含更多维的全局信息，所以线性化模型的精度得到提高，保证了重载时所提方法的精度仍足够高。所提方法具有更好的适用性，能够处理各种连接方式的三相变压器和负荷模型以及考虑相间耦合的分布式电源模型。基于IEEE标准算例，将所提方法与其他可用于优化潮流的线性化方法进行对比分析，结果表明所提方法在系统重载时精度依然很高。

摘要:冷热电能量耦合性日渐加强，实现多能源系统一体化运行优化是重点关注的问题。以园区综合能源系统接入主动配电网为背景，研究了园区综合能源系统和主动配电网的协调调度。首先，建立了以综合成本为优化目标的园区综合能源系统调度模型。其次，建立了含园区综合能源系统、分布式电源、储能设备、柔性负荷的主动配电网的多源协调调度模型，目标函数为调度成本、负荷曲线方差和可再生能源弃电量。再次，采用目标级联法结合粒子群算法对模型进行求解。最后，在改进IEEE 33节点系统进行算例分析，验证了模型和求解方法的有效性。

摘要:随着光伏、风电等清洁能源的持续增长，电热混合系统将是未来综合能源系统的发展趋势。首先，建立供热管网系统流体质量流量与电力系统电功率的等值关系，保证电力功率流、热力流量流可以在统一的时域尺度下进行分析。在此基础上，分别构建供热管网系统的平均温度响应模型及电锅炉外特性模型，确立供热管网系统响应状态及电、热功率流间相互影响的变量。基于牛顿法和供热管网水力计算基本原理，推导电气-供热管网系统潮流修正方程及其雅可比矩阵元素表达式，提出计及电制热效率随系统运行环境变化的电热混合系统潮流静态分析方法。最后，通过算例分析验证了所提出方法的可行性及实用性。

摘要:文中从源-网-荷的匹配性角度分析柔性配电网(FDN)对间歇性分布式电源(DG)的消纳作用。首先，提出了DG与负荷匹配度的概念，可以衡量二者的功率平衡程度。为了更好地解释消纳结果，将消纳率分为源-荷匹配消纳率和源-网-荷匹配消纳率，前者忽略了网络约束。其次，提出了由匹配度计算源-荷匹配消纳率的方法，给出了基于直流的时序生产模拟模型，以及电压校验和结果修正方法计算源-网-荷匹配消纳率。最后，根据DG与负荷的匹配关系设计了3个典型场景，对比分析了FDN和传统刚性配电网(RDN)的消纳率，得到FDN的消纳机理及运行和规划的建议。

摘要:源-荷-储互动是高比例可再生能源电力系统应对灵活性不足的重要技术手段，定量分析储能对源-荷-储互动提升系统调节能力的影响有利于实现储能资源精益化配置。基于含储能和柔性负荷系统的经济调度优化模型，计及风电出力随机变化特性，采用对偶理论生成排除不可行点的割平面约束，计算储、荷调节区间与消纳风电波动范围三维域区间，量化分析配置储能资源对提升系统风电消纳能力的影响。针对IEEE 30节点算例系统，通过三维域区间直观刻画协同多类型灵活性资源调节能力的系统消纳的风电波动区间。算例表明，采用所提模型仿真储能与风电、柔性负荷间的空间分布以及容量配比关系对系统源-荷-储互动应对风电出力随机变化能力的影响，有利于提升储能配置规划经济性。

摘要:基于电网换相换流器的高压直流(LCC-HVDC)输电系统的大量应用使交直流混联电网谐波与谐振问题日益突出。谐波状态估计是电网谐波治理的前提，但是现有研究主要着眼于交流电网，即使考虑直流系统，也仅将其视为谐波电流源，不能实现计及交直流系统间谐波相互作用的统一谐波状态估计。为此，基于广域宽频同步监测系统，首先将含LCC-HVDC的交直流混联电网视为一有机整体，建立其统一谐波状态估计模型，有效地反映交直流系统间的谐波相互耦合关系；其次，提出计及经济性、冗余度和鲁棒性的宽频同步相量测量单元综合优化配置模型及其分阶段求解方法，提高了优化配置的科学性和计算效率；再次，采用抗差最小二乘法，求解含LCC-HVDC的交直流混联电网的统一谐波状态估计值；最后，基于PSCAD/EMTDC建立了交直流混联电网仿真模型，仿真结果验证了所提方法的有效性和准确性。

摘要:宽带载波通信技术大幅提升了用电信息采集数据的频度和广度，深入挖掘计量大数据的应用价值是当前研究的热点。首先，文中针对辐射型拓扑结构的低压配电网构建了包含两段式虚拟回路阻抗的电路模型，即用户虚拟干线阻抗与虚拟支线阻抗，并剔除三相不平衡的干扰，采用多元约束线性回归模型实现两类虚拟阻抗的精准计算。然后，进一步深入分析台区拓扑异常、用户窃电和线路异常等几种典型异常运行工况的运行机理，提出台区异常工况的分析方法，形成基于虚拟回路阻抗时序稳定性以及空间相似性的组合诊断策略，有效支撑电网公司开展设备运维和用电检查工作。最后，以中国河北省某供电所为例进行工程应用分析并开展现场核查，验证了所提方法的有效性。

摘要:当一个配电台区内存在多个固定比例的窃电用户时，台区的非技术线性损耗（NTL）将由这群窃电用户的窃电量共同决定。目前根据NTL相关性强弱排序的检测方法在这一场景下有可能失效。首先，为了解决这一问题，文中发现了台区NTL和固定比例窃电用户表计数据的相关性存在着一种递增现象，并论证了这一现象成立的充分条件。以此为基础提出了基于协方差分析的窃电检测方法。通过标准化处理后的协方差来衡量NTL与用户电量之间的相关性，以求解一个组合优化问题的方式，实现对固定比例窃电用户的搜寻。然后，设计了该方法在实际应用过程中的运行框架和检测方案。最后，基于中国某省电力公司提供的实测数据和窃电模拟实验平台生成的窃电数据验证了所提方法的有效性。

摘要:自适应重合闸不仅应具备区分故障类型的能力，还应进一步对瞬时性故障重合闸时间进行优化，这就需要对故障熄弧时刻进行识别。首先，通过分析接地故障电弧的动态特性，实现故障电弧非线性特征及熄弧时刻的自适应模拟。其次，分析真双极柔直线路故障极端电压熄弧前后的暂态和稳态特性，揭示出熄弧前故障极端电压变化趋势主要取决于零输入响应分量，呈现衰减趋势，而熄弧后故障极端电压主要取决于零状态响应分量，呈现上升趋势。最后，提出一种积分比算法，有效提取故障极端电压在熄弧前后的特征差异，若在循环判断时间内积分比始终不低于阈值，则判断故障已熄弧，并将首次超过阈值的时刻输出为检测熄弧时刻。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了所提策略的有效性和可靠性。

摘要:含接地极系统的多端双极直流系统不允许长时间带较大入地电流运行。在受端单极退出工况下，需要兼顾降低各换流站接地极电流与弥补停极换流站的功率损失。基于并联型双极三端直流系统，文中提出一种受端单极退出工况下的换流站电流调整策略。首先，通过调节各换流站两极电流降低入地电流，再利用空闲直流线路/备用线路作为金属支路，将停极受端的入地电流转移至相邻换流站的接地极上，最后降低相邻换流站的直流电流，从而转移相邻换流站部分功率以支援停极受端。基于PSCAD/EMTDC对所提策略进行仿真验证，由仿真结果可知，所提换流站电流调整策略能够将入地电流控制在安全水平，并减少停极受端直流功率损失。

摘要:高压直流输电系统的控制器参数对系统稳定性及动态响应性能具有重要影响。提出了一种基于D分割法的基于电网换相换流器的高压直流输电（LCC-HVDC）系统控制器参数整定方法。首先，基于某实际工程的运行参数建立了单极全压运行方式下的LCC-HVDC系统等值小干扰动态模型；然后，基于该模型的拉普拉斯变换获得系统定电流控制及定电压控制回路的传递函数；继而，采用D分割法分别对定电流控制器及定电压控制器的比例-积分参数进行整定，获得了同时满足增益裕度、相位裕度及带宽限制要求的控制器参数整定域，并将不同功率传输水平下的参数整定域进行叠加，获得了多工况通用控制器参数域。仿真结果验证了小干扰动态模型的准确性及所提控制器参数整定方法的有效性。

摘要:随着电力电子器件越来越多地融入现代电力系统，对微秒级步长实时化电磁暂态仿真的需求不断增加，通过现场可编程门阵列（FPGA）提高仿真系统的计算能力是实现变流器实时化仿真的重要途径。引入FPGA作为硬件加速设备优化仿真系统的实时性能，提出一种变流器多速率实时仿真方法。针对控制系统多速率解耦和并行计算时序产生的误差进行分析，采用结合拉格朗日插值的改进线性插值算法有效降低了控制系统解耦后多速率并行仿真时序下的延迟误差。仿真结果证明，所提出的仿真方法与无插值算法的并行计算相比精度更高。性能分析验证了基于该算法所建立的仿真平台相比于单独基于中央处理器（CPU）或FPGA实现的仿真平台，在实时性能和资源占用率方面具有一定优势。

摘要:为了提升配电网高阻接地故障检测的灵敏度，提出基于配电线路参数不对称度跟踪监测的单相接地故障检测方法。针对配电网各线路分布参数具有随机差异性的特征，定义了表征线路参数不对称的参量，论证了配电线路形成零序电流的临界条件和流通路径，建立了计及线路参数不对称随机差异性的配电网零序网络等值运算模型，提出了配电线路对地阻抗和不对称度等参量测量方法，实现了单相接地故障选线、选相和过渡电阻测量。根据故障类型优选故障检测方案，高阻接地时人为调控零序电压提高故障检测灵敏性，低阻故障时仅依赖零序电气信息变化量快速检测故障。仿真实验结果验证了所提检测方法的有效性。

摘要:直流系统中短路电流上升速度快、峰值高，而未来随着系统电压等级和容量的进一步增加，短路电流开断更为困难。为了降低直流断路器开断要求，在开断过程中考虑故障电流快速抑制是至关重要的，但现有的直流开断方案很难同时兼顾限流和开断过程。文中提出了一种电流转移和阻尼一体的新型直流断路器拓扑结构，该断路器在保证大容量开断和低成本的同时，能实现故障电流的快速限制。首先，对所提出的直流断路器开断原理进行介绍。然后，针对方案中阻尼模块和磁耦合转移模块的关键影响因素展开分析，获得了阻尼模块和磁耦合模块的参数优化设计。最后，基于仿真模型对所提出的开断方案进行了仿真分析，验证了所提出的拓扑结构在不同工况和不同电压等级下的开断适应性，并通过实验验证了所提出的阻尼式直流开断方案的有效性。

摘要:电压暂降源的上下游定位有着明确供用电双方责任的作用。面对传统定位方法中负荷模型适用性差的难题，文中以戴维南等效模型为基础，通过比较电压暂降前后上游正序参数的变化，提出了一种电压暂降源定位方法。首先，对上游正序参数进行辨识，通过比较电压暂降前后上游系统正序参数的变化来确定电压暂降源的上下游位置。考虑参数不确定性、计算误差和测量误差的影响，提出了基于概率的改进判据。考虑误差对定位结果的影响，在定位模糊区域内引入概率型指标，定量分析了引起电压暂降上下游双方的责任，提高了定位结果的合理性。最后，通过IEEE标准模型验证了所提方法的正确性和有效性。

摘要:针对风电出力不确定性给电力系统安全稳定运行带来的挑战，提出了一种含大规模风电电力系统安全稳定风险预防控制方法。考虑优化目标为预防控制措施控制代价最小，包括调整火电机组出力的控制代价和限制风电集群出力的弃电风险，参照电力系统事故等级评价标准将允许的运行风险转化为机会约束条件。通过计算火电机组和风电集群的控制性能指标筛选有效控制措施，将有效控制措施控制量分档枚举组合获得所有可能的控制方案，基于集群并行计算平台对控制方案并行隐式枚举校核，获得满足目标函数的控制措施，某实际系统的算例分析验证了所提出方法的实用性和有效性。

摘要:为解决边缘计算终端微服务的数据读写冲突问题，文中提出了一种新型电力系统背景下配电物联网台区边缘计算终端微服务的文件锁数据同步机制。首先，设计了边缘计算终端微服务的文件锁数据交互机制，支撑微服务数据的有序存取。接着，提出了同步分区机制对微服务进行区域划分，消除跨分区微服务的数据读写冲突隐患。然后，提出了分区内同步机制和分区间同步机制解决相同分区内和相邻分区间微服务的数据读写冲突。最后，仿真分析了微服务时序逻辑结构对文件锁数据同步机制耗时的影响，对比了文件锁数据同步机制采用前后、考虑不同微服务分解度以及采用不同数据同步机制时的结果，验证了所提方法的有效性。

摘要:当前电热综合能源网研究大多基于传统热网，并局限于由少量热电联供机组构成的弱耦合网络。第5代区域供热供冷系统驱动的能源元胞可通过热泵池实现高密度网状融合的电热网，改变电热网交互形态。论述了第5代区域供热供冷系统给综合能源电热耦合网统一建模理论带来的重大机遇和挑战，以及基于第5代区域供热供冷系统的能源元胞灵活性聚合的广阔应用前景。进一步，综述了第5代区域供热供冷系统的研究现状、电热耦合网多能流建模理论及分布式资源的灵活性聚合方法。针对能源元胞利用热泵池与热网热惯性提升电网灵活性的契机，提出第5代区域供热供冷系统驱动的能源元胞网络流理论与灵活性聚合方法的研究思路：热动态从热泵池到配电网的交互机理与可行域分析、异质性智慧能源元胞互联的灵活性聚合与分配的分层级协调优化方法。