Abstract:

随着新能源大规模并网，对电力系统发电容量的充裕度与灵活性进行评估是确保电力可靠供应的关键。因此，提出了一种考虑可再生能源出力的基于时序负荷曲线的分段等效电量函数法来评估电力系统发电容量充裕度和灵活性。首先，介绍风电、光伏和可调式水电的带负荷处理原则，并用Kantorovich场景削减技术处理源荷不确定性；然后，利用时序负荷曲线和分段机组的等效电量函数对火电机组出力进行随机生产模拟，从充裕度不足、低谷调峰容量不足和向上、向下爬坡率不足等方面对发电容量充裕度与灵活性进行评估。实证分析结果表明：可调节水电可以显著缩小峰谷负荷差，夏秋季节的切负荷操作较为频繁，春季失负荷期望最高，夏季出现切负荷现象主要是因为灵活性资源无法在短时间内满足负荷变化的需求。

Abstract:

针对盐光互补光伏发电系统的布局优化问题，首先建立了光伏阵列辐照度模型，给出了固定式光伏倾角、阵列间距与发电量的计算方法；随后，以天津某光伏场站为研究对象，利用在设定角度范围内循环寻优，确定了使光伏阵列辐照量最大的最佳倾角；最后，结合阵列间距进行二次循环寻优，求解出使系统发电量最大时的最终倾角，并评估了盐光互补光伏发电系统全生命周期内的发电性能。研究结果表明，所提方法对盐光互补及其他光伏发电系统的布局优化具有实用参考价值。

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针对光伏功率输出的波动性及间歇性特征，提出了一种卷积神经网络（convolutional neural network，CNN）结合双向长短期记忆网络(bidirectional long short-term memory，BiLSTM)和注意力机制（Attention）的混合预测模型：先采用局部异常因子（local outlier factor，LOF）算法检测与剔除功率数据中的异常数据，结合横向归一化方法消除量纲差异；再利用CNN捕捉局部空间特征、BiLSTM捕捉长期时序依赖，建立预测模型；最后在优化阶段引入Attention动态分配关键时间步的权重。为检验模型效果，选取某省级电网近3年的光伏发电功率数据进行实例分析。结果表明，所提CNN-BiLSTM-Attention预测模型的平均绝对误差、均方根误差和平均相对误差分别为0.02、0.04和0.06，可实现光伏发电的高精度功率预测，对优化电力调配与新能源消纳具有实际意义。

Abstract:

电力系统惯量是衡量电力系统在某种功率扰动下对频率变化的抵抗能力，反映了电力系统频率稳定性。在新能源装机容量快速增长并大规模并网的趋势下，电力系统传统的转动惯量不断降低，显著削弱了电网应对功率失衡等扰动的鲁棒性，极大增加了电力系统频率控制的难度。结合现有高比例新能源接入下电力系统惯量支撑的研究成果：首先，回顾了传统电力系统中惯量的定义与量化，以及近年来由于大规模新能源发电机组并网导致的系统惯量降低、频率稳定性下降而引发的重大停电事故，并对新能源并网下的新型电力系统的广义惯量做了定义；接着，介绍了新型电力系统中除去同步发电机外的其他能够提供系统惯量的电源与负荷，以及其提供的惯量支撑类型；然后，介绍了虚拟同步机的发展现状和其在惯量支撑中的重要作用；最后，对高比例新能源接入下电力系统惯量支撑未来研究方向进行了展望。

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随着新能源的快速发展，光伏发电装机容量和光伏电站逐年增加。但由于存在静止无功补偿器(static var generators, SVG)以及光伏逆变器等电力电子设备，使得光伏电站的高频振荡问题十分复杂。针对国内某光伏电站多次出现高频振荡现象，基于该电站各部件的谐波模型建立了含SVG的光伏电站及外部电网谐波节点导纳矩阵，并通过模态分析法分析了其模态阻抗和模态频率，进一步通过节点参与因子以及模态灵敏度参数揭示了元件对高频谐振的影响情况，仿真结果与现场高频振荡现象相同。最后，提出了阻抗-频率指标和C型滤波器的高频谐振治理方法。模态分析结果表明，所提方法可以有效抑制高频振荡并降低其他潜在的高频谐振危害。

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提出了一种冲击大电流邻近测量仪器的电磁干扰特性研究方法，用于后续开展冲击电流测量仪器的电磁屏蔽工作时提高其测量准确度。首先，基于电磁场理论开展分析，认为冲击瞬态电流会通过电荷的静电感应和电荷运动产生的电磁感应叠加在测量系统上，从而干扰测量结果；其次，通过理论分析显示，测量电压包括直接传输的电位信号以及静电感应电压和电磁感应电压的叠加；最后，通过对数字多用表5730A的损坏案例进行仿真，并对几种不同类型的数字记录仪进行千安级冲击电流干扰试验，验证了所提出的电磁感应电压与静电感应电压叠加算法的有效性。

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为实现配电网多时间断面电压幅值和相角的快速求解，提出了一种基于全纯嵌入驱动的新型电力系统多时间断面潮流高效解析方法，能够在保证较高计算精度的同时显著提升计算效率。首先，对全纯嵌入法中的电压幂级数系数进行了深入的数值分析，系统揭示了其收敛特性及计算规律，并在此基础上推导出一种基于线性关系的高效计算方法。该方法能够降低计算复杂度、提高计算稳定性，为潮流计算的快速收敛奠定了理论基础。然后，进一步提出了两种适用于多时间断面潮流计算的优化策略，分别针对不同的应用场景和计算需求，提供更加灵活且高效的求解方式；最后，通过配电网测试系统的仿真验证，在整个时间段内，配电网测试系统的节点电压相对误差和相角相对误差都有所缩小。研究结果充分证明了所提方法在新型电力系统分析中的有效性和实用价值。

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针对直流微电网的失稳问题，提出了一种抑制直流微电网振荡的自适应定频模型预测控制方法。首先，提出了一种零电压矢量注入的定频处理方法，运用空间矢量脉宽调制得到相应的开关管状态；其次，在传统模型预测控制的基础上加入直流侧控制目标；然后，设计了自适应目标函数，并对目标函数进行评估得到最优电压矢量。所提方法解决了传统模型预测控制权重因子选取困难和开关频率不固定的问题，同时自适应目标函数可以根据直流侧误差和交流侧误差来调整各控制目标之间的权重，从而使系统具有动态自适应能力。最后，采用Matlab/Simulink对自适应定频模型预测控制系统进行仿真，验证了所提方法的有效性。

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超低频振荡是高水电渗透率电力系统频率稳定性的主要威胁之一。增设附加阻尼控制器是抑制超低频振荡的有效方法。然而，协调阻尼控制和调速器的动态特性以抑制超低频振荡仍面临挑战。为此，提出了一种基于强化学习的水电机组超低频振荡抑制方法。首先，建立水电机组模型，并设计调速器侧附加阻尼控制器以增强机械转矩阻尼，进而分析调速器比例积分微分控制器和附加阻尼控制器输出信号的交互影响机制；随后，提出一种基于强化学习的模型识别方法，以获取水电系统的精确传递函数模型；最后，采用改进粒子群优化算法对水电机组控制参数进行联合优化，从而实现调速器与阻尼控制器参数的协调设计。所构建框架在改进型的高水电渗透率4机2区系统中进行了验证。仿真结果表明：该方法可有效实现机械转矩相位补偿，提升系统阻尼，显著抑制超低频振荡。

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在中国非城市地区，线路穿越林区时易发生单相触树故障，其电气特征量微弱且接地电流较小，常低于继电保护装置动作阈值。这类持续性故障可能引发山火，严重威胁电网安全和公共安全。针对输配电线路树闪故障，综述了国内外树-线故障模拟试验平台的试验方法、放电引燃过程及电气量变化特性的研究现状，指出当前试验平台普遍存在环境参数考虑不足、监测量单一、试验重复等问题，且缩比试验难以真实反映实际工况。鉴于现有研究的不足，建议后续重点开展多因素耦合机理研究，构建高精度多物理场仿真模型，结合人工智能研发智能诊断技术，开展复杂环境下击穿特性试验，并建设标准化试验平台与故障数据库，通过多维度协同研究全面揭示树闪故障机理，为提升电网安全运行水平与智能化运维能力提供理论支持与技术保障。

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输电线路发生高阻接地故障时，可能出现两侧线路保护的差动主保护未动作，而其中一侧的后备零序过流Ⅲ段保护动作且不重合的情况。为此，提出一种基于零序等值阻抗比的线路整定值校核与调整方法，在零序过流Ⅲ段保护灵敏度满足规程要求的前提下，确保差动保护灵敏度始终不低于零序过流Ⅲ段保护，从而强化线路保护抗过渡的电阻能力。算例结果表明，所提校核与调整方法能有效解决线路经高阻接地时零序过流Ⅲ段保护动作而差动保护无法动作的问题，具有很强的工程实用性。

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针对现有绝缘子缺陷检测模型在复杂场景下适应性不足、特征表达能力弱及背景干扰导致的精度下降问题，提出了一种结合移位卷积模块、空间增强注意力模块检测头和三重注意力机制模块的改进YOLOv11-SST算法。首先，通过在骨干部分引入三重注意力机制，优化特征提取网络对局部细节与全局语义的协同感知能力；其次，在颈部网络中嵌入移位卷积模块，通过特征图空间偏移策略增强跨尺度特征的空间关联性，在减少冗余计算的同时有效提升小尺寸缺陷目标的定位精度；最后，设计了空间增强注意力检测头模块，结合辅助监督与自适应特征校准机制，强化模型对多尺度缺陷特征的学习鲁棒性。通过实验表明，所提出的YOLOv11-SST算法在电力巡检数据集上的平均检测精度均值达到90.6%，较基准模型提升了2.2个百分点，且单帧推理速度减少了1.4 ms。

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目前，±800 kV特高压直流线路耐张中串导线端（无十字挂板）第一片绝缘子自爆缺陷，因没有专用工具而消除困难。如采用常规手扳葫芦更换法，需要大量人力及复杂工器具，且施工时间长、危险性高。因此，基于模块化结构设计，研制了一种±800 kV特高压通用型异形卡具，并通过有限元建模分析和实物试验证明了结构设计的合理性。当对所设计异形卡具有限元模型分别施加静荷载362.5 kN和破坏力435.0 kN时，受力模块应力最大值和支撑模块应力最大值均未超过TC4钛合金的屈服和抗拉强度；当对加工完成的异形卡具实物施加动荷载217.5 kN和静荷载362.5 kN时，各零件无损伤、无变形且转动灵活。最后，经工程实际现场应用，证明所研制异形卡具的使用便捷高效、安全性好，对±800 kV特高压直流线路运行检修提供了有力的技术支撑。

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由于SF6气体强大的温室效应，使用SF6/N2混合气体代替纯SF6气体应用于电力设备成为电力行业发展趋势。目前针对SF6/N2混合气体发生放电故障分解的研究主要聚焦在稳定产物与放电故障的对应关系上，关于微观层面上混合气体分解机理的研究还不成熟，SF6/N2混合气体主要分解过程的反应速率常数计算体系也还不完整。因此，基于密度泛函理论与过渡态理论对SF6/N2混合气体分解机理展开研究：分析SF6/N2混合气体分解生成的主要稳定分解产物SO2F2、SOF2、SO2、NF3的生成路径；对反应所涉及的分子结构进行计算，并进行各组分单点能计算得到所有反应路径的反应势垒能；采用过渡态理论与变分过渡态理论在300~5000 K温度范围内，分别得到高能垒反应的过渡态结构和SF6/N2混合气体分解路径所涉及到反应的速率常数。所计算结果可以对SF6/N2混合气体动力学计算提供基础数据，为电气设备内部故障气体分解提供理论依据，推动SF6替代气体在电力设备中的使用进程。

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随着新能源电力大规模发展，跨区直流输电日趋成熟，而江苏省内输电网架以交流输送为主，稳定性不高且损耗较高。为缓解该省电力资源北多南少、过江通道拥堵的矛盾，该省创新性地提出了将五峰山3回交流线路改为直流线路的扬镇直流输电工程。针对扬镇直流输电一期的嵌入式直流工程，梳理了其与特高压直流输电工程的典型差异性，从拓扑结构、硬件配置、控制策略、保护策略4个方面进行对比分析，并通过现场录波，重点分析了直流线路故障穿越重启策略。扬镇一期工程的成功投运为后续该省输电网架的标准化建设提供了有力的技术支撑，并为其他省级输电网推广“嵌入式直流方案”提供了参考。

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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。

Abstract:

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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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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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:

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。

Abstract:

大规模高比例新能源的接入，对电力系统容量保障、新能源消纳带来巨大挑战。将需求响应资源引入电力市场，发挥需求侧资源在促进新能源消纳、保障系统供需平衡等方面的重要作用，实现需求响应与电力市场的有机衔接是未来发展的必然趋势。针对新型电力系统需求侧管理机制，介绍了需求响应内涵与资源类型，研究了以美国、新加坡和英国为代表的国外需求响应发展现状，分析了可供借鉴的经验，提出了新型电力系统背景下中国需求响应发展策略与实施建议。

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Abstract:

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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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。