【目的】 为应对微电网中因线路阻抗差异与负载电流不平衡导致的电压质量恶化问题，提升分布式能源（distributed energy resources， DER）协同运行能力，提出基于自适应虚拟阻抗的二次补偿控制策略。【方法】 该方案由本地DER控制器、微电网控制单元以及微电网群控制中心三部分组成。微电网控制单元根据群控制中心下发的设定值调整电力交换，并通过二次控制信号调节公共耦合点的电压。在DER层面，采用V-I下垂控制策略，以快速实现电压频率稳定。下垂控制器的输出与二次控制信号及校正电压相结合，有效消除线路阻抗对均流精度的影响。【结果】 基于Matlab/Simulink在OPAL-RT仿真器上的实时仿真表明，电压的不平衡度降至1%以下，较传统下垂控制方法均流精度有较大提升。【结论】 提出的分层控制策略通过虚拟阻抗补偿与二次电压校正的协同作用，在DER间实时通信的条件下，有效解决了线路阻抗差异与负载不平衡导致的电压质量下降问题，实现了不平衡负载条件下的均流控制，为主动配电网环境下多微电网协同控制提供了新的解决方案。

【目的】 针对极端灾害下中低压配电网的快速恢复与韧性需求，提出一种主动配电网灵活调度与故障修复协同策略。【方法】 首先构建涵盖负荷恢复效率、电压稳定性及社会经济损失的多维韧性评估框架；其次建立计及用户侧柔性资源与配电网网架的灵活调度模型，采用二阶锥优化与并行自适应蚁群算法，实现关键负荷优先恢复与电压质量优化；进而针对故障修复问题，设计改进哈里斯鹰算法优化抢修队修复顺序；最终通过配电网灵活调度与故障修复协同模型，提升配电网韧性。【结果】 仿真结果表明所提策略负荷平均恢复速度明显提高，节点电压波动更小，社会经济损失比其他策略下降约80%；改进哈里斯鹰算法在收敛速度与寻优精度上明显优于其他算法。【结论】 建立的主动配电网调度-抢修双层优化模型，可以平衡恢复速度与运行稳定性，提升配电网韧性。

【目的】 在含新能源的源网荷储一体化系统中，为优化参与削峰辅助服务电动汽车用户和负荷聚合商收益，建立了考虑各时段削峰需求程度的电动汽车集群充放电策略优化模型，并优化了参与削峰后续时段电动汽车集群充放电策略。【方法】 首先，评估新能源出力场景下的各时段削峰需求；其次，基于各时段削峰需求程度，以负荷聚合商和电动汽车用户双方总期望收益最大为目标，建立电动汽车集群充放电策略优化模型；最后，为避免参与削峰服务后的电动汽车集群负荷出现负荷尖峰，以负荷波动最小为目标优化后续时段充放电策略。【结果】 算例分析表明，所提充放电策略可辅助平滑高峰期用电负荷，同时使负荷聚合商和电动汽车用户总期望收益最大化，并抑制了参与削峰服务后的“负荷尖峰”现象。【结论】 所提策略相较于不考虑参与削峰服务策略的电动汽车用户和负荷聚合商收益明显提高，削峰后续时段负荷波动明显降低，验证了所提方法的实用性和有效性。

【目的】 为提高低压台区的故障恢复智能化水平，面向低压台区故障恢复问题，提出了一种基于雾计算负荷预测的低压无源台区故障重构自愈恢复策略。【方法】 首先，为避免网络重构引发设备过载，需要提前研判网络的负荷水平，结合低压无源台区的典型结构和雾计算通信架构的特点，设计了基于增量学习模型动态聚合的雾计算超短期负荷预测方法。该方法内嵌两个特性互补的超短期负荷预测模型，通过动态加权的方式利用实时负荷进行模型增量学习，并以故障事件触发的方式对低压负荷进行快速预测。此外，基于所提的雾计算负荷预测，提出了一种无线路参数的低压无源台区开关重构自愈恢复模型，建模为混合整数二次规划问题。【结果】 算例仿真结果表明，所提雾计算负荷预测的平均绝对无标度误差主要受负荷突变的影响，可控制在5~40之间，相对误差处于1%~8%。【结论】 在故障隔离后，所提策略可有效完成单相负载的转供，并在保持网络辐射运行和避免设备过载的同时，尽可能维持相间负载均衡。

【目的】 针对输变电工程三维设计中传统工具规范整合不足、设计验证效率低等问题，探索建筑信息模型（building information modeling，BIM）与大语言模型协同机制，构建智能化设计辅助系统以提升规范动态映射与知识服务能力。【方法】 提出大语言模型赋能的BIM三维设计专家系统：1）基于Qwen2.5模型解析输变电工程规范，提取三元组结构，构建知识图谱；2）开发混合检索框架动态映射BIM构件属性与知识实体，结合向量知识库增强语义匹配；3）集成检索增强生成（retrieval augmented generation，RAG）技术构建问答系统，通过BIMbase平台实现三维模型与规范数据的智能交互。【结果】 徐州变电站应用表明：1）知识图谱三元组提取准确率达92%；2）BIM构件规范映射覆盖率达85%；3）问答系统响应时间为1.45 s，专业解答准确率达91%（较基线提升32.8%）。【结论】 建立了BIM与大语言模型动态协同机制，验证了知识图谱增强检索在电力工程设计中的有效性。该系统通过规范-模型双向映射与智能问答显著提升了设计质量，为智能电网提供了可扩展技术范式。

【目的】 为提升能源利用效率和开发需求侧资源，利用共享储能（shared energy storage， SES）成本分摊和能量共享等优势，构建一种面向综合能源系统（integrated energy system， IES）集群的共享储能规划框架。【方法】 首先，提出含共享储能兼顾多种需求的综合能源系统集群联合运行模式，建立此运行模式下储能规划模型。其次，针对IES内“源-荷”不确定性问题，构建数据驱动的两阶段分布鲁棒优化模型：第一阶段以最小化共享储能投资成本为目标；第二阶段在用户需求响应场景下，以需求响应成本、环境成本及运行成本最小为目标。采用综合范数约束刻画不确定性，并运用列与约束生成算法（column-and-constraint generation， C&CG）进行模型求解。【结果】 通过包含负荷型、能源型和均衡型IES的典型系统进行算例分析，实验结果表明，相较于未考虑电需求响应的情景，SES投资额定容量和额定功率均降低54.00%，碳排放量降低11.13%，投资成本和运行成本分别降低54.00%和41.16%。【结论】 需求响应机制不仅可大幅提高系统灵活性，有效降低SES投资成本，并通过优化电网交互策略进一步降低运行成本，同时可以降低系统碳排放量，达成经济效益与环境效益双赢。所提方法能够兼顾系统内各IES的储能需求，显著降低系统投资成本；所建分布鲁棒模型在规划与运行中均展现出良好的鲁棒性和经济性。

【目的】 数字-物理混合仿真可以更精确地模拟高压直流输电系统实际物理运行特性，数字与物理子系统间的接口算法是保证系统稳定运行和精确仿真的重要构成，因不同运行条件下直流系统特性存在显著差异，现有接口算法难以适用于全部工况，为此，提出一种基于扰动程度自适应切换的阻尼阻抗接口算法。【方法】 首先，基于不同工况下直流系统阻抗及接口算法性能特性，提出补偿阻抗切换方法并设计了切换判据。然后，根据补偿阻抗匹配原则，提出稳态下直流输电系统等效阻抗和暂态下补偿阻抗稳定预设值计算方法。最后，搭建了高压直流输电系统混合仿真模型，对稳态和暂态运行条件下接口特性进行验证。【结果】 仿真结果表明，所提方法相对于理想变压器法具有更高的暂态稳定性，且稳态下仿真相对误差均低于1.5%，具有较好的精确性。【结论】 所提自适应切换方法显著提升了阻尼阻抗法的适用范围，为高压直流输电数字-物理混合仿真提供了一种新方法。

【目的】 高比例可再生能源大规模并网会导致异质能流系统供需失衡。针对可再生能源消纳问题，研究氢能流与广义储能参与的异质能流系统（heterogeneous energy flow system，HEFS）低碳协同调控方式。【方法】 首先，考虑氢能流参与的多能流交互和广义储能的灵活调控特性，构建综合成本、风光消纳率、碳排放量等指标评价优化运行综合效益；其次，基于系统碳排放信息，构建基于能流交互的碳流拓扑模型，利用碳流信息辅助评估多目标优化结果；最后，以东北某实际区域系统进行仿真，研究源-荷-储协同互动特性，分析氢能流及广义储能参与对系统综合效益的优化效果。【结果】 仿真结果表明，氢能流与广义储能的参与有效提升异质能流系统对可再生能源的消纳裕度，验证了所提方法的有效性与可行性。【结论】 通过电-热-氢能流灵活交互，实现了能量的充分利用，增强了系统的动态调节能力，有效促进低碳能源渗透；考虑广义储能后，进一步促进低碳能源消纳，同时实现削峰填谷，推动异质能流系统向高效、清洁、低碳转型；通过对典型时段碳流分析，表明氢能流与广义储能的参与有效缓解了系统供需压力，利于异质能流系统低碳运行。所提策略为异质能流系统消纳可再生能源提供了新的思路和方法，具备良好的工程前景。

【目的】 为应对新型电力系统中智能配电网复杂故障场景下抢修任务繁重、资源约束强、调度效率低等问题，提升故障应急响应速度并降低社会经济损失，提出一种考虑强资源约束的配电网快速抢修二阶段优化调度策略。【方法】 一阶段以快速恢复非故障区供电为目标，考虑停电区域配电网网络重构、移动式应急发电车等资源约束，构建以最小化停电时间为目标的配电网快速恢复抢修模型。二阶段针对故障区域内多个抢修任务优化调度难题，设计改进的串行调度生成机制，以供电可靠性等级高低为主要依据形成了串行调度生成机制。进一步，采用改进的飞蛾扑火优化（moth-flame optimization， MFO）算法对二阶段模型进行最优解搜索，保证精度的同时提升了求解速度。【结果】 基于44节点系统的仿真表明：第一阶段节点3、12等关键区域加权失电负荷大，需要优先分配应急发电车辆；第二阶段改进MFO算法收敛速度提高18%，总修复时间缩短14%，经济损失减少0.7%，且算法稳定性优于传统方法。【结论】 两阶段策略通过分阶段协调资源与任务，显著提升了抢修效率；改进MFO算法在强约束多目标优化中表现高效，为智能配电网故障调度提供了新思路，所提优化调度策略具备工程推广价值。

【目的】 针对现有多分支配电网故障定位中波头标定可靠性不高和经济性差的问题，提出一种基于直线检测（line segment detector， LSD）算法和模态时间差的多分支配电网故障定位方法。【方法】 首先，考虑到行波抵达母线时，初始故障波头呈现陡斜直线特征，为捕获该特征，将零模、线模行波转换为图像，利用LSD算法识别图像中亚像素级的陡斜直线段，进而实现故障行波波头的精确标定。其次，根据零模、线模行波在短距离配电网线路上传输速度不同的特点，仅需要通过测量主干线路两端初始行波波头的模态时间差，即可在分支线路未配置测量装置的前提下，实现对复杂多分支线路的故障定位，从而显著降低故障定位成本。最后，在MATLAB/Simulink中搭建多分支配电网模型进行仿真分析。【结果】 与传统故障定位方法进行对比，结果表明，所提方法平均误差约为6 m，误差降低约80%，并且在10 dB的强噪声条件下，仍能准确识别波头。【结论】 仿真结果表明所提定位方法可靠性高、经济性好、准确度高。

【目的】 光伏功率预测是光伏并网调度与优化中的关键环节。然而，现有预测方法对电站间空间相关性的挖掘不足，尤其在多电站强相关场景下，预测精度仍有待提升。【方法】 为此，提出了一种结合时空特征提取和跨模态融合注意力网络（spatio-temporal multi-modal fusion network，ST-MoFNet）的光伏功率预测模型。该模型通过图卷积网络（graph convolutional network，GCN）和时序卷积网络-Informer（temporal convolutional networks-Informer，TCN-Informer）分别从空间和时间维度提取时空特征，并通过跨模态融合注意力网络高效融合多模态信息，捕捉电站间的复杂时空依赖关系。【结果】 实验结果表明，ST-MoFNet相比其他模型展现了更优异的预测性能，在1，3，5步预测中均取得最佳效果。平均R²（R squared，R²）为0.896，准确度提升6%~16%。【结论】 ST-MoFNet组合模型通过其在时空特征提取和信息融合方面的优势，有效解决了传统预测方法在集群预测中的不足，显著提高了光伏发电功率预测的准确性和可靠性。

【目的】 串联型全直流风电场通过直流型风电机组（DC wind turbine，DCWT）直接串联实现风能直流汇集与直流传输，发展前景广阔，然而，由于串联DCWT之间存在电压、功率耦合特性，串联型全直流风电场在控制与保护方面面临严峻挑战，文章提出一种基于分层式直流均压器的均压控制方案。【方法】 首先，提出一种分层式直流均压器电路，分析底层、顶层均压电路的工作机理，并依据图论方法，验证分层式均压拓扑在均压速度上的优势。其次，基于均压原理，设计与之相匹配的协调控制策略。最后，基于Matlab/Simulink搭建基于分层式直流均压器的串联型全直流风电场仿真模型，对串联系统在风功率不均衡下稳态工况与故障DCWT切出下故障工况进行仿真。【结果】 仿真结果表明，所提方案可有效实现串联DCWT电压、功率解耦控制，且相较仅采用单层均压拓扑，在均压速度、电压波动幅度方面更具先进性。【结论】 所提分层式直流均压器可显著改善串联型全直流风电场的运行特性，使各DCWT能够独立运行在最大功率点跟踪（maximum power point tracking，MPPT）状态，避免了各DCWT功率存在差异时的过电压与风功率损失等问题，为串联型全直流风电场的稳定运行与功率优化提供一种解决方案。

【目的】 风电机组通常运行在最大功率跟踪（maximum power point tracking，MPPT）状态，不为电网提供惯性响应及频率支撑的功能。为充分利用场站内风电机组的调频能力，提出一种考虑风机调频能量差异的风电场频率主动支撑控制策略。【方法】 首先，推导风电机组在调频过程中的风能损失与转子转速之间的关系，对风电机组的可用调频能量进行评估计算，建立风电场的频率响应模型；其次，采用模型预测控制（model predictive control，MPC），以满足风电场的调频需求，充分利用机组的调频能量，减小调频过程中的风能损失为目标，优化调整风电场内各风电机组有功功率，充分利用场站内风机的调频能量为系统频率提供主动支撑。在频率支撑结束后，采用转子转速平滑恢复策略来恢复机组的转速。【结果】 仿真结果表明，所提控制策略能够根据调频需求充分利用场内风电机组的调频能量，实现系统频率的有效支撑，同时降低调频过程中风电场的能量损失，在转速恢复阶段能够缓解频率二次跌落现象。【结论】 该策略有效提升了风电场的频率支撑能力，通过优化调频能量分配降低了风能损失，提高了风电场的调频效率和经济性，为大规模风电并网提供了技术支撑。

【目的】针对当前大规模风电与光伏电站投资中普遍存在的上网受限、投资回报率偏低及碳市场激励机制缺失等问题，在电碳耦合环境下，构建了一种考虑水电调节能力的区域电网风光容量双层优化配置模型。【方法】上层模型以风电与光伏的投资回报率最大为优化目标，在综合考虑电力市场与碳市场收益的基础上，制定风光容量配置策略；下层模型中，小水电、风电与光伏组成的可再生能源群体以购电成本最小化为目标参与电力市场出清，同时考虑风光在核证自愿减排量（China certified emission reduction，CCER）市场中的碳交易结果，实现电力与碳市场的联合优化出清，模型引入合作博弈与Shapley值，量化风光水各自收益，并采用改进粒子群优化算法（improved particle swarm optimization，IPSO）嵌套CPLEX求解器实现双层结构的协同求解。【结果】仿真结果表明，不同水文场景下，风光的收益随水电调节能力的变化而变化，丰水期收益最大，枯水期则相应减少，进而影响风光全年的最优配置。引入电碳耦合市场模式后，风光系统收益显著提升，配置容量比传统电力市场模式增长约24%；碳市场机制通过价格信号有效抑制了高碳排放机组的运行行为，促进了火电机组碳排放结构的优化。CCER市场摩擦因素对碳收益存在显著削弱效应，收益最高可下降33.5%。【结论】模型突出了水电调节能力和碳市场信号对风光消纳的关键作用，有助于新能源开发和电源结构低碳化，为碳市场政策优化提供了理论依据。

【目的】 为了保证拍卖收益权的分配结果在实际电网中具有物理可执行性，拍卖收益权的分配结果需要满足可行性测试。传统的基于灵敏度因子的可行性校验算法使得拍卖收益权的分配结果依赖于线路的次序，从而影响削减结果的公平性。为此，提出了一种内嵌可行性测试的拍卖收益权分配方法。【方法】 首先，提出拍卖收益权的分配原则和申报方式，保障参与者的基本用电权益。然后，提出一种内嵌可行性测试的拍卖收益权分配算法。该算法以最小化用户总申请容量的削减量为目标，考虑线路潮流约束，建立拍卖收益权分配模型并求解。最后，基于IEEE 5节点系统，将所提算法与采用传统可行性校验的分配算法进行对比。【结果】 结果表明，所提方法相比传统方法在节点边际电价（locational marginal pricing，LMP）机制下总削减量减少可达25.0%，线路利用率提高可达7.2个百分点；在负荷侧统一电价机制下总削减量减少了20.9%，线路利用率提高了9.2个百分点。【结论】 所提方法可以提升拍卖收益权分配的公平性，降低总削减量，提高线路利用率。