摘要:双碳目标下电动汽车有序充电与车网互动技术研究

摘要:出于对用户不同充电需求的考虑，市场上出现了具有多种充电模式的充电桩，增加了电动汽车充电控制的复杂性。针对区域内数量确定的充电桩，文中研究了针对具有多种充电模式的充电桩的控制策略。首先，根据充电桩和电动汽车的匹配结果，建立了充电桩的负荷状态向量；其次，根据系统是否需要考虑调峰需求响应，提出了不同的控制目标和控制策略；最后，以某实际工业园区为例，计及园区光伏出力、电池储能及分时电价等条件，进行仿真控制，对比分析了其在不受控、不考虑需求响应控制以及考虑需求响应控制3种情况下的结果，验证了文中控制策略的有效性。

摘要:全球能源危机背景下，电动汽车日益普及，大规模电动汽车无序充电给电力系统带来新的用电压力。规划电动汽车有序充电、解决充电导致的峰谷差扩大问题尤为重要。文中首先以博弈论为基础，提出以方差评估调峰水平，考虑用户充电等待时间，建立售电站收益-电动汽车用户满意度博弈充电模型。然后，利用粒子群优化算法求解双方最优策略，达到博弈均衡。最后，以600户家庭的居民小区为例进行仿真分析。结果表明，所建模型和求解策略能够优化电动汽车充电行为，较大程度调节电网负荷方差，防止产生充电新高峰，同时，在保证电网峰谷调节需求的基础上，可提高售电站收益，满足用户出行需求。

摘要:为了应对大规模电动汽车调度模型求解复杂、算力要求高的问题，机器学习方法在电动汽车充电导航调度中越来越受到关注。针对充光储一体化能源站，文中提出了一种基于深度强化学习（DRL）的充光储能源站调度策略。首先，分析了能源站运行策略与DRL基本理论。其次，基于后悔理论刻画用户对不同充电方案时间与费用的心理状态，建立了智能体对"人-车-站"状态环境全感知模型，并引入时变ε-greedy策略作为智能体动作选择方法以提高算法收敛速度。最后，结合南京市实际道路与能源站分布设计了多场景算例仿真，结果表明所提方法在考虑用户心理效应的基础上能够有效提高能源站光伏消纳率，为电动汽车充电调度提供了一种新思路。

摘要:柔性台区将若干个传统交流台区通过柔性装置互联，能够充分利用各台区变压器的容量，提升对电动汽车的接纳能力。文中首先针对柔性台区建立了一维安全经济运行边界模型，并提出采用安全裕度百分数作为度量机制，为调度人员提供直观的系统运行状态和安全裕度，实现主动调度。进一步地，基于凸包络构建柔性台区的二维安全经济运行域模型，方便调度人员对多个充电站进行协同管理。仿真结果表明，安全经济运行边界能够同时计及系统的安全性和经济性，可拓展性强；经济指标对安全经济边界的形态有较大影响；柔性台区中的直流充电桩和交流充电桩的安全经济运行边界具有不同的形态；基于凸包络的二维安全经济运行域模型能够有效反映系统运行状态的安全性和经济性。

摘要:电动汽车（EV）充电站是为用户提供充电服务并为电网提供能量聚合调节能力的中心，需要在保障用户需求的基础上实现各方利益的均衡。文中立足包含常规负荷、储能及分布式新能源（DRG）的多元充电站（MCS），设计激励用户参与调节的充电价格机制，并分别基于期望效用理论（EUT）和前景理论（PT），建立用户选择的理性和非完全理性模型。采用模型预测控制（MPC）方法，提出了兼顾充电站运营经济性和调节灵活性的调度策略，并通过虚拟变量的设置，将双层优化转化为单层优化，减少了计算时间。基于面向真实人的实验，验证了非完全理性模型在预测用户行为上的优势。优化仿真实验中，文中所提出的融合社会-物理方法的调度模型在电网指令跟随、经济性优化等方面均表现出了良好的性能。

摘要:电缆附件在长期运行过程中，其界面硅脂与绝缘硅橡胶直接接触使其逐渐被硅橡胶吸收，导致硅橡胶性能下降，甚至引发电缆附件界面问题。文中以附件绝缘硅橡胶吸收硅脂的增重试验为基础，研究不同温度下硅脂/硅油在硅橡胶中的扩散规律并获得相应的扩散参数；研究硅脂对硅橡胶体积电阻率、相对介电常数、介质损耗角正切值和工频击穿场强等电气性能的影响规律。结果表明，不同温度下硅脂/硅油在硅橡胶中的扩散规律服从Langmuir扩散模型；硅橡胶对硅脂/硅油的吸收能力随温度升高而增强，且硅橡胶内硅油分子的脱附过程更强；随着硅橡胶对硅脂吸收量的增加，硅橡胶的体积电阻率逐渐降低，相对介电常数和介质损耗角正切值逐渐增加，但其工频击穿场强呈先增大后减小的趋势。

摘要:针对配电物联网中海量数据易受网络攻击的问题，提出一种基于区块链的配电物联网数据安全防护方法。首先，构建一种协作式安全防护架构，通过自适应流量监测设计异常流量识别机制。其次，采用改进实用拜占庭共识（PBFT）算法建立信任机制，实现配电云主站与每个配电边缘代理装置攻击检测模型共享。然后，基于区块链智能合约实现攻击检测模型动态更新，采用深度强化学习训练各攻击检测模型并进行融合，得到攻击检测融合模型。最后，基于Mininet搭建仿真平台并对所提方法进行实验论证，结果表明，所提攻击检测模型综合性能优于集中式和分布式模型。

摘要:交联聚乙烯（XLPE）因其优异的介电、理化性能而被广泛应用于电缆绝缘领域。在电缆的服役过程中，电缆绝缘内部会积聚空间电荷，严重时可引发电场畸变，导致电缆击穿事故发生。对于直流XLPE电缆，空间电荷的积聚及影响更加不容忽视。针对直流XLPE电缆绝缘中产生的空间电荷积聚效应，目前学界主要采用共混改性、聚合物链段接枝极性基团、纳米掺杂改性及制备高纯净绝缘料等方法来进行控制，改性后的直流XLPE电缆绝缘对空间电荷产生的抑制效果均有所提升。文中首先对上述直流XLPE电缆绝缘中空间电荷的抑制方法进行综述，介绍其抑制原理以及相应的抑制效果，然后对比总结不同抑制空间电荷方法的优缺点，最后对未来直流XLPE电缆绝缘中空间电荷抑制方法的研究发展作出展望。

摘要:针对从供需两侧评估电网节点电压暂降水平的需求，提出考虑系统和设备侧的节点电压暂降严重程度评估方法。首先，根据系统与设备评估重点构建指标：基于累积/互补累积分布函数、严重性指标及暂降统计表定义节点平均电压暂降影响度指标，与电压暂降频度指标共同构建系统侧指标集；由节点综合电压耐受曲线及能量损失公式构造节点综合故障率作为设备侧指标，再形成兼顾系统和设备侧的综合评价指标集。其次，对指标集赋权，并采用基于马氏距离的逼近理想点（TOPSIS）法刻画节点电压暂降严重程度，在IEEE 30节点系统仿真，并使用所提方法评估节点电压暂降严重程度，实现了电压暂降薄弱节点的辨识。最后，通过模糊C均值聚类方法对不同组合指标进行评估合理性分析，结果证明文中所提方法能解决单一指标评价片面的问题。

摘要:柔直电网换流站内单相接地故障的电磁暂态过程复杂且易产生过电压，严重影响系统的安全稳定运行。文中将换流站内单相接地故障分成交流故障区和直流故障区，首先采用复合序网络定量分析交流侧过电压机理及零序电压特征。然后，基于换流器控制器方程推导得到故障序分量从交流侧向直流侧传播的规律，得出零序电压是导致直流侧和其他换流站过电压的主要因素。此外，为了抑制直流侧过电压，提出一种零序过电压控制方法，并给出控制器参数的选择方案。最后，基于PSCAD搭建柔直电网仿真模型，仿真结果验证了故障机理推演的正确性及过电压抑制策略的有效性，提升了站内单相接地故障后的安全稳定运行能力。

摘要:直流输电系统的参数设计和故障分析依赖于系统建模与仿真，常规详细模型的仿真需要借助实时数字仿真等设备，而现有的简化模型又难以保证故障状态下的准确性，亟需提出新的建模方法以减小简化模型的暂态误差，继而降低直流输电系统的仿真难度与投入成本。为此，文中提出一种基于电网换相换流器的高压直流输电（LCC-HVDC）的常微分方程（ODE）模型，并将开关函数扩展到兼顾故障运行状态。首先，基于开关函数理论推导出LCC-HVDC的ODE模型；接着分析了自然换相点偏移和换相失败对开关函数的影响，并以此提出一种考虑故障状态的开关函数调制策略；最后结合仿真算例，研究了ODE模型在多种故障状态下的运行特性，并计算对比了仿真误差与运行效率。仿真结果表明，文中ODE模型能够准确反映换流阀的各种故障状态，且具有误差小、效率高的优点。

摘要:碳化硅（SiC）器件耐高频高温、散热性能好、导通电阻小，应用于无线充电系统可有效提高无线充电系统的效率。文中首先对比了SiC材料与Si材料的特性，在此基础上研制了一套基于SiC器件的无线充电系统电源装置。该装置由整流模块和逆变模块构成，输入端接市电，且装置的整流模块具有功率因数校正功能。文中详细给出了整流模块的整流桥选型策略、滤波电路参数设计方法、Boost电路功率器件和无源元件设计原则及开关管控制电路设计方法，还给出了逆变模块的开关管选型策略、开关管驱动电路和开关管保护电路的设计方法。最后，实验结果验证了方案的有效性和可行性，输入侧实现了高功率因数，逆变电路开关管电压振荡得到抑制，实验样机的效率峰值可达98.2%。

摘要:由于光伏发电量具有波动性，且现有的光伏发电量预测技术存在气象因素考虑不全面、特征提取不充分等问题，为提高光伏发电量预测精度，文中提出一种改进的典型气象年方法（TMY Method）生成典型气象年数据，并结合广义回归神经网络（GRNN）进行光伏发电量预测。首先，选择6种历史气象指标，利用Finkelstein-Schafer统计方法选择典型气象周，并生成典型气象年数据；然后，使用因子分析法对会影响光伏发电量的气象指标进行筛选，对筛选出的气象指标和日光伏发电量进行标准化处理后，将其作为GRNN模型的初始输入量，得到预测日的光伏发电量；最后，利用江苏省南京市的历史气象数据及日发电量数据对所设计的模型进行训练和预测。结果表明，与标准TMY Method-GRNN预测方法相比，文中所提预测方法有较好的预测性能。

摘要:直流配电系统一般采用双极性供电形式，其中真双极接线形式在故障工况下正、负极可单独运行，但成本较高，适用于对可靠性要求较高的场合。为实现电力电子变压器在真双极接线形式的直流配电系统中的应用并有效降低装置成本，文中提出了一种基于开关复用型子模块的电力电子变压器拓扑，并对其工作原理和控制策略进行分析。所提电力电子变压器控制包括低压端口电压控制和电压均衡控制，电压均衡控制器和低压端口电压控制器相互解耦，方便独立设计。相比传统真双极接线形式，所提子模块中双有源桥和电压均衡电路之间功率开关实现了有效复用，能够有效降低系统成本，提高功率密度。仿真结果验证了所提控制策略的正确性和有效性。

摘要:输电线路舞动严重影响电网的安全运行。文中从造成输电线路舞动的影响因素出发，将模糊数学理论运用到输电线路舞动预警研究中，构建基于改进模糊层次综合评判法的输电线路舞动预警模型。文中首先筛选出垂直风速、雨量、相对湿度、气温、导线张力5个主要影响指标，构建预警评判因素集以及Ⅳ级、Ⅲ级、Ⅱ级、Ⅰ级4种评判目标集。然后，将监测数据代入模型计算，根据模糊综合评判结果发布预警信息，为工作人员感知线路风险、做好防灾准备提供指引。最后，开发基于ArcGIS Engine的输电线路舞动预警辅助决策系统，可视化展示预警信息，并选取实际线路数据验证所提方法的有效性，结果表明所提预警方法与技术可为输电线路安全运行提供决策支撑。

摘要:电力电缆故障多发生于中间接头位置，而施工缺陷是引发中间接头故障最主要的原因。为评估电缆中间接头典型施工缺陷的危害性，文中建立电缆中间接头三维有限元模型，分析电缆中间接头存在硅脂涂抹不均匀、主绝缘划伤和接头受潮3种施工缺陷时的电场分布规律，探究不同缺陷位置与场强之间的关系，并搭建工频交流电压局放试验平台对试样进行局放试验。结果表明：硅脂涂抹不均匀时，空气间隙在应力锥周围造成的电场畸变程度最严重；远离应力锥时，场强逐渐减小。主绝缘划伤时，电场畸变最为严重，空气间隙在外半导切断处场强最大。接头受潮后，当水膜位于应力锥附近时，电场畸变程度最为剧烈。相同加压条件下，接头受潮、硅脂涂抹不均匀、主绝缘划伤3种缺陷造成局部放电的次数依次增加。

摘要:为了探索脉冲电应力作用下高压绝缘栅双极型晶体管（IGBT）器件绝缘材料的局部放电特性，建立高频高压脉冲作用下的局部放电测量平台，系统研究了电压幅值、脉冲重复频率、上升沿时间和脉宽对聚酰亚胺薄膜局部放电特性的影响规律。结果表明：随着电压幅值从3 kV增加至11 kV，脉冲上升沿处的局部放电信号幅值逐渐增大，而放电时延逐渐减小；随着脉冲重复频率从50 Hz增大至100 kHz，上升沿的放电时延逐渐增大但局部放电信号幅值几乎不变；随着上升沿时间从136 ns增大至300 ns，放电时延逐渐增大且更加分散，局部放电信号幅值逐渐减小且更加紧密；与脉宽为1 μs的情况相比，脉宽为500 ns时局部放电信号幅值更大且放电时延更小。该结果可为高压大功率电力电子装置中固态开关的绝缘老化和状态监测提供重要科学依据。

摘要:为了探究达到设计寿命的高压交联电缆继续运行的可靠性，文中对一回实际运行32 a的110 kV高压交联聚乙烯（XLPE）电缆采用预鉴定试验方法，进行为期180 d的电热循环加速老化试验。通过综合分析比较试验过程中电缆绝缘内、中和外层的电场强度和温度场变化的差异，并将各绝缘层试验条件转化为导体芯表面得到相应的等效试验条件，发现电缆绝缘中层和外层的等效试验条件接近电缆的实际运行情况。通过相关理化实验分析比较试验前后电缆绝缘各层的微观和聚集态状况。结果发现：绝缘内层在严苛的试验条件下热氧化降解占主导；绝缘中层虽然发生一定的氧化降解，但晶体结构仍有所改善；绝缘外层的结晶形态在温度效应的热刺激下趋于完善。因此，可以评估该退役电缆的其余部分在实际运行条件下仍具有长期服役的潜能。

摘要:在海洋石油工程中，电动机是主要的电气负载，其起动过程可能会产生瞬时冲击，影响直流配电网的系统性能。文中基于降阶解析的思想，对此特殊场景下瞬时负载的影响开展研究。首先在一定条件下简化系统动态微分代数方程，推导直流母线电压的近似解析表达式；然后研究瞬时有功负载对海洋采油平台直流母线电压的影响；最后在PSCAD/EMTDC中搭建四端柔性直流配电网模型并设置不同的瞬时负载进行仿真，分析不同瞬时负载情况下的直流母线电压，验证文中所提解析表达式的正确性。结果证明，文中的解析表达式可以有效反映海洋采油平台直流配电网对瞬时负载的适应性。

摘要:随着可控移相器（TCPST）在现代电力系统中应用水平的逐渐提高，计及TCPST的系统最优潮流（OPF）计算迎来了新的挑战。文中提出了一种基于改进内点法的含TCPST电力系统OPF计算方法。首先，结合TCPST接入系统的等效功率注入模型，以系统有功网损最小为目标建立含TCPST的最优潮流模型；其次，为提高收敛速度，文中针对多中心-校正内点法（MCCIPM）进行改进，提高了仿射方向迭代步长并重新配置关键映射参数；最后，基于改进后的MCCIPM，在IEEE 14、IEEE 30和IEEE 118节点网络完成OPF计算。测试结果表明，TCPST具有控制线路潮流分布的能力，验证了文中计算方法在求解效率上的优越性。

摘要:综合能源系统包含了大量的不确定因素，因此需要考虑综合能源系统在不确定环境下的运行状态。文中基于解析法和近似法，提出一种辐射状供热网络概率潮流快速计算方法。首先通过正态分布函数的数字特征得到管道流量的均值与方差，然后利用连续型随机变量的性质得到了节点温度的均值与方差，当求得热电联产机组热出力概率分布后可得机组电出力概率分布，最后求得电网各状态变量的概率分布。文中方法不需要迭代即可计算出稳态潮流与概率潮流，且不存在收敛性问题。该方法能在保证计算精度的同时，极大地提高计算速度，可为综合能源系统的不确定性分析和风险评估提供参考。

摘要:为解决现有基于红外图像识别变压器套管油位存在的过于依赖温度信息、人工处理效率低下等问题，文中结合目标检测技术提出了一种基于改进单次检测器（SSD）的套管智能油位识别方法。通过引入SSD目标检测方法，检测红外图像中的套管区域，加入损失函数以改进SSD算法从而提高套管检测准确率，并进一步通过简单线性迭代聚类（SLIC）的应用实现了不依赖红外图像温度信息的油位检测。对比文中提出的基于红外图像的油位识别算法检测结果与人工油位检测结果，表明文中提出的算法不仅在效率上领先于传统的温度检测方式，且其误差较小，仅为0.08%。对比结果验证了所提算法在保证检测精度的情况下可大幅度提高检测效率，有效提升套管故障诊断效率和智能化水平。

摘要:直流断路器作为柔性直流电网的关键设备，用于故障快速隔离和恢复，大大提高了直流电网的安全性和可靠性。文中基于混合式高压直流断路器，详细研究了其控制保护架构和控制保护策略。首先设计了"冗余双重化"控制系统架构和"三取二"保护系统架构，具有架构层级清晰和功能分配明确等特点；然后给出了混合式直流断路器的分闸和合闸控制策略，并详细设计了本体过流保护策略、本体设备保护策略和辅助设备保护策略；最后研制了一套500 kV/25 kA混合式高压直流断路器的控制保护系统，并通过实时数字仿真系统（RTDS）进行仿真研究，结果验证了控制保护系统及其策略的正确性和有效性。

摘要:气体绝缘线路（GIL）回路间电磁感应关系不同于架空导线，线路中存在GIL将会影响感应电压、电流的计算结果，从而影响线路地刀的选型。文中以同塔双回架空线和GIL混合特高压线路为例，研究回路间电磁感应的计算。首先对GIL进行电气参数计算，并理论推导混合线路感应电压、电流计算公式；其次利用EMTP-ATP仿真验证理论分析结果，分别仿真研究了GIL在母线位置、在线路中间以及不含GIL 3种工况下的感应电压、电流变化规律，并分析了GIL在线路中间时感应电流大幅度增加的原因；最后研究了GIL在线路中长度占比的不同对感应电压、电流的影响。研究结果可为含GIL的混合线路地刀选型提供理论计算参考。

摘要:电网故障处置预案是电网故障处置的重要参考，对电网故障处置预案文本中各类电力设备、名称编号等细粒度的关键实体信息进行抽取，是实现计算机学习理解预案内容并进一步支撑故障处置智能化的重要基础。文中提出一种基于深度学习的电网故障处置预案文本命名实体识别技术，首先采用字向量表征预案文本，然后将注意力机制以及双向长短期记忆网络相结合，有所侧重地提取实体词深层字符特征，最后采用条件随机场求解最优序列化的标注。算例表明：文中所提预案文本命名实体识别模型不依赖人工特征，能够自动高效地提取文本特征，准确识别预案文本中细粒度的实体词，满足预案文本中关键实体信息精确定位和识别的要求。

摘要:油纸绝缘电力设备绝缘状态的准确诊断与评估对于电力系统的安全稳定运行具有重要的意义。频域介电谱（FDS）法具有包含绝缘信息丰富、抗干扰能力强等优点，但其低频段测试过程需要耗费大量时间，为现场测试与诊断评估带来困难。此外，由于低频段电流幅值较低，极容易受到外界干扰导致测试误差。为了解决低频FDS法测试时间长及精度差的问题，文中采用时域法和频域法混合求解方式，在低频段，运用傅里叶变换将时域极化电流信号变换到频域，从而得到低频段的损耗因数。为解决低频段FDS法及极化与去极化电流（PDC）法电流测量误差大的问题，文中设计了一套基于时频域介电响应混合的绝缘诊断装置，其中线性级联放大器具有高带宽、高电压、低谐波畸变率的优点；微电流测量电路采用对称差分结构，可有效抑制温度和工频干扰的影响。最后，通过对变压器油纸绝缘套管模型进行实验测试，验证了该装置测量的准确性。

摘要:分布式光伏、风电等可再生能源出力具有较强的随机性和不确定性，其大量并网给配电网的运行带来了极大的挑战。文中提出了一种多类型源储协调互动的配电网分布鲁棒优化调度方法，基于分布鲁棒优化理论，对配电网中传统离散设备、可再生能源以及储能决策进行协调优化，提高配电网运行的经济性和安全性，实现配电网运行决策保守性与鲁棒性的有效平衡。首先，考虑多类型源储资源的协调互动，建立配电网优化调度模型，并将其转化为混合整数二阶锥规划的形式；其次，利用可再生能源出力场景集进行不确定性刻画，建立分布鲁棒优化模型，并通过列和约束生成算法进行求解；最后，在PG&E 69节点系统上进行算例分析，验证了所提方法的可行性与准确性。