摘要:在电网调度决策领域应用人工智能(AI)技术已成为研究热潮,但目前AI技术在泛化性、安全性、可解释性等方面的缺陷成为阻碍其实际应用的瓶颈。作为新一代人工智能五大技术方向之一，混合增强智能将人的认知引入人工智能系统中，与机器智能共同形成的混合智能形态，有望成为突破当前AI应用瓶颈的重要方法体系。文中重点研究混合增强智能调度的基础框架——人机协同知识演化机理和方法，为将当前“机器辅助调度”模式提升到“混合增强智能调度”模式奠定理论基础。首先，分析了当前AI技术在电网调度决策中的应用现状；其次，阐述了知识演化的内涵，并提炼科学问题；再则，探讨了知识演化的实现思路，并归纳为“一个架构、二个通道、一个推理机制”；最后，分别从知识架构、知识获取、知识解释和知识推理对支撑知识演化的4项关键技术进行了研究，提出了研究参考思路和实现方法。

摘要:随着数据中心的广泛部署，解决其高能耗问题正成为一大技术挑战。为降低数据中心用能成本和缓解环境污染问题，利用可再生能源为数据中心供电正成为关注热点。然而，由于可再生能源的随机性和波动性，数据中心对其消纳率低下。在考虑可再生能源随机波动特征和数据中心制冷系统负荷可控特征的前提下，提出一种面向数据中心制冷系统即时消纳可再生能源的变温控制策略。通过数据中心制冷功耗与可再生能源发电即时匹配，使制冷量随可再生能源出力而变化，发挥数据中心机房热惯性对温度变化的衰减和延迟作用，确保在制冷量波动的情况下数据中心维持在安全运行温度。搭建了数据中心能耗模型和温度动态响应模型，并提出了适用于评价数据中心可再生能源利用率的新型能效指标，验证了所提变温控制策略能够大幅提高可再生能源利用率并降低市电消耗。

摘要:随着新能源发电占比的不断提升，其出力的随机性和波动性给电网的安全稳定运行带来巨大挑战。在电网中合理配置电池储能系统是提升新能源发电接入和消纳的重要手段。从输配电网全局的层面考虑集中式与分布式电池储能的协同优化规划，其中，集中式电池储能接入输电网、分布式电池储能接入配电网。将整个问题分解为输电网层的集中式储能优化配置主问题和各个配电网层的分布式储能优化配置子问题。为考虑两层间有功和无功功率交换，主问题采用了计及无功功率的输电网线性化潮流模型。针对主问题和子问题的特点，提出了改进分析目标级联法进行求解。基于IEEE 24节点输电网和IEEE 33节点配电网设计算例系统进行仿真分析，结果表明，所提方法可通过在输配电网中合理配置电池储能有效提升电网新能源消纳能力。

摘要:用户侧分布式储能响应电价同时参与一次调频(PFR)服务的日内运行过程，需要在多维不确定信息下开展优化决策，以保障PFR的可靠性能及运行经济效益。将日内运行问题构建为考虑PFR性能约束的马尔可夫决策过程，进而提出了一种“前瞻-值函数近似”混合运行策略。在离线阶段，基于近似动态规划思想引入决策后状态近似值函数，以表征不同时段状态下的长期期望效益，并利用差分学习算法对近似效益函数开展离线训练。日内运行过程中，结合滚动更新的预测信息以及离线训练的长期时域近似效益函数，在线滚动优化两阶段近似动态规划模型以动态获取各时段近似最优决策。算例结果表明，所提策略能够兼顾全局经济效益与在线运算开销，同时保障分布式储能资源的频率响应能力。

摘要:对于含有多个园区级主体的多园区综合能源系统，其优化运行过程中面临着多主体利益分配冲突、信息隐私保护以及风光出力随机波动等挑战性问题。对此，在考虑风光不确定性影响下，提出一种基于合作博弈的多园区综合能源系统分布式优化方法。首先，基于博弈论建立多园区系统合作博弈模型，并根据Shapley值进行利益分配；其次，采用交替方向乘子法解耦不同园区级系统，通过交互迭代实现分布式求解，解决多主体参与下的信息隐私保护问题；再次，结合场景法与条件风险价值理论量化表达风光出力的随机波动特性，建立不确定性环境下的系统优化模型并求解；最后，通过算例仿真验证了所提模型在提升整体经济效益、确保各主体信息安全性以及适应不确定性环境方面的有效性。

摘要:为了更有效地引导需求侧资源优化电源结构，提出了一种基于阶梯型需求响应(DR)激励机制的供需主从博弈电源规划方法。首先，将碳交易、绿色证书机制和DR引入规划模型中，提出了阶梯型DR激励机制。在此基础上，通过分析系统内各主体的运行特性，将供电侧作为领导者，负荷聚合商作为跟随者，建立了供需两侧三阶段主从博弈电源规划模型。通过大M法和线性化方法将负荷聚合商和供电侧规划模型转化为混合整数规划问题，然后利用差分进化算法和Gurobi求解器对模型进行求解。算例表明，供电侧可基于所构建模型得到合理、有效的DR激励方案来引导需求侧资源优化电源结构，提升了系统的经济效益和新能源消纳水平。

摘要:针对电力需求响应试点初期存在响应规模偏小、用户响应意愿较低且具有多重不确定性等问题，电网公司通过设计合理的需求侧互动机制引导用户积极、高效参与需求响应具有重要意义。为此，提出了考虑用户响应行为强不确定性的阶梯式需求响应激励机制随机优化模型。首先，构建参与需求响应的日前竞价市场用户切负荷行为和负荷波动的多重不确定性模型，以获得不同需求响应阶梯激励系数和调用场景下的期望响应量；然后，以电网公司为主体构建基于双层随机规划的阶梯式需求响应激励机制优化模型，上层构建在长时间尺度下的阶梯式需求响应激励机制阶梯区间和激励系数优化模型，并基于Pareto最优实现用户响应积极性最高、单位容量负荷激励成本最低的多目标优化；下层在给定的激励系数下，构建多负荷缺额场景下计及达标机会约束的需求响应调用裕度优化模型。最后，采用中国浙江省需求响应试点的实际数据进行仿真验证，结果表明阶梯式需求响应激励机制能够引导用户积极响应，并提高电网公司调用需求侧资源的经济效益。

摘要:高质量光伏功率数据是光伏发电和并网研究的基础，但光伏电站的实际运行功率数据中通常含有高比例的异常数据，且异常和正常数据的界限不明显，传统的新能源异常数据识别方法难以应对此类型的异常数据。分析光伏功率连续型异常数据和离散型异常数据的典型特征，提出了一种高比例异常数据的组合识别方法。首先，基于连续型异常数据在时间上具有连续性的特点，采用相似日同时段均值对比算法剔除连续型异常数据；其次，基于离散型异常数据与正常数据相比较为分散的特点，采用四分位法剔除离散型异常数据。算例分析表明，所提方法能够适应具有异常数据和正常数据界限不明显特征的高比例异常数据条件，有效识别连续型异常数据和离散型异常数据，从而大幅提高了辐照度和光伏功率的线性相关程度。

摘要:随着中国“双碳”目标的提出和可再生能源接入比例的不断提高，其精确预测对提高新能源消纳水平和电网稳定性以及降低系统规划运行成本具有重要意义。为此，提出了基于自然进化策略（NES）的极限学习机（ELM）网络参数两阶段优化训练方法及可再生能源功率预测改进模型。在第1阶段，使用ELM随机参数和广义矩阵逆运算过程训练模型网络参数。ELM训练过程具有随机性且矩阵逆运算过程缺少对参数的微调，导致模型虽然训练速度较快，但在精度上有所欠缺。因此，第2阶段在原有模型训练结果的基础上引入输出层偏移和自适应的NES算法，对网络参数进行二次优化调整。结果表明,该两阶段优化算法能够有效地提高模型预测精度。

摘要:为了研究塔影效应及风剪切对风电机组输出功率的影响，以双馈风电机组为例,首先，计及风速变化，推导双馈感应发电机的暂态能量函数；然后，研究风电机组周期性功率波动特性、频率响应及振荡机理；最后，在PSCAD/EMTDC平台上搭建包含风速模型的单机无穷大系统模型并进行仿真，通过风电机组功率波动及暂态能量的变化，分析塔影效应及风剪切对风电机组的影响。仿真结果表明，塔影效应和风剪切会造成风电机组的功率波动，当机组功率波动频率与风电机组轴系固有振荡频率相等时，风电机组发生共振，振荡幅值最大。

摘要:新能源远距离送出系统的短路比较低时，容易引发振荡和过电压等问题，提升送端电网的电网强度存在迫切需求。鉴于调相机在动态无功支撑方面的优势，工业界普遍采取加装调相机的措施以提升大型新能源基地的送出能力。然而，调相机本质上是同步机，在短路比较低且新能源控制配合不恰当时存在暂态功角失稳风险，这一潜在问题尚未引起工业界的足够重视。为此，首先解析了新能源送出系统调相机的功角特性，分析了调相机暂态功角失稳机理。其次，提出了量化调相机同步稳定性的新能源等效容量折算系数和系统的临界短路比条件。进一步，分析了影响调相机功角稳定水平的关键因素，为后续提高调相机同步稳定裕度的协调控制策略提供理论基础。仿真算例验证了所提稳定机理和影响因素的有效性。

摘要:为解决综合能源系统内多个能源集线器间的不完全信息以及竞争制约关系给系统经济与环境优化调度带来的挑战，建立了经济和环境协同的综合能源系统优化调度模型，并分析了动态价格机制下多能源集线器间的制约关系，采用决策博弈方法对多能源集线器进行优化调度。针对能源集线器间热电联产运行模式的不完全信息，采用贝叶斯博弈对多能源集线器间的不完全信息博弈关系进行建模，并给出了博弈算法描述，获得计及环境成本的多能源集线器间贝叶斯博弈优化调度方案。仿真分析表明，依据不完全信息下多能源集线器间的博弈模型所得综合能源系统经济与环境优化调度方案趋近于实际情况，能够在提高经济效益的同时兼顾环境污染问题，具有合理性和可行性。

摘要:随着电力系统中不确定性因素的不断增加，传统确定性的时域仿真分析已难以满足不确定性环境下系统暂态分析的需要。为此，提出了一种基于含时序项代理模型的时域仿真不确定性分析方法。该方法采用非线性有源自回归（NARX）模型表征系统动态特性，利用多项式混沌展开（PCE）方法刻画系统内随机因素的影响，在保证计算精度的同时，提高了时域仿真不确定性分析过程的效率。同时，引入了最小角回归（LAR）策略以选取代理模型的基函数，克服了高维随机变量所引起的维数灾问题。采用标准IEEE 9节点和118节点系统进行仿真，并与传统方法对比，验证了所提方法的准确性和高效性。

摘要:多端口电力电子变压器（PET）是交直流混合配电网组网的关键设备。然而，当多端口负荷功率差异较大时，将引起PET相间或相内功率严重不平衡从而超出PET的功率传输能力，导致系统不稳定。因此，提出一种级联式跨相并联型多端口PET的安全稳定运行区域分析方法及其稳定控制策略。首先，建立基于调制比的系统稳定运行约束条件；然后，推导系统安全稳定运行区域及边界的解析表达式，给出其安全稳定运行裕度的定义和计算方法；最后，提出提升PET安全稳定运行裕度的功率转移策略，利用MATLAB/Simulink仿真验证了所提策略的有效性。

摘要:对于采用输入串联输出并联(ISOP)的直流变压器，输入侧电压平衡控制是必要且复杂的设计。基于双有源桥式模块，提出了一种改进的输入电压自平衡型直流变压器拓扑。通过在模块间增加开关谐振支路，该拓扑在不增加开关器件数量的前提下实现了输入侧电压自平衡。通过对开关谐振支路的电流应力分析，发现该支路不会产生额外的开关损耗，也不会影响各模块工作原理。与传统均压控制解耦算法的对比表明，所提拓扑的电压自平衡特性避免了由于建模精度不足所带来的系统稳定性风险。文中给出了该直流变压器电压控制设计，并在不改变谐振支路工作状态的前提下，给出了故障模块切除和恢复的控制方案。仿真和实验验证了该拓扑的功能和特点。

摘要:在高压杆塔在线监测设备的电池充电过程中，为了兼顾充电速度与安全，常采用恒流/恒压充电方式。文中基于多中继线圈的无线电能传输系统，提出一种仅切换一次系统工作频率便能实现恒流/恒压输出的方法，该方法无需复杂的控制和额外的元件。首先，分析得到恒流、恒压与系统系数矩阵之间的定量关系；然后,采用迭代算法确定各个补偿参数的数值，使得系统在两个不同的频率点上可以分别实现恒流或恒压输出；最后，切换系统的工作频率，即可从恒流输出模式切换到恒压输出模式。实验结果表明，在负载大范围变化时，电流增益和电压增益仅略微变化，且在整个充电过程中几乎没有无功功率。

摘要:低压配电线路参数是进行非突发性故障预警、线损计算等研究的重要基础。然而，由于智能电表提供的信息不足及中性线的存在，线路参数方程求解困难。为此，提出了一种计算三相四线制低压配电线路参数的方法。首先，假定线路阻抗初值，并根据已知拓扑分析各段中性线上的功率损耗；其次，推算线路功率分布及电流相位角，并利用相位角与测量值形成新的电气量；最后，基于最小二乘法迭代求解实际线路阻抗值。通过包含20个负荷节点、47条线路的算例，验证了所提方法的有效性。

摘要:电抗器绕组匝间短路或铁芯饱和时自身电感值会发生变化。实时计算出电抗器绕组电感值，将提高匝间短路故障识别的准确性。通过推导电抗器模型回路方程得到了匝间短路时电感值与电压、电流及短路电流之间的映射关系，提出了基于最小二乘法的电感值时域计算方法。针对匝间短路故障识别问题，研究分析了匝间短路故障及铁芯饱和时绕组电感及电感变化率值的不同收敛特征，提出了基于电感特征的并联电抗器匝间短路故障识别方法，并配合零序电流综合谐波及相电流特征共同识别电抗器饱和。所提方法不仅没有改变现有匝间短路保护基本原理，而且适用性强、可靠性高。

摘要:为解决柔性直流输电工程模块化换流阀现场测试效率低、测试覆盖面不够广的不足，提出一种模块化换流阀低压加压电路及模块批量测试技术，采用低压直流源、低压加压网络配合阀控批量测试策略，实现了阀塔级子模块直流电容批量受控充电、自动批量测试及快速可控放电，解决了传统测试方案测试效率与测试项目无法兼顾的不足。研制了低压加压设备，搭建了EMTDC系统仿真模型以及含实际工程换流阀阀塔的试验系统，验证了所提方案的正确性与可行性。

摘要:运行环境对海上风电机组状态的影响不可忽视，而运行环境因素与风电机组状态变量间耦合关系复杂，文中提出一种基于贝叶斯决策理论和Copula函数的海上风电机组状态判别方法。首先，挖掘运行环境与风电机组状态变量间的相关性特征，分别在风电机组正常和故障两种情况下，利用多元Copula函数构建对应变量的联合密度函数；然后，依托贝叶斯决策理论进行风电机组状态判别；最后，以中国某海上风电场实际运行工况为例进行分析。结果表明：运行环境对风电机组状态判别影响较大，考虑运行环境影响可提高风电机组判别结果的准确率，为利用海上环境因素进行风电机组早期状态预测提供新的参考依据。

摘要:变、储、充多功能综合站作为配电网、交通网、新兴分布式资源连接的枢纽，是电力物联网建设的基础单元。基于综合站支撑充电、分布式交易两类新兴业务的成本投入和增值服务收益的细粒度经济性分析，建立综合站选址以及变、储、充设备定容统一优化模型。模型计及综合站内储能对分布式交易的支撑，将储能配置和充放电运行决策嵌入基于交替方向乘子法(ADMM)的分布式交易潜力分析，实现分布式交易组态结构与综合站供电服务范围划分的协同优化。采用内嵌ADMM的Voronoi图改进迭代寻优方法,求解综合站规划模型。算例分析结果表明，采用所提模型优化规划综合站可实现综合站多业务协同增效，促进电力-交通网深度融合以及各类分布式资源规模化接入和消纳。