Abstract:

针对新能源发电快速发展和电力系统对灵活性需求的增加，设计了一种考虑储能系统特性的灵活爬坡服务交易机制与配电网日前调度的协同优化策略。首先，分析了灵活爬坡需求的供需平衡机理，根据储能系统荷电状态提出了储能系统提供灵活爬坡服务的竞价策略，建立了灵活爬坡服务交易的模型，并提出了考虑灵活爬坡交易计划的配电网最优调度策略；然后，为保障交易计划与调度计划的协同优化结果，采用了目标级联法对模型解耦并求解；最后，以IEEE 33节点系统验证了所提策略与模型的有效性。

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为解决直流供电系统中储能单元之间功率分配不合理、荷电状态(state of charge，SOC)控制不均衡的问题，提出考虑SOC的储能系统自适应功率分配控制策略。首先，分析了储能单元采用下垂控制时的功率分配特性，在此基础上提出考虑SOC和充电/放电均衡因子的自适应下垂控制，并给出了参数设置依据。所提的自适应功率分配控制方法能够在放电时让初始SOC较高的储能单元承担更多的放电功率，充电时让初始SOC较低的储能单元承担更多的充电功率，并能根据SOC动态调整下垂系数和储能单元分配的充放电功率，实现储能单元功率合理分配和SOC的快速均衡控制。最后，在PSCAD/EMTDC中搭建仿真算例，验证了所提考虑SOC储能系统自适应功率分配控制方法的有效性。

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大规模电动汽车与新能源参与电网调频的同时，自身也会影响电网频率稳定性，针对该问题，基于模型预测控制，提出了一种考虑源荷随机扰动的电动汽车与风电联合调频控制策略。首先，根据电动汽车接入状态及风速，刻画电动汽车集群、风电机组的输出功率边界与扰动变化；其次，建立多区域电力系统负荷频率控制模型，综合考虑电动汽车集群与风电机组接入所伴随的随机扰动，基于模型预测控制对系统频率偏差进行有效调节；最后，以三区域互联电力系统为例进行仿真实验。结果表明，所提控制策略能显著抑制源荷随机扰动带来的频率偏差，提高系统的动态控制性能。

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直流配电系统和直流微电网因与大多数分布式能源、储能设备及负载的直流特性高度兼容，成为新兴的替代能源解决方案。为应对传统直流系统中功率平衡和稳定性问题，提出了一种基于储能装置的自主直流电网系统的分散控制策略及其非线性稳定性分析方法。首先，构建了一个包含多种直流分布式能源、并联电池支路和可变直流负载的非线性直流电网模型，探讨了在电子电源接口上应用简单分散式控制器的实现路径；其次，设计了完全独立于系统参数的级联控制器方案，并纳入系统模型进行全面的非线性稳定性分析；然后，通过应用先进的李雅普诺夫方法，对整个非线性系统进行严格的稳定性和收敛性分析，该方法无需依赖具体系统特性，确保系统的稳定运行。最后，通过案例仿真验证，证明了所提方案在实现系统稳定性和功率平衡方面的有效性。

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在双碳目标驱动下，为适应高比例可再生能源和高比例电力电子设备”的新型电力系统“双高”结构，研究基于光伏发电、储能、直流配电、柔性用电于一体的新型低压配用电系统具有重要意义，这是实现新能源发电消纳、促进用户灵活用电的重要途径。在此背景下，提出了一种“光储直柔”低压配用电系统控制策略。首先，建立了“光储直柔”系统的基本架构，分析了该系统的工作原理、基本结构和功率分配策略。然后，针对高比例可再生能源及电力电子装置接入的配用电系统场景，分别研究了“光储直柔”系统各部分的关键技术及控制策略。最后，通过仿真验证该系统在不同运行环境下具有良好的响应能力和稳定性。

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四川电网暂态电压稳定问题,是在负荷中心从内部电源大功率受电同时从外部电网大功率受电的方式下严重故障产生的问题，直流馈入运行将进一步恶化四川电网的暂态电压稳定性。针对该问题，首先提出了一种计及惩罚函数、考虑全节点全故障的运行方式暂态电压稳定评估指标，可全面量化评估运行方式的影响因素，支持实现自动搜索及制定电网合理而偏恶劣的运行方式。进而，揭示了四川暂态电压稳定机理是在负荷中心从内部电源和外部电网同时大功率受电方式下枢纽站点交流故障产生的巨大阻塞功率远距离涌动传输导致的问题，并重点分析了德宝直流馈入运行导致负荷中心受电比例增大和动态电压支撑能力削弱是降低暂态电压稳定问题的两点根本原因。最后，提出了改善暂态电压稳定性的优化直流控制参数措施，为暂态功角与电压稳定交织的类似电网安全稳定分析提供了参考、借鉴作用。

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针对光伏等大量分布式能源的接入对新型电力系统的安全运行带来的输配电设备故障诊断问题，提出了适应分布式能源大量接入下油浸式变压器的故障诊断方法。本文提出基于多源数据融合的DS证据理论（D-S evidence theory），构建深度自编码器故障诊断算法，以多源特征数据作为输入，采用DS证据理论对堆叠自编码器(Stacked Auto Encoder, SAE)模型输出结果进行数据融合，根据融合结果对故障诊断进行分析与研究。本文以某省2019年变压器检修数据为算例，评估多源数据对结果的影响以及其故障分析的正确率。仿真结果表明，多源数据融合可以提高故障诊断正确率，相较于最近邻方法（K-Nearest Neighbor, K-NN）与BP神经网络（Back Propagation Neural Network, BPNN），本文的数据融合模型具有更高的故障精度。

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k-means聚类算法因计算过程简单、收敛速度快，被广泛应用于负荷特性分析。然而，k-means聚类算法的聚类数难以选择，且随机的初始化质心选择易导致收敛速度慢和陷入局部最优的问题。因此，提出一种基于k-means++算法的日负荷曲线聚类分析方法，利用启发式随机播种方式选取初始质心，基于肘部法则，利用聚类评价指标度量聚类的密集度和分离度，综合评定确定最佳聚类数，避免初始质心的随机性影响聚类质量。算例表明，所提方法在聚类质量方面表现出较高水平，能够提供较为合理的负荷分类，有助于掌握用户的负荷特性。

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随着高比例新能源电力系统的建设，电网调节灵活性面临着新的挑战。除电源侧外、电网测，需求侧中高耗能工业负荷也具备提升电网调节灵活性的巨大潜力。然而，目前高耗能工业负荷缺乏挖掘自身提升电网调节灵活性的手段，其参与电网需求侧响应程度并不理想。因此，以典型高耗能工业负荷电解铜负荷为例，研究其工艺流程并建立工艺流程模型，分析工艺流程中具备功率调控可行性生产设备，基于其功率特性及工艺流程耦合关联建立功率控制模型。最后，以电解铜负荷参与电网需求侧响应为例，通过与仅投切负荷控制手段相对比，验证了所提电解铜工业负荷参与需求侧响应功率控制方法的有效性，为高耗能工业负荷参与电网需求侧响应提供了一种有效的功率控制方法。

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在自然灾害、恶意攻击或意外故障等不可预见的情况下，配电网往往会受其影响导致节点通信发生故障，因此具有容灾备份的通信网络必不可少。为了保障灾害条件下配电网节点的顺利通信，提出了一种适用于灾害条件下的跳频通信系统，该系统采用两级跳频系统结合的方式来保证配电网节点通信网络接入的可靠性；然后，采用迹函数的方法设计了满足该系统的两级跳频序列族，并验证了该跳频序列族的两级汉明相关特性，主用跳频序列族的汉明相关特性满足理想的汉明相关值特性，而备用序列族的汉明相关特性虽然稍高于主用跳频序列族的相关特性，但是仍然能够达到一个很低的值；最后，将主备用跳频序列族用于信道传输中进行仿真分析。结果表明，该序列族的误码率特性优于传统的低碰撞跳频序列族。通过分析可知，该新型跳频通信系统适用于灾害条件下的配电网节点接入，能够保障信息传输的可靠性。

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二次回路直流电缆老化会严重影响变电站安全运行。对电缆的聚氯乙烯（PVC）绝缘材料进行人工加速老化，经过不同温度和老化时间，采用热失重和傅里叶红外光谱对老化样本进行分析，探究其在不同条件下的老化特性。结果表明在PVC热失重的两个阶段，当老化温度相同时，延长老化时间会使PVC树脂在热失重第一阶段损耗增加、残留物减少，尤其是老化温度为120 ℃及130 ℃时这类变化趋势更加明显。傅里叶红外图像证实提高热老化温度和延长热老化时间会导致PVC电缆中甲基、亚甲基、羟基、碳碳双键等官能团增多，特别是当老化温度为120 ℃或以上时增加趋势更为明显，且随老化时间的延长呈加速趋势。因此当温度达到120 ℃时，二次回路直流电缆PVC绝缘材料将呈老化加速趋势。

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±1100 kV特高压直流线路由于输送距离远、沿途气象条件复杂，存在覆冰、污秽区，是线路外绝缘研究领域的难点。在分析覆冰、污秽条件直流外绝缘闪络特性的基础上，依据中国电力科学研究院的全尺寸覆冰闪络特性研究成果，对重冰区±1100 kV直流输电线路绝缘子型式及绝缘子片数选择进行推导研究，推荐了基于年度等值盐密及饱和等值盐密的绝缘配置方案。同时，探讨了多串绝缘子并联条件对绝缘冰闪电压影响。

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由于城市地下电缆空间狭长，防范电力电缆隧道火灾威胁城市电网安全意义重大。针对配电电缆同沟混合敷设的情况下电缆故障起火并引发电网故障，运用火灾动力学模拟工具，探究了电缆隧道狭长受限空间中电缆绝缘层内热源燃烧的火灾动态演变特性。研究结果对预防电缆隧道火灾以及防止火情扩散，保护人民群众的生命财产安全都具有重要的实际意义。

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针对目前将绝缘子自爆缺陷检测和输电线、杆塔检测视作为两个独立的任务，存在对缺陷以及场景理解不充分的问题。提出一种改进的SOLOv2的实例分割方法，可以在航拍图像中同时检视正常绝缘子、自爆缺陷绝缘子、杆塔和输电线。由于绝缘子，杆塔、输电 线之间的长径比相差巨大，该方法使用HRNet替代原始SOLOv2中的ResNet+RPN结构，可以更好地实现多尺度检测，并且在残差结构中引入了可变形卷积DCN，可更好地检测形状细长的绝缘子和输电线。此外，为了提高数据标注工作效率、扩大数据量并节约时间成本，利用虚幻引擎和AirSim自动生成数据集标签的功能，制作了部分虚拟数据集以增强真实数据集。经过实验测试，在构建的数据集中，所提出的方法相较于原始的SOLOv2在平均准确率上提升了8.7%，在平均交并比上提升了8.5%，也优于其他现有实例分割方法。

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针对作业人员违规穿戴手套情况检测问题，首先，采用高精度YOLOv5作为目标检测框架，并对其骨干网络进行了修改以提高其小目标识别能力；然后，在其强大的小目标识别能力的基础上增加了注意力机制（视觉Transformer）模块以提高整体识别精度，同时替换了原始的损失函数以进一步提高识别速度和准确率；最后，在采集的作业人员施工数据集上进行训练验证。实验结果表明，与原网络相比所提出的优化YOLOv5结构在验证数据集上的准确率显著提高，平均识别准确率能达到95%。

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为适应智能电网快速响应的要求，电力负荷预测成为智能电网关键任务之一。精准的电力负荷预测响应对电力系统运行的安全性、稳定性、经济性起着至关重要的作用。首先，介绍电力负荷预测的特性及分类；随后,分析电力负荷预测的影响因素，并介绍电力负荷预测的基本步骤和性能评价指标；再将电力系统负荷预测的研究分传统预测方法、机器学习预测方法及深度学习预测方法等3类展开阐述；最后,总结所做的工作并展望电力负荷预测的未来发展方向。

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电力系统负荷预测研究对于用电形势分析、用电规划、合理部署人力、物力资源以及经济有效地管理电力系 统都具有重要的意义。分析了电力负荷研究现状，较系统地总结了电力负荷预测的特点、步骤及其常用预测方法，并 从多个角度对不同预测方法的特点进行比较分析，进而对四川省用电负荷预测及中国用电形势进行预测分析，为电 力负荷预测研究提出富有针对性的建议。

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精确的光伏发电功率预测是实现光伏电站顺利并网的关键。然而，太阳辐射、气候和地理条件等因素会导致光伏发电功率频繁波动，给功率预测带来了巨大挑战。针对当前光伏新能源大规模并网的需求，从多个角度探讨了光伏发电功率预测的意义及其分类，综述了人工智能技术在光伏发电功率预测领域的最新应用，包括传统机器学习、深度学习和组合方法，并进行了对比和总结。目前研究的主要类型是单一光伏电站的超短期和短期光伏发电功率预测，深度学习方法和组合方法是主流预测方法，数据预处理、特征提取和误差补偿是提升预测精度的关键因素。最后，展望了人工智能技术在光伏发电功率预测领域的未来趋势和研究创新点。

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随着电力系统智能化水平的提高，使得电力系统关键设备运行健康状态的检测要求不断提高。声学检测技术因具有无损检测、准确性高、应用前景广泛及定位方便等特性而成为电力系统故障检测技术领域的研究热点。首先，阐述了声学检测技术的机理，并且总结了声学检测技术在电力系统中的应用架构；其次，分别从声源信号采集、故障诊断、故障定位及典型应用场景等方面综述了电力设备故障声学检测技术的关键问题与研究现状；最后，分析了电力设备故障声学检测技术的局限性，并提炼出声学检测技术可能的四大研究方向。

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光伏发电的随机性和间歇性导致资源利用率低，储能具备控制灵活、响应快速的特性，是当前解决光伏并网和提高消纳的有效手段之一。目前，高昂投资成本是制约储能推广应用的关键，文中从成本角度出发研究了分布式光伏系统中储能的优化配置方法。首先，以分布式储能系统的投资和运行成本为目标，同时考虑储能接入位置、配置容量、荷电状态和电网运行状态等为约束条件建立双层优化模型；然后，介绍优化模型求解方法，外层采用遗传算法优化储能配置位置、功率和容量，内层采用粒子群算法结合MATPOWER潮流计算工具优化储能日内运行策略；最后，在Matlab软件中采用IEEE9节点系统验证了优化配置方法的可行性和有效性。

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变压器作为电力系统中的关键设备，其运行状态能否正确、稳定会影响到电网供电的可靠性。而变压器的励 磁涌流不仅容易影响到变压器差动保护的正确率，严重时还会对电力系统的其他设备造成严重的电气污染。这里指 出了励磁涌流产生的原因以及影响，并对当前抑制励磁涌流的措施，如一次侧串电阻法、电压侧并联电容法、选相合 闸法等方法的原理进行了综述，从经济和技术上对各方法的优缺点进行了分析，并对这些方法在国内外的实际应用 进行了介绍，展望了今后励磁涌流的抑制方法研究的发展趋势及研究方向。

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Abstract:

在分析了低频振荡产生原因的基础上,概括出低频振荡的分析方法具有基于系统实测信号和基于系统数学模型两大类,并对具体分析方法细化;总结交直流互联系统中低频振荡的抑制策略;重点对低频振荡的抑制及其关键技术问题研究现状进行介绍;最后对于低频振荡的后续热门研究问题做了展望。

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文中提出了一个电池储能系统技术经济分析框架。在此框架中嵌入了一个详细的电池退化模型，该模型可对电池衰减过程中的放电深度、温度、充电/放电速率以及荷电状态等影响因素进行建模分析。在不同的运行条件下，评估了电池储能系统在整个寿命期内的能量吞吐量和平准化储能成本，分析了不同电价机制下电池储能系统的技术经济性。

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实现电力巡线的规范化、智能化和自动化是电力巡线业务发展的终极目标。简述了电力巡线的发展历程，同 时分析了人工智能赋能电力巡线行业的可行性，提出了“无人机巡检 + AI 智能分析”处理方案，并对人工智能与电网 深度融合进行了展望。

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从当前台区三相不平衡监测和治理问题出发，开展了三相不平衡产生的根源及其对台区线损的影响分析。随后，针对三相不平衡监测，分析了仅关注配电变压器低压出口三相不平衡度和电量不平衡度两个常见做法存在的不足，并通过构建典型场景，测算了两个监测误区在反映台区线损率上的影响。针对各地常采用的三相不平衡集中补偿措施，分析了其在补偿三相不平衡度、降低损耗方面的局限性，并通过典型配电变压器和配电线路阻抗分析进行了验证。最后，针对上述分析的问题，本文提出了针对性的建议措施，为电网企业、配电网运营商开展低压电网三相平衡监测和治理，提供了思路和参考。

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针对用电采集系统中正确接线的三相三线电能表负电流现象展开分析，利用计量原理和相量图从功率因数 的角度做出了规律总结，并结合负荷性质和现场工作情况验证了该一般性结论。

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风是中国中东及东南沿海地区较为常见的灾害性天气，伴随台风的大风、降水及次生灾害会严重威胁电网设备安全运行，且传统气象部门台风预报精度有限，对电网制定防台应对措施指导意义不强。文中对近年来台风对沿海地区电网设备的主要影响进行了分析，介绍了基于国网台风监测预警中心的台风监测预警机制，主要包括台风监测预警中心总体架构、主站和子站功能以及中期、短期预警发布机制；提出了调度应急处置、设备性能提升、隐患排查治理、加强沟通联动等电网设备抗台风相关技术和管理措施。通过对电网遭受台风侵袭的危害特征、监测预测技术以及应对措施进行讨论，为电网防台抗风工作提供有益经验。

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在建立以新能源为主体的新型电力系统背景下，为适应新型电力系统的发展需求，文中提出一种主配一体调度控制系统建设方案。通过建立适应广域范围内分布式电源、可控负荷参与的调度控制系统架构，采用云端控制和本地控制相结合的方法，把主网和配电网监视和控制功能有机结合，有效提升了源网荷储间的协调能力和清洁能源的消纳水平。

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基于近年来国内外电缆隧道火灾事故统计数据，文中总结了电缆隧道火灾事故发生的原因和特点，详细介绍、分析了目前应对电缆隧道火灾的各种消防灭火系统，如水喷雾灭火系统、高压细水雾灭火系统、气体灭火系统、气溶胶灭火系统、超细干粉灭火系统等。针对不同电缆隧道消防灭火系统的选择提出了推荐建议，认为对于保护长距离、大容积的电缆隧道，应优先考虑高压细水雾灭火系统，其次为超细干粉灭火系统；对于电缆接头或其他局部灭火重点防护区域可考虑超细干粉灭火系统等;不建议在长距离、大容积的电缆隧道内使用气体灭火系统、水喷雾灭火系统和气溶胶灭火系统。

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三电平二极管钳位型桥式变流器是适应高电压、大功率应用环境比较好的方案。然而，三电平逆变器开关管在开通关断过程中普遍存在电压应力超标问题。为了解决上述问题，对三电平逆变器开关管应力进行分析后提出了开关管驱动保护电路，设计并优化了三电平的驱动波形。最后，在三电平逆变器实验平台上进行试验验证了该方法的有效性。

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为输电线路的监测器件提供稳定、便利的电源，本文基于电磁感应的原理，设计了无线电容取电装置，可以最大化利用空间能量，对支撑输电线路的运行状态监测具有重要意义。首先，分析了电容取电的结构，以此得到了取能装置输出功率与高压杂散电容、低压杂散电容、负载电阻等参数的计算关系，发现合理增加感应电极面积，减小感应电极电容值和增加负载电阻值可以有效提升取能装置输出功率。其次，利用多物理场仿真软件模拟了电容取电的影响因素，最后，通过MATLAB软件设计了高压实验装置，对实际情况进行模拟与实验，最后实验结果表明：当电源电压为10kV,耦合电容为14pF,1MΩ的负载可以得到0.12mW功率。

Abstract:

目前的电力现场安全监控主要通过人员对监控视频进行全程监测，但采用人工检测的方法不仅浪费时间，而且容易出现漏报的情况，使工作人员的人身安全无法得到保障。为实现对作业现场人员行为的智能识别，提出了一种基于OpenPose的电力作业人员的危险行为识别技术。该方法提取视频流图像中电力作业人员骨骼关键点信息，利用深度神经网络实现多人场景下电力作业人员的人体行为姿态感知，实时对施工人员的违规行为进行检测识别，并发出警告。所提方法实现了对电力现场作业人员行为的准确、实时安全监控，保障了现场作业人员的人身安全和电力作业的顺利进行，具有一定的鲁棒性与泛化能力。

Abstract:

文中对电流互感器（CT）在不同安装位置发生位于断路器与CT之间的故障进行了保护的动作行为分析。同时分析了死区故障时，断路器失灵保护和死区保护的动作逻辑，梳理了四川电网220 kV以上断路器CT安装位置的现状，并提出为了保障系统稳定应严格按照反事故措施要求将CT在断路器两侧布置的建议。

Abstract:

分析了绝缘子串的电压分布及发热功率，归纳了低零值绝缘子红外热像图谱特征，采用红外热像技术进行绝 缘子带电检测，现场检测结果表明，红外热像技术可通过遥测绝缘子串温度特征来判断绝缘子绝缘性能。该种方法 能有效发现低零值绝缘子，具有工作效率