《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》是中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)主辦的電氣工程領(lǐng)域綜合性學(xué)術(shù)期刊，報(bào)道基礎(chǔ)理論研究、工程應(yīng)用等方面具有國(guó)際和國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平的學(xué)術(shù)及科研成果。中國(guó)工程院院士馬偉明任《學(xué)報(bào)》編委會(huì)主任，兼《學(xué)報(bào)》主編。

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作者：王長(zhǎng)江, 尹浩帆, 姜濤, 劉先超, 劉輝

摘要：新能源電力系統(tǒng)中電力電子設(shè)備控制切換特性增加了暫態(tài)電壓穩(wěn)定狀態(tài)準(zhǔn)確評(píng)估難度,現(xiàn)有暫態(tài)電壓穩(wěn)定指標(biāo)和穩(wěn)定判據(jù)在噪聲干擾和控制切換影響下易發(fā)生電壓穩(wěn)定狀態(tài)誤判。為此,本文提出一種基于切換補(bǔ)償李雅普諾夫指數(shù)（Switching Compensation Maximum Lyapunov Exponent, SCMLE）的新能源電力系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定評(píng)估方法。首先,依據(jù)最大李雅普諾夫指數(shù)（Maximum Lyapunov Exponent, MLE）穩(wěn)定判別機(jī)理,將電壓穩(wěn)定問(wèn)題轉(zhuǎn)化為積分終值矩陣的特征值變化問(wèn)題,進(jìn)而分別構(gòu)建系統(tǒng)受擾前后的電壓軌線變分方程,充分計(jì)及控制環(huán)節(jié)動(dòng)態(tài)特性對(duì)電壓穩(wěn)定性的影響;然后,采用電壓軌線變分方程積分終值矩陣特征值計(jì)算SCMLE,克服現(xiàn)有MLE指標(biāo)需設(shè)置符號(hào)觀測(cè)窗口的缺陷;其次,構(gòu)建了表征系統(tǒng)非光滑扭曲程度的切換補(bǔ)償矩陣用于修正積分結(jié)果,彌補(bǔ)指標(biāo)在系統(tǒng)非光滑點(diǎn)處的計(jì)算誤差,實(shí)現(xiàn)暫態(tài)電壓穩(wěn)定狀態(tài)的快速、準(zhǔn)確評(píng)估;最后,通過(guò)光伏場(chǎng)站接入單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)和某實(shí)際電網(wǎng)系統(tǒng)的仿真分析,驗(yàn)證了所提方法的準(zhǔn)確性和有效性。

作者：段師琪, 余娟, 楊知方, 陳濤, 朱晟毅

摘要：運(yùn)行方式調(diào)整是確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵措施之一,目前工業(yè)界仍以人工調(diào)整為主。但隨著大量新能源接入和電力電子設(shè)備應(yīng)用,電網(wǎng)規(guī)模和復(fù)雜程度不斷增加,導(dǎo)致依靠人工經(jīng)驗(yàn)以試湊法進(jìn)行反復(fù)調(diào)整的人工調(diào)整方法面臨如下嚴(yán)峻挑戰(zhàn)：效率低下、理論指導(dǎo)欠缺。對(duì)此,本文提出了基于N/N-1潮流內(nèi)嵌圖卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電網(wǎng)運(yùn)行方式智能調(diào)整方法。首先,以N/N-1潮流物理模型推導(dǎo)設(shè)計(jì)圖卷積模塊前向傳播表達(dá)式,提出了基于N/N-1潮流內(nèi)嵌的圖卷積前向傳播策略,高效提取了電力系統(tǒng)復(fù)雜拓?fù)涮卣骱统绷魑锢硖卣?進(jìn)而,以電力系統(tǒng)N/N-1狀態(tài)下潮流特征作為輸入/輸出特征,構(gòu)建了基于多層圖卷積和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊協(xié)同的運(yùn)行方式N/N-1潮流耦合關(guān)系模型,表征N/N-1狀態(tài)下的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)潮流耦合關(guān)系;其次,針對(duì)N/N-1狀態(tài)下潮流越限的運(yùn)行方式,提出了基于N/N-1潮流耦合關(guān)系的運(yùn)行方式智能對(duì)抗調(diào)整方法,以獲得運(yùn)行方式精準(zhǔn)調(diào)整策略,確保其滿足靜態(tài)N-1安全校驗(yàn);最后,在IEEE 30節(jié)點(diǎn)和某實(shí)際大電網(wǎng)341節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)上進(jìn)行算例分析,結(jié)果驗(yàn)證所提方法可智能調(diào)整N/N-1狀態(tài)下潮流越限的運(yùn)行方式至滿足靜態(tài)N-1校驗(yàn)。

作者：陳勝, 陳明健, 衛(wèi)志農(nóng), 孫國(guó)強(qiáng), 臧海祥

摘要：高比例新能源并網(wǎng)與管道摻氫為配電網(wǎng)靈活運(yùn)行帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。為定量評(píng)估配電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性,該文以電-氣-氫耦合為載體,提出了一種了電-氣-氫混聯(lián)綜合能源配網(wǎng)靈活運(yùn)行域模型。首先,考慮配電網(wǎng)管道摻氫的準(zhǔn)動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程,建立了電-氣-氫混聯(lián)綜合能源配網(wǎng)運(yùn)行模型;其次,考慮光伏預(yù)測(cè)誤差和系統(tǒng)多斷面時(shí)域耦合特性,提出了考慮管道摻氫的配電網(wǎng)機(jī)會(huì)約束靈活運(yùn)行域模型;然后,提出了一種徑向自適應(yīng)重構(gòu)算法獲取靈活運(yùn)行域邊界運(yùn)行點(diǎn),并基于運(yùn)行點(diǎn)構(gòu)建靈活運(yùn)行域空間;最后,在由33節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)和20節(jié)點(diǎn)配氣網(wǎng)構(gòu)成的電-氣混聯(lián)系統(tǒng)中開(kāi)展測(cè)試,基于可視化靈活運(yùn)行域空間準(zhǔn)確、直觀地刻畫了光伏不確定性和靈活資源調(diào)控特性對(duì)于配電網(wǎng)靈活調(diào)控能力的影響,驗(yàn)證了所提模型的有效性。

作者：呂婉煜, 趙紅生, 韓應(yīng)生, 胡德, 彭曉濤

摘要：考慮新能源并網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)調(diào)峰和爬坡靈活性供需平衡的影響,首先在建立供需兩側(cè)靈活性考慮強(qiáng)迫停運(yùn)和預(yù)測(cè)誤差的概率密度函數(shù)基礎(chǔ)上,提出基于卷積概率加權(quán)和量化系統(tǒng)靈活性供給不足的的方法;其次分別以減小靈活性供給不足和系統(tǒng)運(yùn)行成本、提高抽蓄調(diào)節(jié)靈活性運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益作為上下層優(yōu)化目標(biāo),建立抽蓄提升系統(tǒng)靈活性供給能力的分層優(yōu)化調(diào)度模型;然后采用粒子群算法求解上層模型優(yōu)化調(diào)度抽蓄參與靈活性調(diào)節(jié)的分時(shí)電價(jià),利用Gurobi求解下層模型優(yōu)化抽蓄的出力,兩層模型通過(guò)交互迭代彼此最優(yōu)解進(jìn)行協(xié)同尋優(yōu);最后通過(guò)對(duì)比不同不確定性影響下的靈活性供給能力不足、抽蓄優(yōu)化調(diào)度策略的魯棒適應(yīng)性,驗(yàn)證了所提靈活性供給能力量化方法和抽蓄優(yōu)化調(diào)度策略的有效性。同時(shí)對(duì)比仿真表明變速抽蓄較定速抽蓄具有在提升系統(tǒng)靈活性方面具有更好的運(yùn)行效益。

作者：余洋, 王卜瀟, 陳曉, 呂廷彥, 霍宇航

摘要：針對(duì)異質(zhì)性電池儲(chǔ)能系統(tǒng)(Heterogeneous Battery Energy Storage System, HBESS)在平抑微電網(wǎng)不平衡功率時(shí)壽命損耗高、電池單體(Battery Unit, BU)均衡度低及控制精度不足的問(wèn)題,本文提出了時(shí)滯環(huán)境下基于改進(jìn)分組模型的HBESS固定時(shí)間比例功率控制策略。首先,在考慮電氣參數(shù)與運(yùn)行狀態(tài)差異進(jìn)行BU調(diào)控能力評(píng)估的基礎(chǔ)上,依據(jù)評(píng)估結(jié)果,構(gòu)建基于競(jìng)爭(zhēng)合作機(jī)制的改進(jìn)分組模型。其次,利用改進(jìn)分組模型設(shè)計(jì)梯次調(diào)控方法,將功率梯次分配至調(diào)控能力較高的電池組來(lái)降低壽命損耗。接著,提出計(jì)及時(shí)滯的固定時(shí)間比例一致性算法(Time-delay based Fixed-time Proportional Consensus Algorithm, TFPCA),并證明其數(shù)學(xué)特性,探究提升其迭代精度的方法。最后,基于梯次調(diào)控方法與TFPCA,考慮運(yùn)行狀態(tài)均衡,設(shè)計(jì)電池組精準(zhǔn)梯次功率控制策略。通過(guò)某微電網(wǎng)典型日不平衡功率的仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明,TFPCA不僅可以實(shí)現(xiàn)固定時(shí)間一致性與比例一致性,還可提升迭代精度;所提功率控制策略可以有效降低壽命損耗,促進(jìn)BU運(yùn)行狀態(tài)均衡,實(shí)現(xiàn)HBESS精準(zhǔn)功率控制。

作者：詹修瑜, 袁輝, 胡光, 辛煥海

摘要：未來(lái)電力系統(tǒng)將呈現(xiàn)大量跟網(wǎng)型與構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備混聯(lián)并網(wǎng)新特征。然而,強(qiáng)網(wǎng)背景下系統(tǒng)存在構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備引發(fā)的低頻振蕩問(wèn)題,構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備異構(gòu)特性以及跟網(wǎng)型與構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備交互作用如何影響該類低頻振蕩問(wèn)題尚不清晰。為此,首先構(gòu)建了適用于低頻振蕩分析的構(gòu)網(wǎng)型和跟網(wǎng)型設(shè)備的簡(jiǎn)化模型;然后,基于矩陣攝動(dòng)理論,分別針對(duì)考慮異構(gòu)特性的構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備多饋入系統(tǒng)以及跟網(wǎng)型和構(gòu)網(wǎng)型混聯(lián)多饋入系統(tǒng),構(gòu)造了近似反映原系統(tǒng)低頻主導(dǎo)模態(tài)的等效同構(gòu)系統(tǒng),保留了原系統(tǒng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)特征,并得到了能反映原系統(tǒng)低頻主導(dǎo)模態(tài)的特征子系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上,從系統(tǒng)強(qiáng)度的視角提出了考慮異構(gòu)特性的系統(tǒng)低頻段穩(wěn)定性評(píng)估指標(biāo),并揭示了構(gòu)網(wǎng)型設(shè)備異構(gòu)特性以及跟網(wǎng)型設(shè)備動(dòng)態(tài)對(duì)系統(tǒng)低頻段穩(wěn)定性的作用機(jī)理;最后,仿真算例說(shuō)明了所提分析方法的有效性。

作者：高爽, 李辰昊, 李澤宇, 孔祥玉, 劉孟孟

摘要：圍繞近海漂浮式光伏發(fā)電場(chǎng)在海上風(fēng)浪環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行與智慧運(yùn)維的需求,該文基于海上環(huán)境與光伏電氣系統(tǒng)運(yùn)行狀況的一體化智能監(jiān)測(cè)裝置,提出一種考慮波浪作用和時(shí)序特性的故障診斷方法。首先將海上波浪運(yùn)動(dòng)規(guī)律與漂浮式光伏陣列的等效電路模型相結(jié)合,構(gòu)建多模型融合的漂浮式光伏發(fā)電模型。在此基礎(chǔ)上仿真分析正常狀態(tài)下和海上多種故障類型的發(fā)電特性,針對(duì)海上環(huán)境下特有的故障類型進(jìn)行特征提取,構(gòu)建時(shí)序故障特征矩陣,所提出的特征提取算法考慮了波浪環(huán)境對(duì)故障特征量的影響和故障發(fā)展的時(shí)序特性。最后,提出空間注意力機(jī)制（SAM）與卷積-雙向長(zhǎng)短期記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN-BiLSTM）結(jié)合的故障診斷模型并進(jìn)行了仿真及波浪實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證。該模型可兼顧波浪影響的局部特征與故障發(fā)展的時(shí)序特征的提取,結(jié)果表明所提出的基于時(shí)序故障特征矩陣的診斷方法相較于其他方法有4.4%~20.3%的準(zhǔn)確率提升。

作者：鄭新鋮, 鄒貴彬, 逯哲, 王凱琦, 李清泉

摘要：大量分布式電源（DG）的接入使有源配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與故障特征愈加復(fù)雜,特別是逆變型DG的弱故障特征、不可測(cè)分支負(fù)荷的T型接入使得傳統(tǒng)差動(dòng)保護(hù)在有源配電網(wǎng)中的靈敏性下降。對(duì)此,本文提出了一種能量積分型無(wú)功電流差動(dòng)保護(hù),通過(guò)挖掘暫態(tài)過(guò)程中無(wú)功差動(dòng)電流的非線性能量積分在區(qū)內(nèi)外故障時(shí)的差異特征,構(gòu)造了能量積分型保護(hù)判據(jù),正常運(yùn)行或區(qū)外故障時(shí)無(wú)功差動(dòng)電流的能量積分為0,而區(qū)內(nèi)故障時(shí)能夠靈敏的感知無(wú)功差動(dòng)電流幅值、頻率的變化,無(wú)功差動(dòng)電流的能量積分遠(yuǎn)大于0。所提方法降低了區(qū)內(nèi)故障穿越性電流對(duì)差動(dòng)保護(hù)靈敏度的影響,解決了不可測(cè)分支負(fù)荷引起的不平衡電流與故障電流辨識(shí)困難的問(wèn)題。仿真結(jié)果表明該方法能夠可靠地識(shí)別區(qū)內(nèi)外故障,具有一定的抗同步誤差能力。最后,開(kāi)發(fā)了具備5G通信功能的智能終端樣機(jī),通過(guò)RTDS閉環(huán)測(cè)試進(jìn)一步驗(yàn)證了該方法的有效性。

作者：顏湘武, 李秉楨, 易興平, 甄天澤, 于佳豪, 生涵竹, 賈焦心

摘要：電氣化鐵路同相牽引供電系統(tǒng)取消了牽引變電所出口電分相,當(dāng)單相牽引功率較大的交直交車型運(yùn)行時(shí)往往導(dǎo)致電網(wǎng)側(cè)公共連接點(diǎn)產(chǎn)生較大電壓不平衡度。為改善這一狀況,該文結(jié)合旋轉(zhuǎn)潮流控制器的連續(xù)調(diào)節(jié)特性,提出一種并聯(lián)型旋轉(zhuǎn)負(fù)序補(bǔ)償器(PRNC)拓?fù)潆娐贰Ｊ紫韧ㄟ^(guò)分析PRNC特殊接線,研究PRNC工作原理。其次結(jié)合PRNC輸出的負(fù)序補(bǔ)償電流特性構(gòu)建同相牽引供電系統(tǒng),提出基于雙dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系鎖相環(huán)的負(fù)序補(bǔ)償策略,以線路電氣量的正負(fù)序作為數(shù)字信號(hào)處理器輸入,運(yùn)算處理后輸出調(diào)節(jié)信號(hào)改變PRNC移相角,大幅降低電力機(jī)車在供電線路產(chǎn)生的負(fù)序電流。接著針對(duì)PRNC同相牽引供電應(yīng)用場(chǎng)景,在計(jì)算定轉(zhuǎn)子繞組每相電流的基礎(chǔ)上提出了PRNC容量設(shè)計(jì)方法。最后通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所提拓?fù)湟约翱刂频挠行?結(jié)果表明同相牽引供電系統(tǒng)中PRNC能在恒定負(fù)載和波動(dòng)負(fù)載情況下顯著降低電網(wǎng)側(cè)三相電壓不平衡度。

作者：趙博宇, 劉灝, 畢天姝, 劉昕宇, 鮑志鵬

摘要：電力系統(tǒng)故障后電磁暫態(tài)期間電氣量波形畸變嚴(yán)重、動(dòng)態(tài)變化快速,傳統(tǒng)基于傅里葉基底和動(dòng)態(tài)相量的測(cè)量方法難以捕捉電氣量在時(shí)間窗內(nèi)的局部動(dòng)態(tài)行為,導(dǎo)致暫態(tài)期間的同步相量和頻率測(cè)量結(jié)果無(wú)意義,且容易發(fā)生較大偏差,難以支撐穩(wěn)定性分析等暫態(tài)應(yīng)用。針對(duì)該問(wèn)題,提出了一種基于Takenaka-Malmquist (TM)系統(tǒng)的電力系統(tǒng)暫態(tài)電氣量測(cè)量方法。分析了基于傳統(tǒng)傅里葉基底和同步相量的表征方法在暫態(tài)電氣量測(cè)量中的局限性,揭示并證明了暫態(tài)期間基于傅里葉基底的動(dòng)態(tài)相量表征存在冗余;定義了形式類似傳統(tǒng)相量和頻率的TM相量和TM頻率,提出了兼容現(xiàn)有同步測(cè)量體系的TM表征方法;在表征的基礎(chǔ)上,提出了基于自適應(yīng)傅里葉變換的TM表征量快速計(jì)算方法。仿真和現(xiàn)場(chǎng)故障數(shù)據(jù)測(cè)試表明,相比動(dòng)態(tài)基頻相量測(cè)量方法和寬頻相量測(cè)量方法,所提方法可以捕捉暫態(tài)電氣量在時(shí)間窗內(nèi)的局部特征,且支持高精度、無(wú)冗余的暫態(tài)電氣量波形重構(gòu),可還原更完整的暫態(tài)信息。

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