摘要:以新能源为主导的新型电力系统中，发电侧调节能力显著下降，亟待充分挖掘需求侧的调节能力，弥补新能源并网所造成的灵活性匮乏。首先，指出新型电力系统下需求响应机制应具备规模化、常态化、轻量化、趣味化“四化”特征；其次，针对当前需求响应分类方式粗略且难以反映其本质特征的问题，提出按照需求响应中用户贡献评价方式的分类原则，将现有机制划分为价格型、基线型、准线型3类，并详细介绍了各类机制的研究现状；进而，基于所提出的“四化”特征，分析指出价格型、基线型机制将难以适应新型电力系统的发展，而与这2类机制试图利用某种信号间接改变用户用电行为不同，准线型机制直接给出了需求响应实施方所期待的用户负荷曲线形状，能够更好地满足“四化”特征，从根本上克服了其他机制规模小、难持续、不透明、易反弹等问题，可良好地适应新型电力系统的发展需求；最后，展望了准线型需求响应机制在新型电力系统发展下的必要性、可行性与重要性。

摘要:大力发展可再生能源、构建清洁高效的能源体系已成为贯彻落实能源革命的必然选择。在电力市场环境下，随着可再生能源渗透率的持续提升，传统火电份额被不断占据。由于尚未建立合理的市场机制保障火电提供容量的基本收益，火电企业缺乏为高比例可再生能源提供辅助服务的动力。市场价值分配的核心思想在于按照“谁创造的价值谁分享，谁产生的成本谁承担”来量化市场成员的贡献和价值，并分配利益。为此，提出一种高比例可再生能源渗透下的电力市场价值分配机制。基于Vickrey-Clarke-Groves（VCG）机制，定义一台火电机组的价值为该机组对其他发电资源的替代效益，精准辨识火电为可再生能源并网消纳付出的真实成本，从而激励火电机组真实报价，主动预留辅助容量，形成高比例可再生能源电力市场互利共济的格局。

摘要:电动汽车作为一类重要的新型可控负荷资源，具有为电网提供调控服务的潜力。然而电动汽车的调节能力受其出行安排的影响，既呈现出一定的规律性，也具有不确定性。首先,提出一种电动汽车调节能力模型，该模型可以统一考虑数据结构不同的公共充电站与专用充电站，进而采用数据驱动的分布鲁棒机会约束来描述调节能力的不确定性。考虑聚合了多个不同类型充电站的充电运营商参与调峰辅助服务市场的日前投标阶段，提出一种双层投标-分配模型，使得运营商对外可以控制风险，对内可以灵活调度资源。基于实际数据的仿真结果表明，分布鲁棒机会约束描述的调节能力可以适应电动汽车出行规律的随机变化，所提出的投标-分配策略能够灵活地权衡运营商的经济效益与违约风险。

摘要:售电公司参与市场交易面临着负荷、现货价格及需求响应等多重不确定性，综合考虑多重不确定性因素并根据其特点进行建模有利于提高购售电决策的有效性。首先，提出分时电价下计及用电成本满意度和用电舒适满意度的可转移负荷响应优化模型；其次，考虑用户响应行为的不确定性，建立基于模糊隶属度函数和消费者心理学的可削减负荷响应模型；然后，分别采用概率密度函数和场景法对负荷和现货价格进行模拟，以预期利润和条件风险损失综合效用最大化为目标，建立包含购电组合、售电定价、可削减负荷调用及补偿等决策的售电公司综合决策与风险评估模型，通过模糊机会约束的等价转换将模型转化为确定性优化问题进行求解。算例仿真分析了风险偏好和不确定性因素对售电公司决策的影响，验证了模型的有效性。

摘要:可再生能源发电的随机波动性和储能运行控制的时间序列耦合特性给微电网的能量管理与最优运行带来了诸多挑战，成为学术界研究的热点问题。文中提出一种基于改进竞争深度Q网络算法的微电网能量管理与优化方法，采用多参数动作探索机制和优化设计的神经网络结构，对分布式可再生能源的功率输出、能源交易市场的电价和电力负荷的状态等环境信息进行学习，并运用学习到的策略进行微电网能量管理与优化。仿真结果表明，基于改进竞争深度Q网络算法的微电网能量管理与优化策略的性能优于基于场景的随机规划算法、深度Q网络算法和竞争深度Q网络算法。

摘要:负荷与分布式电源的不确定性是微电网运行优化的难点。文中提出一种考虑极限场景的并网型微电网日前分布鲁棒优化方法，以保证微电网能量管理的鲁棒性和高效性。首先，计及源荷不确定性，构造基于Wasserstein距离的概率分布模糊集，并利用极限场景法修正该模糊集，提高模糊集的鲁棒性。其次，考虑到并网模式下微电网与配电网是不同的利益主体，分别建立微电网与配电网的日前运行优化模型，采用改进目标级联分析法进行解耦与迭代求解。最后，通过仿真对比验证所提方法的有效性。

摘要:中国是遭受台风灾害最为严重的国家之一，强台风可导致群发性的断线和倒塔，进而演化为电力灾难，其风险不容忽视。针对台风灾害采用PageRank算法建立计及断线和倒塔相关性的配电网故障率模型；同时，对模型较为复杂的气象和地理信息部分，采用数据驱动的方法，在相关性配电网故障率模型中引入信息扰动系数μ，通过径向基函数（RBF）神经网络模型构建气象和地理信息与μ的映射关系，并对驱动结果进行校验修正。最后，提出一种新的韧性量化指标，以该指标最优和经济性最大化为上下层目标函数，构建计及相关性影响的台风灾害下灵活性资源选址定容双层规划模型。通过对灵活性资源的协调规划，使得配电网在韧性提升的同时实现经济性最优。通过算例验证了模型的准确性与有效性。

摘要:风灾可能会导致配电网大面积停电，有效的配电网停电用户数量预测可以为应急抢修提供辅助指导。文中提出了一种基于高效数据降维的配电网停电用户数量预测模型。首先，基于数据驱动的方法，考虑所有特征变量即全局变量构建了基于随机森林算法的配电网停电用户数量预测模型。然后，利用部分依赖图详细分析了台风期间影响配电网停电用户的多种特征变量与响应变量之间的关系，进行了特征降维，降维后二次建模形成了更高效的配电网停电用户数量预测模型。与考虑全局变量的预测模型相比，特征降维后配电网停电用户数量预测模型在一定程度上减轻了数据收集的工作负担、提高了计算效率，为电网防灾减灾提供了有效依据。

摘要:安全域概念下数据驱动的动态安全评估亟需系统化的故障位置特征表达方法。在电气坐标系概念基础上，提出故障位置特征表达的盲区识别与电气坐标系扩展方法，进一步提高局部区域的故障位置表征精度。首先，分析电气坐标系在局部区域内故障位置表征精度不足的原因，定义故障位置特征表达的盲点、盲线和盲区；然后，通过分析两点间的位置关系，确定盲线判定原理，提出考虑邻接线路的盲线快速搜索方法；最后，提出基于邻接矩阵的初始盲区识别算法，并基于模型评估结果对盲区进行微调，通过扩展电气坐标系参考节点提高了对盲区的故障位置表征精度。以暂态稳定评估为例，在中国省级电网算例下验证了所提方法在动态安全评估中的适用性。

摘要:电-热-气不同供能系统间的紧密耦合使得综合能源系统薄弱点辨识困难。从数据驱动的角度，提出一种基于统一潮流模型大数据的综合能源系统薄弱点辨识方法。首先，基于电力、热力、天然气系统及其耦合环节的物理特性，建立综合能源系统的统一潮流模型；然后，利用潮流模型中不平衡量初值的历史和实时数据构建高维状态矩阵；接着，运用M-P律和圆环律定性分析系统运行状况；最后，计算状态矩阵的平均谱半径和最大特征值，并结合熵理论构建节点薄弱性指标。该方法将节点薄弱信息映射至数据变化中，通过对节点薄弱性指标值的排序实现综合能源系统中节点相对薄弱性的辨识，并通过仿真结果验证了所提方法的有效性。

摘要:近年来，基于同步相量测量单元（PMU）量测数据的发电机动态状态估计得到广泛研究。然而，现场运行的PMU受多种因素的影响，可能导致作为状态估计输入量的发电机机端电压或电流量测相量存在不良数据，对状态估计产生影响。针对该问题，提出了一种考虑输入量不良数据的发电机动态状态估计方法。在输入量不良数据对动态状态估计影响分析的基础上，该方法利用发电机状态量受动态方程约束不能突变的特性，提出了基于指数平滑的状态量预报方法，将该预报值与发电机动态方程预报值进行比较，提出了输入量不良数据检测方法。进一步，检测到不良数据后用指数平滑预报值代替动态方程的预报值，提出了基于最小二乘法的输入量校正方法。仿真算例结果表明，所提方法能有效抑制输入量不良数据对发电机动态状态估计的影响，提高动态状态估计算法的鲁棒性。

摘要:现代电力系统中的间歇式可再生能源占比不断增长，使电力系统可靠性评估的传统方法的效率大幅降低。为此，提出了一种电力系统可靠性评估的非参数重要性分层抽样法，解决了拉丁超立方采样与非参数重要性采样结合时难以进行样本相关性控制的问题，实现了这2种方法的有机结合。该方法可将系统状态样本集中在对可靠性指标贡献大的重要区域，且减少了样本的重复，因此可显著提升含多新能源厂站的现代电力系统可靠性评估的效率。利用实际风电场、光伏电站和水电站的历史出力数据修改了IEEE RTS-79标准测试系统并开展算例仿真，结果显示所提出的非参数重要性分层抽样法的计算速度明显超过单独的重要性采样法，证明了该方法的有效性。

摘要:由于励磁系统动态增益对凸极发电机的动态稳定性有显著影响，为改善电力系统阻尼，需要经常调整该动态增益，进而配置电力系统稳定器(PSS)。但是在动态增益对发电机动态稳定的影响方面，存在某些模糊认识。首先，分析了励磁系统动态增益对动态阻尼的影响原理。然后，在典型机组参数和工况下计算分析了励磁系统动态增益对凸极发电机阻尼转矩、阻尼比和励磁系统频率响应特性的影响。在单机无穷大系统、两机系统和实际系统中进行了仿真，计算结果和仿真结果一致。最后，在实验室及工程现场进行了试验，验证了仿真和计算结果的正确性，即励磁系统动态增益越大，凸极发电机动态阻尼越弱。为改善凸极发电机（如水电机组）动态阻尼，应使励磁动态增益在满足相关标准要求的前提下取较小数值，且通过配置相应的PSS进一步提高系统阻尼。

摘要:为了实现大电网中具有复杂时空关系、多源异构数据的可视化展示，提出了适用于调控云的电网可视化架构设计，采用电网图、厂站图、一次设备图、二次设备图4层视图架构，分别从全景可视化、全态可视化和全息可视化3个方面详细阐述了可视化电网的实现，以不同可视化形式呈现从设备个体到电网全景的场面、从历史到未来全生命周期的状态、从要素到主题的全面信息，从而实现全景、全态、全息展示电力系统特征、运行轨迹和实时信息。在此基础上，研究了实现可视化电网的关键技术，基于电气关系和对象化模型的关联关系，自动构建可视化关联图谱，从场景、时态及信息各层面，全面展示电网的构成及运行，从而实现对电网实时运行、运行效率分析、设备故障和设备检修分析等应用场景的支撑。

摘要:在电力市场深入改革的背景下，综合能源服务商既是直接为用户提供能源服务的能源主体，又是节能减排的重要载体，研究综合能源服务商的合作运行有助于促进区域综合能源系统的低碳经济。首先，提出双层协同优化运行的调控架构，通过顶层监管调动底层综合能源服务商参与碳减排的积极性，底层的各利益主体交互有限信息实现协同优化。其次，基于Nash议价理论，建立计及碳排放限额和惩罚系数的综合能源服务商合作博弈模型，挖掘综合能源服务商合作运行促进碳减排的潜力，并且兼顾个体利益和社会效益。然后，将所建的非凸模型分解为2个线性约束下的凸优化问题，即效益最大化子问题和能源交易支付子问题，进一步采用自适应交替方向乘子法求解上述问题。最后，通过算例验证了所提策略的有效性。

摘要:海上风电面临复杂多变气象和海况条件的深度耦合影响，导致其出力预测精度有待提升。同时，预测模型的“黑盒”结构导致出力预测结果在工程应用中可信度偏低。针对上述问题，提出一种基于双重注意力长短期记忆(DALSTM)网络的超短期海上风电出力预测模型。在长短期记忆神经网络的基础上，引入特征空间和时序双重注意力机制，动态挖掘海上风电出力与输入特征间的潜在相关性，并从特征和时间2个方面获得重要性量度，在一定程度上实现了模型的可解释性。最后，基于中国东海大桥海上风电场数据采集与监控数据进行仿真验证。结果表明，所提DALSTM网络模型能够对海上风电出力进行有效的超短期预测，相比于传统预测模型具有更高的预测精度和稳定性，同时具有合理的可解释性。

摘要:为提高分散式风电应用场景中直驱-双馈混合风电系统在非理想电网电压下的运行特性，提出了应用九开关变换器型统一电能质量调节器实现混合分散式风电系统柔性故障电压穿越的方案。围绕九开关变换器控制，在分析九开关变换器直流侧电压共用关系的基础上，研究了适用于九开关变换器的三次谐波注入调制方式，提高了直流电压利用率；利用电压补偿和电流补偿，针对九开关变换器直流侧电压需求不同期的特点，设计了依据电压故障程度动态分配调制比限幅的策略。通过在电网电压对称跌落、不对称跌落和谐波工况下对上述方案的仿真分析，验证了九开关变换器优化直驱-双馈混合分散式风电运行特性的可行性。

摘要:针对LLC谐振变换器在新能源、储能、数据中心、电力电子变压器等直流配电网大功率应用场景中所存在的调压困难问题，提出了一种采用辅助变压器的可调压谐振零电压零电流开关(ZVZCS)变换器。所提变换器在传统LLC谐振变换器的基础上增加了辅助变压器和辅助半桥，通过调整辅助半桥和一次侧全桥之间的移相角可以调整辅助变压器参与升压的时间，在保证主开关管软开关的前提下实现了调压功能，同时实现了辅助开关管的零电压开通。文中详细介绍了变换器的电路结构、工作原理、参数设计过程。通过100 kW仿真模型对所提拓扑的原理以及参数设计的正确性进行验证，仿真结果表明，与传统LLC谐振变换器相比，所提变换器在大功率场景下具有更优的效率。最后，搭建了2.5 kW实验样机对所提拓扑进行了有效性验证。

摘要:目前的无线供电应用中多采用锂电池作为负载，无线充电器应提供电池所需的先恒流后恒压输出,其中恒流与恒压的切换多依赖后级变换器、复合拓扑或高阶网络来实现，控制复杂，可靠性差。为解决该问题，文中提出了一种可自适应电池充电曲线的三线圈电池无线充电系统，该系统通过在原边侧增加辅助线圈和无源整流桥，实现恒流与恒压模式的自动切换，不需要额外控制；辅助线圈通过特定补偿网络与输入源并联，输出阈值不受磁路耦合机构参数限制，自适应于任意电池充电曲线。该三线圈电池无线充电器在2种充电模式下均工作在同一频率，保证逆变器软开关与变换器近似零无功环流，降低了器件应力，提高了传输效率，且该电路具有自动开路保护功能。文中系统阐述了该充电器的拓扑结构设计原则和工作原理，并搭建了一台输出为72 V/2.5 A的实验样机，验证了所提充电器的有效性。

摘要:针对现有柔性直流线路保护耐受高阻、噪声干扰、区内远端高阻故障拒动等问题，提出一种基于行波能谱矩阵相似度的柔性直流线路单端保护方案。通过分析柔性直流电网限流电感的边界作用，得到区内、区外故障电压行波在时域和频域上的差异，利用S变换，构造能谱矩阵，加大区内、区外故障在能量谱分布上的差异，通过主成分分析法降维，减少样本数据的存储空间。利用归一化互相关系数，获得故障能谱矩阵与故障样本矩阵之间的相似度，构造柔性直流单端保护判据，判别区内、区外故障。考虑了架空线路易遭受雷击的因素，构建雷击干扰识别判据。仿真结果表明，所提保护方案不受故障位置、高阻、噪声干扰等影响。

摘要:综合能源系统的发展在提高能源效率、减少碳排放及增加可再生能源渗透率等方面起到了巨大的推动作用，面对耦合日益紧密的电-热、电-气互联综合能源系统，现有的能量管理模式和调度手段难以充分发挥其应有的优势。因此，实现综合能源系统协同一体、高效准确的状态估计，可以为后续协同调度、安全运行提供可靠的数据支撑。鉴于此，简要概述碳中和背景下综合能源系统状态估计研究，回顾综合能源系统状态估计理论的发展历程及难点；并从模型、数据、时间尺度3个层面分析电-热、电-气综合能源系统状态估计研究的总体思路。最后，对未来综合能源系统状态估计可深入研究的方向进行了展望。