摘要:随着新能源发电渗透率的不断提升，目前以跟网型控制为主流的并网变流器稳定运行受到严峻挑战，具有主动电网支撑能力且弱电网稳定性强的构网型变流器控制技术受到广泛关注。然而，在高渗透率新能源发电条件下，尤其是末端弱电网中，并网变流器采用单一的跟网或构网模式控制难以兼顾稳定性、经济性和电网支撑性能。为此，国内外学者从2种模式的互补特性出发，提出并研究了跟网/构网混合模式控制策略，以期使并网变流器在弱电网下稳定运行的同时，最大限度地利用新能源，并取得优越的电网支撑性能。文中首先从跟网型与构网型变流器的基本控制结构出发，分析了跟网型和构网型变流器控制性能的互补特性；在此基础上，重点梳理了几种不同技术路线的混合模式控制方案，涉及多种单机混合控制策略和多机的场站级混合控制策略，并详细阐述了各方案的技术研究思路、原理和优缺点；最后，对跟网/构网混合模式控制技术的发展进行了展望。

摘要:为了经济和高效地实现千万千瓦级海上风电基地多个低频交流送出通道的功率汇集，并与陆上直流输送线路进行有机衔接，提出了大规模海上风电功率集线器的概念及其实现方法。各海上低频交流输送通道上岸后分别接入功率集线器的对应接口单元。接口单元的核心是简单的柔性化二极管整流器，在保持低成本、紧凑化的前提下具有灵活可控性，将对应通道的低频交流输入变换为直流后汇集到直流母线，且各接口单元能够实现独立的黑启动和功率控制。所有输入通道的功率在集线器的直流母线汇集后，可以连接后续陆上直流线路输送至负荷中心。文中提出了海上风电功率集线器的拓扑、基本设计方法和控制策略。与现有海上风电低频交流输电方案的比较表明，所提功率集线器方案具有更优的经济性、可靠性以及紧凑化水平。仿真结果验证了所提出的海上风电功率集线器的有效性。

摘要:在众多海上风电送出方案中，基于二极管整流单元（DRU）和模块化多电平换流器（MMC）并联的方案具有显著的经济效益，受到了广泛关注。相比于纯柔性直流送出方案，DRU-MMC并联送出方案的海上换流平台具有更小的体积、重量和成本。在此方案中，DRU传输绝大部分功率，小容量MMC则提供风机启动所需功率、电压和频率支撑以及补偿由DRU引入的谐波电流。针对DRU-MMC并联送出拓扑，提出有功功率分配策略和谐波补偿策略，使功率在DRU和MMC之间合理分配。在MMC主要功能实现的前提下，分析了MMC最小容量的选取。从投资和运营两个方面，对比了MMC和DRU-MMC并联两种送出方案海上换流平台的成本差异。最后，在PSCAD/EMTDC平台上进行了仿真，验证了所述策略的有效性。

摘要:柔性低频输电因其在中远海风电送出场景下具备较优的送出经济性而受到越来越多的关注。现有的低频输电风电系统采用恒压恒频的交流电传输电能，是低频输电和变速恒频风电技术的简单组合，这种组合易于工程实现，但没有充分考虑电压变换自由度这一关键因素。文中提出一种基于柔性低频输电风电系统的变电压运行控制方法，通过动态调整输电电压以适应不同风速下的发电要求。在这种运行方式下，提出一种与之匹配的风电机组动态最小直流母线电压控制方法，并形成一种无DC/DC变流器的宽范围机组直流母线电压频率支撑技术。进一步，就变电压运行方式的暂态过调制问题和损耗影响开展了分析，论证了无过调制风险和总损耗不增反降的原因。最后，通过仿真验证了所提控制方法的可行性及其在系统损耗、故障暂态电流、电网频率支撑方面的优越性。

摘要:基于模块化多电平矩阵换流器（M3C）的柔性低频输电系统在中远海风电外送、异步电网互联等方面优势突出。然而，有别于模块化多电平换流器（MMC）等其他电力电子换流设备，M3C的控制策略将导致系统故障特性发生显著变化。现有将电力电子设备负序部分等效为开路的故障等值与响应特性计算方法无法适用。文中计及M3C正序定电容电压总平均值控制、负序电流注入控制以及环流控制分层构成的桥臂电容电压均衡策略，推导了工频侧线路故障以后，M3C输入输出功率均衡、桥臂功率均衡（电容电压均衡的必要条件）与正负序电压电流间的映射关系，由此构建了工频侧线路故障（不对称、对称）后的M3C输出电压电流响应特性的等效模型。在此基础上，提出了M3C接入下工频侧线路故障后电压电流响应特性的精确计算方法。最后，基于PSCAD/EMTDC仿真平台，搭建了海上风电柔性低频送出系统仿真模型，通过大量仿真算例充分验证了所提故障特性分析方法的正确性和精确性。

摘要:海上风电制氢是提升海上风电场经济性与风电消纳率的重要发展方向，其中，分布式海上风电制氢由于无须配备昂贵的高压海底电缆和海上变电枢纽平台，是深远海风电场制氢可预期的首选方案。然而，尾流效应的存在使得不同微观选址方案下的分布式平台制氢能力存在差异，并进一步影响电解槽的容量优化配置。因此，以分布式海上风电制氢平准化制氢成本（LCOH）最小化为目标，提出了考虑微观选址的电解槽容量优化配置方法。首先，对基于Larsen尾流模型的平台间耦合特性、单个平台内风机与电解槽运行特性进行建模，并嵌入所提出的电解槽容量优化配置模型。其次，在容量优化配置模型中同时考虑平台的微观选址，基于分解-协调的思想，将原问题拆分并迭代求解。最后，以中国江苏省某深远海域实际数据为例进行仿真验证，所得方案的LCOH与既有方案相比大幅降低，验证了所提容量优化配置方法的有效性。

摘要:随着中国“碳达峰·碳中和”战略的提出，发电企业不仅需要参与电能量和煤炭市场交易，还需根据实际碳排放水平参与碳市场交易。然而，由于电-碳-煤多市场间存在交易规则不同、交易时序异步、交易随机要素多元等特点，发电企业面向单一市场的传统交易策略难以适用，亟需一种考虑多元随机性的多市场协同交易策略。文中考虑多市场价格风险和碳市场核查的不确定性，提出了发电企业电-碳-煤中长期滚动交易决策模型。该模型首先基于年前预测价格决策年度合约电量和年度购煤量；然后，根据每月最新价格预测，滚动优化年度剩余月份的月度合约电量、月度购煤量以及碳配额交易量；最后，以燃煤发电企业为研究对象进行算例分析，分为碳买方和碳卖方两个基础场景进行比较研究。结果表明，所提模型能够为发电企业在电-碳-煤多市场中的交易提供策略指导，在发电企业作为碳买方和碳卖方的场景下，分别提高了约7.6%和6.4%的企业总利润。

摘要:当前,将5G基站作为灵活性资源参与电网互动的研究多关注于5G基站储能资源的利用，忽视了5G基站通信负载的调节潜力。为此，提出了一种基于通信负载站间迁移的配电网运营商(DNO)与移动网络运营商(MNO)日前互动运行方法。首先，构建了DNO-MNO双层互动运行优化模型，其中，DNO是综合考虑系统网损成本与5G基站激励成本的激励策略，并以系统N-1安全运行准则为约束，以系统总运行成本最低为目标；MNO综合考虑5G基站功耗成本与电网需求响应收益，并以5G基站净运行成本最低为目标制定5G基站功率运行方案。其次，针对下层MNO 5G基站调度模型存在非凸、非线性约束难以解析求解的问题，提出了一种基于可行域迭代的算法以实现对模型的精确求解。再次，提出了基于精英遗传算法的DNO内嵌MNO双层互动模型求解算法。最后，通过算例验证了文中所提方法的有效性和实用性。

摘要:多微电网配电（MMGD）系统能源协调与共享对提升区域电网经济效益具有重要意义。由于单一博弈调度策略难以兼顾多主体利益诉求，提出了一种基于两阶段博弈的能量协调优化方法，全面考虑了各主体间既相互竞争又协同合作的现实场景。第1阶段以最大化个体收益为目标，构建了配电网与余电微电网的非合作电价博弈模型，系统在不同策略组合下选择不同的运行模式；第2阶段建立MMGD点对点合作博弈模型，旨在最小化系统传输损耗，运用拉格朗日乘子法与KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件处理复杂约束，并应用Shapley值法实现合作利润分配。仿真结果表明，所提方法能兼顾个体理性和集体理性，并显著提升系统经济性。

摘要:大量分布式光伏电源的接入为配电系统的安全、经济运行带来了巨大挑战。针对配电系统线路损耗和电能质量问题，提出一种基于智能配电变压器的格状化配电系统架构。综合配电系统源-荷之间的功率关系与电能质量综合治理，构建格状化配电系统协调控制策略。最后，在MATLAB/Simulink中建立双节点系统模型进行仿真验证。仿真结果表明，所提格状化配电系统架构相较于其他传统架构降低了系统功率损耗、实现了电能质量治理功能。

摘要:电源聚合模型对新型配电网的分析计算仍然至关重要。电力系统传统电源为机理明确、特性相近的发电机，较易建立等值聚合模型。随着高比例的新能源电源接入配电网，其时变性与非线性给电源等值建模带来了巨大挑战。首先，构建了聚合电源的模型结构，根据负荷小扰动且不考虑短时时变性，辨识模型的6个参数。其次，针对新能源电源时变性，假定模型中传统发电机内电势不变，利用Taylor公式展开功率平衡方程，解算与时变性相关的4个模型参数。针对上述4个参数构造欧氏距离，并据此判断电源侧内部是否发生时变，若是则继续利用Taylor展开法解算；若电源侧内部无时变且负荷满足小扰动要求，则再次对6个模型参数进行辨识，即适时校正电源侧时变带来的误差积累。后续可按此规则持续延展。最后，通过算例验证了所提方法的可行性与有效性。采用上述规则即可得到计及时变性的、适用于含高比例新能源配电网相关的持续分析计算的等值电源模型。

摘要:居民短期负荷预测能够为虚拟电厂提供实时、灵活的电力需求信息，有助于虚拟电厂实现能源高效利用与优化电力市场交易。由于居民负荷相关性的日益凸显，传统预测方法仅基于单个居民历史负荷进行时序预测，无法满足规模化虚拟电厂对居民负荷关联性的综合需求。基于此，文中提出一种基于动态关联图注意力网络的虚拟电厂居民短期负荷预测方法。首先，提出了混合相关性分析方法来刻画居民负荷之间的线性和非线性关系,并进一步提出了权重剪枝阈值机制得到居民负荷混合相关性矩阵；然后，基于该矩阵构建动态关联图结构，进而提出时间图注意力网络机制以深入学习居民负荷的时空关联特性，并实现居民短期负荷预测目标；最后，以某地区实际居民负荷数据为例，验证了所提方法的有效性。

摘要:近年来，极端冰雪灾害导致配电网大规模停电事故频发，严重危害到人民群众的冷暖安危。目前，综合能源系统中热电耦合密切，极端冰雪灾害发生时如何通过热能提升电力系统韧性依然面临挑战。为提升综合能源系统应对极端冰雪灾害的能力，充分发挥热能特性，首先，文中提出了极端冰雪灾害下配电网线路的故障模型；其次，结合热网传输延时特性和热负荷的热惯性，对综合能源系统进行建模；然后，基于两阶段分布鲁棒优化模型提出了灾前利用建筑物热惯性存储热能、配置储热量，灾后闭合联络开关、优化故障抢修的综合能源系统韧性提升策略；最后，搭建热电耦合算例进行仿真验证。结果表明，所提韧性提升策略能够充分挖掘热能潜力，兼顾了经济性和鲁棒性,实现了综合能源系统韧性提升。

摘要:弱电网下跟网变流器由于锁相环引起的负阻特性容易造成振荡现象。针对锁相环的提升策略已有较多研究，其中，基于电压矩阵的同步控制策略因其不存在锁相环受到广泛关注，但关于其稳定性缺乏严格的理论证明。文中分析表明,基于电压矩阵的无锁相环控制策略本质上是基于并网点电压反正切计算的开环定向方式，虽然去除锁相环但不能提高稳定性。因为该策略并没有降低电压扰动给电流控制带来的负阻特性，所以如何降低并网点电压扰动对于电流控制的影响是提升弱电网下跟网变流器稳定性的关键。因此，提出自适应带通滤波器来降低同步环节的带宽，从而提升跟网变流器在弱电网下的稳定性。最后，通过阻抗模型和实验结果验证了理论分析的正确性和所提策略的有效性。

摘要:准确有效的电力系统暂态稳定评估对新型电力系统安全稳定运行具有重要意义。目前，基于深度学习的暂态稳定评估方法面临着时序特征空间表征困难、样本类别严重不平衡等问题，影响到评估结果的可信度。为了弥补现有研究的不足，提出了一种基于去噪扩散概率模型(DDPM)不平衡样本增强的电力系统暂态稳定评估方法。首先，构建改进HSV颜色模型对高维数据进行二维图像化处理，从而直观表征高维数据，便于后续训练；然后，基于DDPM算法对不平衡失稳样本空间进行表征学习，规模化生成概率同分布的增强样本，进而解决类别不平衡问题；最后，提出梯度加权类激活映射卷积神经网络以构建暂态稳定评估模型，提升模型的可信度与可解释性。IEEE 39节点系统测试的仿真结果表明，所构建的模型相较于其他方法具备更高的稳定性判别精度，且对失稳样本的识别率显著提高，验证了所提方法的有效性。

摘要:光储并网变流器具有低惯量、弱阻尼、调压能力弱和功率频繁波动等特征，大规模接入会影响电力系统安全稳定运行。针对此类含储能并网变流器，提出了一种内嵌同步机支撑特性的电流型控制策略，以增强系统的惯性支撑能力。该策略模拟同步机的动力学行为，将并网变流器输出外特性控制成具有同步机控制特性的受控电流源，融合了基于虚拟同步机的构网型控制与基于锁相环的跟网型控制两者的优势，在惯性支撑、故障穿越、电网谐波、孤岛运行等方面具备显著综合优势，并且虚拟惯性支撑的实现无须对系统输出频率微分进行检测采样，避免了频率微分检测带来的噪声干扰。此外，针对交流侧惯性支撑能力与直流侧电压稳定难以调和的矛盾，设计了兼顾直流侧电压稳定与交流侧惯性支撑的模糊自适应比例-积分(PI)协调控制策略。最后，硬件在环实验结果验证了所提策略的可行性和有效性。

摘要:交流线路零序电流保护最末一段均采用300 A定值，存在无序跳闸风险。因此，文中提出了基于零序电抗线和非故障相极化的高阻接地距离继电器原理。继电器采用先选相、后测量的技术路线，选相元件将零序电抗线与非故障相极化方法相结合，构成多种组合判据，以分工完成选相。由于保护安装处零序电流与故障点零序电流存在相位差异，单相接地故障的故障相和相间接地故障的超前相的零序电抗线在故障点位于整定点附近时存在混叠区。区内近端、低阻单相接地故障时非故障相工作电压大幅变化，不利于区分混叠区的两类故障，故将选相元件分为低阻模块和高阻模块。低阻模块采用下偏的零序电抗线，用于识别近端、低阻故障；经低阻模块辅助后，高阻模块只需针对性处置故障点位于整定点附近的故障，可有效区分两类故障。选相完成后，通过非故障相极化的方法获得故障前工作电压，从而确定继电器的动作特性。高阻距离继电器的耐过渡电阻能力远超规程要求，提高了接地后备保护对高阻接地故障的选择性。

摘要:高阻接地故障的准确、可靠检测是配电网故障处理的难点，正常的电容投切操作可对其产生干扰。针对这一问题，文中提出了一种基于零序李萨如曲线分析的高阻接地故障抗扰检测方法。首先，理论推导了高阻接地故障与电容投切扰动的零序电气量，二者在传统时频域特征角度无规律性差异，从而明确了干扰原因；进一步，将零序电流、电压波形重构为零序李萨如曲线，提出了基于数学形态学理论的李萨如曲线轨迹形状畸变复杂度量化指标，并结合零序李萨如曲线面积概率分布规律设计自适应启动判据，给出了噪声场景下高阻接地故障的抗扰检测方法；最后，利用配电网电磁暂态仿真算例和真型故障试验验证了所提方法的有效性和可靠性。