区域综合能源系统韧性评估涉及电力、燃气、冷热及建筑物等多元素特性，极端自然灾害的发生可能造成区域综合能源系统基础设施的严重损坏，尽管现有方法已部分考虑了区域热网动态特性，但对于长时间供热缺失造成的用户生命健康影响考虑不足。针对这一问题，提出了考虑用户热耐受度的韧性评估及提升方法。首先，建立了建筑物室内环境和用户热舒适度的耦合关系模型，提出了计及用户热耐受度的韧性评估指标，进而提出面向区域综合能源系统的韧性评估流程。其次，建立了极端天气灾前、灾中和灾后三阶段的韧性提升调度优化方法，实现了区域综合能源系统运行成本和停供能损失的兼顾。最后算例分析表明，所提方法填补了传统区域综合能源系统韧性分析中对于用户生命健康考量的缺失，实现了多能源经济效益和用户感受的双重提升。

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随着全球气候变化不断加剧，极端天气对电力系统的影响日益增强，电网在电力安全保供中发挥的作用愈发受到关注。欧洲电网作为世界上规模最大的跨国互联电网，其在极端天气下的电力安全保供中发挥的作用值得研究借鉴。首先，对欧洲电网跨国互联进程、跨国电力配置、跨国互联目的进行梳理，并从电力交易与调度的关系、跨国电网耦合机制、跨国输电通道容量分配机制等角度分析欧洲跨国电网的交易与调度特征。其次，以2022年夏季极端高温干旱天气下的欧洲电力供应紧张事件为例，从电量余缺互济、平衡资源共享、统一电力市场支撑、可再生能源消纳等方面分析欧洲跨国互联电网在电力安全保供中发挥的“四个平台”作用。然后，对欧洲跨国互联电网面临的问题进行剖析。最后，提出对中国电网发展的思考及建议。

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夏季高温热浪等极端天气事件日益频发，对空调降温负荷本就较大的部分城市的电力供需平衡造成严峻挑战。产业结构与行业属性的异质使得不同城市不同行业夏季用电负荷的受高温影响程度差异显著。分别选择以服务业、工业和农业为主的厦门、泉州和南平3个城市的15个高电耗行业为研究对象，基于2021年的海量实测负荷数据与天气数据，分析各城市各行业的负荷时空特性，进一步提出基于负荷解耦的降温负荷测算方法，更加科学地量化多城市行业级降温负荷占比。研究可为福建省及同气候区城市在夏季制定电力负荷管理政策提供参考依据。

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随着新型电力系统的发展，负荷侧调节能力建设日益受到关注，对于负荷侧调节能力成本、价值及其投入策略的研究，具有重要意义。基于近10 a来中国电力工业发展的基础数据，结合新型电力系统发展态势，分析了负荷侧调节能力需求的背景，通过对发用电两侧调节能力特点的比较，从电力系统整体角度梳理了负荷侧调节能力的投入所带来的增量价值，分析了负荷侧调节能力的应用价值盈余，进一步结合具体需求提出了3种长周期下负荷侧调节能力投入的优化策略模型，并进行了算例分析。结果显示：负荷侧调节能力的投入有利于降低电力系统的总成本、增加系统调节能力，但是由于其成本曲线的变化以及“非持久特性”等因素，其投入策略需要综合长周期市场发展需求和发用电两侧成本因素进行权衡，所提出的3种优化模型各有其适用场景。

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长期服役的光伏发电系统直流配电故障概率高、火灾风险及危害大，严重影响光伏电站的运行安全、发电与出力能力，并对电站运维提出故障与火灾精准检测的技术挑战。为此，从生产现场直流配电柜故障分析入手，揭示接触不良、绝缘劣化、故障电弧、电气火灾的演变机理；分析国内外故障电弧诊断与火灾检测技术的理论成果应对在运电站电弧火灾的有效性，提出故障电弧预诊断与火灾检测技术的应用解决方案。研究结果表明，提出的故障电弧诊断与火灾检测技术应用方案，弥补直流继电保护对串联电弧故障无法保护的不足，能够有效诊断故障电弧并检测烟雾和高温，避免火灾及其扩大事故的发生。

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随着台风、暴雪等极端恶劣环境的不断常态化，单相接地故障（如单相断线、单相击穿等）频繁发生，严重危害了电网安全。单相断线故障是引发森林火灾的常见故障之一，导线断线坠落至地面附近，在极短间隙内对地放电引燃地表附着的易燃物，最终引发森林火灾，对社会经济和自然环境危害严重。针对森林火灾风险下的配电线路单相断线对地放电发展过程研究建立短间隙放电模型，可以获得断口对地放电过程中的电场分布、电子平均能量分布、电子密度分布，以及不同断口外形对放电过程的影响机理。研究结果表明，随着断口半径从0.5 mm降至0.3 mm，流注头部的电场强度从80 kV/cm升高到110 kV/cm，电子平均能量从10 eV升高到11 eV，流注贯穿间隙时电子密度的最大值由1.5×1020 m-3升高到2.7×1020 m-3。断口半径越小、曲率越大，导致流注头部的电场强度和电子平均能量升高，流注头部电子密度和放电电流增加，更容易导致流注贯穿间隙。而断口不规则时由于具有更大半径，间隙击穿需要更长时间，因此放电电流峰值由9 A升高至15 A。如果考虑松针等含油量较高的地表附着物影响，该放电电流极易点燃地表附着物并形成电弧、引发火灾。该研究结果对于极端天气下的配电线路安全防护、预防森林火灾具有重要意义。

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极端天气会导致线路跳闸，发电能力损失，负荷激增。市场环境下用户将承受高昂电价冲击，危及社会稳定。此时抑制电价飙升，管理电价风险十分重要。为此，设计了一种基于电价和发电损失容量的电力天气衍生品，可有效管理电价风险。首先，依据风险分解结构原理从源网荷及发电商报价角度分析了极端天气对电价的影响。其次，设计了考虑电价、天气为执行条件和基于损失容量与电价为收益函数的天气衍生品，并从理论层面分析了其效果。最后，结合预期效用最大化目标和电力市场出清模型进行发电商决策与电价模拟，使用条件风险价值（CVaR）指标评估了电价风险及衍生品效果。结果显示，所提电力天气衍生品使极端天气对发电商收入的冲击降低80%以上，用户电价均值降低约0.2%，用户电价风险降低20%以上，说明可有效控制电价风险，助力电力市场建设以及新型电力系统构建。

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提出城区配电系统自适应鲁棒应急检修计划编排方法，旨在提高检修计划的灵活性和适应性，应对各种不确定性和突发事件。首先，基于“防御-攻击-防御”思想建立配电网元件检修模型。灾前防御决策人员根据有限的检修预算，考虑攻击场景，选择配电系统中的线路与电源进行检修；灾中攻击者考虑防御者能采用的优化运行策略，根据有限的攻击预算选择线路与电源进行攻击；灾后运行人员利用优化运行策略，应对攻击者所采取的攻击方案，最小化攻击造成的影响。所构建的三层两阶段自适应鲁棒优化模型基于列约束生成算法进行求解，在同时考虑配电网的灾前强化策略和灾后运行策略的前提下解决了配电网元件强化的问题。最后基于IEEE RTS-96高压配电网测试系统验证了所提模型和算法的有效性，为城区配电系统的安全稳定运行提供了支持。

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近年来致灾台风频率呈增加趋势，以2023年影响广东电网约百万用户的第4号台风“泰利”为例，分析广东电网遭台风侵袭受灾情况，建立输配电杆塔受损预测模型，识别关键特征变量与因素，为电网防灾减灾提供支持。首先，分析台风“泰利”气象特征，具有“台前对流活跃，风力强度大，降水范围广”等特点，对输配电设备均产生一定程度破坏。其次，利用随机森林、支持向量机、梯度决策树、神经网络等4种机器学习算法建立输配电杆塔受损预测模型，并对比部分算法针对不平衡样本优化前后模型表现。算例表明，随机森林优化后提升最大，综合考虑时间指标及预测质量指标，梯度决策树为最优算法。最后，基于shapley additive explanations法等对最优模型解释性进行评估，分析表明最大风速、温度、杆塔数量等对预测结果有显著影响。所得结论有助于深入理解台风对广东电网的影响机制，为提升区域电网抵御复杂自然灾害能力提供参考。

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孤岛检测技术是分布式光伏规模化接入配电网的关键技术。正反馈主动移频法 （active frequency drift with positive feedback，AFDPF） 是目前应用最广泛的主动式孤岛检测法之一，针对其存在的对电能质量影响大、可靠性差的问题，提出一种基于谐波电压突变与盲区识别的自适应混合式孤岛检测法。首先，提出以突变量检测加延时的方式替代传统谐波电压检测法的总谐波失真 （total harmonic distortion，THD） 值整定，构建孤岛保护启动判据；其次，基于过/欠压及过/欠频法的检测盲区识别，构建扰动自适应注入判据；最后，基于判据系数以及频率波动，完成传统AFDPF的自适应改进，并推导检测无盲区时正反馈系数的取值范围。仿真结果表明，该方法可有效过滤非孤岛工况，避免因不必要扰动注入引起的电能质量下降问题，通过选择合适的正反馈系数，改进AFDPF检测快速且不存在盲区。所提方法可兼顾快速性、可靠性、实用性和电能质量等多方面因素，对于分布式光伏规模化接入配电网的孤岛检测问题研究具有重要意义。

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基于数据驱动的方法在电力系统暂态稳定评估的效率和精度提升上已经取得了一些研究成果。然而电力系统暂态过程中涉及多维度时序特征的变化，常规算法对特征的提取能力不足且缺乏可解释性，难以反映系统暂态过程中的动态行为。因此，构建了一个具有双塔结构的Transformer模型，以Transformer编码器作为特征提取器，考虑同一时刻不同维度的特征以及每一维度特征在不同时间步对系统暂态稳定的影响，并将其分别作为双塔结构Transformer模型的输入，训练和学习各特征通道和时间步对系统暂态稳定性的影响。通过融合机制，建立了由系统特征到系统稳定性的端到端的映射模型，实现了暂态稳定高精度的评估，并通过注意力热图可视化解释模型的决策过程。最后，在IEEE-39节点系统验证了所提方法的有效性。

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针对现有架空配电线路故障离线定位方法定位可靠性与精度不足的问题，建立适用于阻抗特征分析的线路等效模型，通过分析故障线路不同检测点处的零序阻抗角差异，提出一种基于卫星对时的故障离线式定位方法。该方法向停电隔离后的故障线路首端注入频率、相位恒定的交流电压信号，并手持信号接收装置进行人工巡线，利用卫星对时完成信号接收与注入装置间的同步采样，在不采集电压的情况下，即可实现检测点零序阻抗角的计算，进一步通过比较不同检测点处零序阻抗角差异，确定故障分支及故障点精确位置。分析并明确了注入信号频率、故障点过渡电阻与时钟同步误差对故障定位精度产生的影响。数字仿真结果表明该方法可有效实现故障的精确定位。

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为提升高比例新能源渗透的配电网在小概率-高损失极端事件下的弹性，提出了一种基于分布鲁棒优化的多端口智能储能软开关（E-SOP）配置模型。首先，构建含多端口E-SOP的配电网运行模型；进而，采用KL散度构建新能源机组出力模糊集，并以投资成本与配电网失负荷成本之和最小为目标，建立E-SOP双层三阶段分布鲁棒规划模型；采用列与约束生成算法实现分布鲁棒模型的拆分求解。最后，在IEEE 33节点算例中对模型和算法进行了验证，结果表明E-SOP可有效提升储能对不同馈线的功率支撑能力，从而增强配电网弹性。

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