《电工技术学报》是中国电工技术学会主办的电气工程领域综合性学术期刊，报道基础理论研究、工程应用等方面具有国际和国内领先水平的学术及科研成果。中国工程院院士马伟明任《学报》编委会主任，兼《学报》主编。
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作者：黄玲玲, 许练楠, 付张杰, 符杨
摘要：随着大规模双馈风电机组经串补线路接入电网,机组与电网交互引发的次同步振荡（SSO）问题日益突出。针对现有次同步阻尼控制器（SSDC）在SSO抑制中存在模型依赖性强、动态性能与鲁棒性不足等问题,该文利用网侧储能变流器,提出一种基于无模型自适应控制的多输入单输出次同步阻尼控制器（MFAC-MISO-SSDC）。首先,利用紧格式动态线性化（CFDL）技术建立仅依赖于系统输入/输出数据的数据模型,摆脱对精确数学模型的依赖;其次,设计了一种双通道协同阻尼控制架构,将现有单通道阻尼控制扩展为有功与无功双通道协同阻尼控制,在保持数据驱动自适应能力的基础上,增强了系统阻尼调节能力与工况适应性;进一步地,理论证明了闭环系统的稳定性,并引入灰狼优化（GWO）算法对控制器参数进行整定。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,所提控制器在多种运行工况及大扰动下均能快速、平稳地抑制SSO,相比传统次同步阻尼控制器（T-SSDC）与基于无模型自适应控制的单输入单输出次同步阻尼控制器（MFAC-SISO-SSDC）,其在带宽适应性、鲁棒性和动态控制性能方面均表现更优。
作者：汪云涛, 薛安成, 张哲, 王惠铨
摘要：风电等新能源高比例并网,加深了新能源并网系统的电力电子化趋势。近年来多数新能源并网系统事故均观测到一对关于2倍工频互补的振荡分量,该特性被称为频率耦合效应,研究频率耦合问题已经成为学界焦点之一。本文首先梳理了近25年来频率耦合问题从被发现、问题提出到深入探索的历史脉络;其次,总结了频率耦合效应的定义,列举了学界的研究现状,并整理了频率耦合效应产生的原因;再次,梳理了计及频率耦合的序阻抗模型以及频率耦合阻抗模型的研究工作;然后,分析了关于频率耦合阻抗模型适用性的受争议讨论,并提出了一些见解;最后,从频率耦合效应、频率耦合阻抗建模、以及工程验证三方面,给出其展望。
作者：王秋杰, 张纵泽, 谭洪, 甘德伟, 随权
摘要：台风灾害易引发配电网量测信息畸变,配电网故障区段定位在信息不完备条件下的准确性直接决定灾中响应和灾后恢复效率,现有区段定位方法未融合灾前强化信息导致其性能提升受限,因此,如何从区段定位性能提升角度决策配电网灾前强化方案成为灾中响应和灾后恢复效率的关键科学问题。对此,本文提出一种区段定位性能提升角度下弹性配电网灾前强化方法。首先,基于Batts风场模型和路径模型,构建台风灾害下区段故障与FTU故障概率模型,并采用蒙特卡洛方法生成灾害场景集,结合K-medoids聚类方法进行场景缩减。其次,引入 ε-约束法,在保证定位性能的前提下,构建以综合优化代价最小化为目标的区段定位-灾前强化协同优化模型,其中综合优化代价由强化投资成本与运行损失构成。进一步,设计基于 ε-约束的两阶段贪心搜索求解方法。最后,以33节点双端供电配电网为算例进行仿真验证,并在不同规模系统中验证方法的适用性。结果表明：在有限投资约束下,所提方法能够显著提升区段定位性能,并在保证较高定位性能的同时有效控制综合优化代价,实现定位性能与经济性的协调优化,从而增强配电网在极端灾害环境下的弹性。
作者：刘星斗, 邹亮, 贾荣照, 马良旺, 王亚伟
摘要：合理的能量管理策略可有效提高氢能船舶运行的综合效益,降低经济成本。本文提出了一个结合区间负荷预测(interval load forecasting, ILF)与无模型预测控制(model-free predictive control, MFPC)的氢能船舶能量管理策略(energy management strategy, EMS),即ILF-MFPC。首先提出了一个考虑负荷趋势的自适应指数平滑模型用于氢能船舶ILF,可有效应对系统运行状态数据与航道水位气象数据的非线性特征学习。随后,将模型给出的ILF上下限序列作为MFPC的扰动输入向量,协同控制输入向量与输出向量共同构造汉克尔优化矩阵,进行氢能船舶能量分配的滚动优化计算。最后将所提出的ILF-MFPC策略用于一艘实际的氢动力船舶负荷的能量管理。算例结果表明,ILF-MFPC比案例船舶原本的功率追随策略综合成本降低接近15%,并且优于多个先进的优化方法,与理论的全局最优仅相差3%左右。
作者：陶文强, 陈红坤, 崔世庭, 陈磊
摘要：针对可再生能源（RE）出力随机性导致智能电网多主体协同运营经济性下降及可靠性不足的问题,本文提出一种面向RE-加氢站（HRS）-工业园区（IP）系统的日前-日内协同运行分布鲁棒优化（DRO）策略。首先,构建由能源聚合商（EA）主导的协同运营框架,通过价格诱导机制实现异质主体间的能量互补与需求响应衔接。其次,利用Wasserstein距离构建RE预测误差的分布不确定性集,并基于对偶理论将原DRO模型等价转换为易于求解的单层形式。进一步融合Kriging元模型,构建并求解主从博弈-DRO联合决策以确定EA引导电价并最小化系统总成本。最后设计多时间尺度滚动优化,对日前计划进行日内与实时递推修正,以抑制RE波动对能量平衡与电网交互的影响。算例结果表明,所提策略在提升系统对极端场景鲁棒性的同时,显著优化了运营经济性与低碳性能,实现了多主体利益与系统可靠性的平衡。
作者：王程锦, 何晋伟, 杨洪磊, 朱世昌, 李晓
摘要：为了克服传统全容量柔性潮流转供装置成本高、损耗大、依赖隔离变压器等局限,本文提出了一种电容器组与三桥臂功率模块直接耦合的部分容量潮流转供装置。其电容器组主要承担交流承压作用,三桥臂模块并联端口与电容串联实现模块直流稳压,串联端口接入交流电网间实现潮流调节,通过动态调节投入电容器组数,实现并联支路电流优化,并通过三桥臂模块有源阻尼控制,克服电容器组与感性线路阻抗作用导致的谐振风险。此外,为应对部分容量潮流转供装置在复杂内、外部故障下产生的过电压问题,提出了一种由预充电二极管整流桥与双向晶闸管并联构成的故障限流电路,实现了电网故障或电容器短路等场景下的快速限流。本文还分析了双侧电网幅值相位差和线路阻抗变化等场景下的转供装置特性的变化,并开展了与传统方案的综合比较。最后,通过RTLAB半实物实时仿真验证了所提装置和控制方法的正确性。
作者：高晗, 杨德友, 王丽馨
摘要：随着新能源电网负荷以及电力电子设备规模增加,电力系统受端电压稳定性面临严峻挑战,快速、准确评估影响电压稳定裕度的关键因素,对于保障互联系统安全稳定运行至关重要。本文从理论上证明了联络线传输功率分配对系统电压稳定裕度的影响,并揭示了不同联络线功率调整对电压稳定裕度的灵敏度差异。在此基础上,提出了一种数据驱动的新能源电力系统联络线功率-电压稳定裕度全局灵敏度在线计算方法。所提方法利用前期研究在线评估系统电压稳定裕度,并结合负荷及新能源随机出力下实时采集的联络线有功功率量测数据,构建基于方差核分解（variance-based kernel decomposition,VKD）的全局灵敏度计算模型,解析联络线功率与电压稳定裕度间的非线性关系。该方法在系统正常运行工况下,通过获取少量的量测数据,便可快速、准确地辨识影响系统电压稳定裕度的关键联络线功率。通过北欧测试系统、中国电科院标准算例以及实际系统的仿真分析,验证了所提方法的准确性、鲁棒性及在线应用能力。
作者：马燕峰, 黄强华, 张紫铫, 王子建, 赵书强
摘要：双馈式抽水蓄能机组经电压源型高压直流输电（VSC-HVDC）送出系统涉及多控制回路耦合,在弱电网工况下易引发宽频带振荡。针对此问题,本文首先建立了涵盖水力机械子系统、双馈感应发电机本体、转子侧变流器（RSC）/网侧变流器（GSC）控制、锁相环（PLL）及VSC交流电压双闭环控制的全维小信号状态空间模型,通过特征值分析确定系统的失稳模态。然后,拓展传统稳态相对增益矩阵（RGA）至复频域,推导特定失稳角频率下的动态相对增益矩阵（DRGA）复数矩阵,通过DRGA幅值热力图分析并量化各控制回路间的交叉耦合。最后基于DRGA量化指标对核心控制参数、外送功率及电网强度开展灵敏度分析,明确各参数对系统交互作用的影响规律,并通过电磁暂态仿真予以验证。分析结果表明：低频主导交互为转子侧换流器（RSC）与电压源型换流器（VSC）内环双向耦合,次同步段为PLL对VSC外环单向干扰;控制参数对耦合性能的调制规律具有显著的频段差异性,外送功率增大会全面加剧两频段的回路交互,而电网强度削弱对两频段的激化作用呈现频段差异性,为该级联系统的控制参数整定与稳定性校验提供了量化依据。
作者：王嘉伟, 王迎晨, 杨少兵, 吴命利
摘要：非线性参数匹配激发的铁磁谐振在铁路电力系统中频繁发生,严重时会导致铁路行车通信、信号等一级负荷供电中断。该文以铁路10 kV电力系统为研究对象,提出一种基于增量谐波平衡与自适应弧长法的铁磁谐振分岔分析方法。首先,考虑电压互感器铁芯饱和的非线性,建立了铁磁谐振零序等效模型。其次,利用增量谐波平衡法构造解析切线刚度矩阵,并设计具备奇异值监测功能的步长自适应弧长法,实现了多值非线性响应曲线的连续追踪。然后,利用Floquet理论识别启振与消振对应的分岔类型,揭示了铁磁谐振鞍结分岔的机理。与传统方法的仿真对比表明,所提方法在非线性响应的完整追踪方面更具优势。最后,定量揭示了系统等效参数与非线性系数对分岔边界的影响规律,并通过ATPDraw平台验证了所提方法及分析结果的正确性。
作者：铉子逸, 李永刚, 李润倩, 郭潇镁, 周一辰
摘要：为解决高比例新能源系统频率与电压稳定性下降问题,本文在不确定性场景下,兼顾系统鲁棒性与经济性,提出一种基于全过程频率响应与电压稳定性的异构资源协同优化策略。首先,基于等效惯量与功率备用机理,动态建模分析各类新能源的频率支撑特性;其次,在异构资源系统的基础上,分别推导全过程频率响应指标与稳定约束和基于站点相关短路比的电压安全指标及稳定约束;再次,构建两阶段分布鲁棒优化模型,提出基于监督学习的线性拟合方法,将原高维非线性约束线性化。最后,利用仿真进行验证,该策略显著提升了系统频率与电压安全水平,同时大幅降低系统运行成本,将新能源消纳率提升至88.65%。耦合性分析表明,频率约束是决定系统稳定性的主导因素,对经济成本的影响也更为显著。此外,所提监督学习线性化方法,在求解效率与预测精度间取得平衡,也赋予整体策略优异的适用性与扩展性。结果表明,所提策略能够动态匹配系统需求特性,在提升新型电力系统安全性与经济性方面具有双重优势。
作者：李军, 戴慧
摘要：针对实际应用中存在的负荷信号重叠严重、设备特征相似以及传统模型对时序信息建模能力不足等问题,提出了一种融合多尺度卷积特征提取的扩展长短期记忆网络（xLSTM）架构,用于实现端到端的高精度电器识别。该方法在特征建模阶段构建双通道卷积结构,分别对负荷信号的全局变化趋势与局部细节特征进行建模,并引入坐标注意力机制与自门控激活函数,以增强模型对关键时序片段与显著特征的响应能力。在时序建模与识别阶段,通过标量长短期记忆网络（sLSTM）与矩阵长短期记忆网络（mLSTM）模块的堆叠组合构建xLSTM网络结构,从而提升对复杂动态负载特性的建模能力与负荷类别判别性能。为验证所提方法的有效性与泛化能力,在UK-DALE、LIFTED、PLAID及WHITED四个具有代表性的非侵入式负荷识别数据集上开展了系统实验。实验结果表明,该方法在多项评价指标上展现出较为稳定且均衡的性能表现,在复杂负荷场景及跨数据集条件下,其识别精度、鲁棒性与泛化能力整体优于多种主流深度学习方法及已有相关研究成果。
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