关键词： 半监督学习   电能质量扰动   小波卷积   时频特征融合   边缘计算  

摘要： 传统的电能质量扰动(power quality disturbances， PQD)分类方法依赖大量标记数据，且在多重扰动耦合和强噪声干扰下表现不佳。为了解决这一问题，本文提出一种融合时频自适应小波卷积网络(temporal-frequency adaptive wavelet network， TFAWNet)的半监督PQD识别框架。首先，构建基于小波卷积和多级注意力机制的教师网络TFAWNet，在少量标记数据的条件下进行训练，得到最优模型。随后，利用训练优化后的教师模型对未标记数据进行深度推理，生成高置信度的伪标签，并结合标记数据与伪标签数据共同训练轻量级学生网络EfficientNet。实验结果显示，在每类扰动仅有50个标记样本的情况下，学生网络在仿真数据上的测试准确率达到93.27%。将该模型部署于边缘计算平台后，经实测数据验证，准确率高达99.83%，且平均推理时间仅为10毫秒。这些表现进一步验证了该框架在仿真和实际中的优越性能，突显了模型的鲁棒性、实用性和高效性。

关键词： 并网逆变器   Super-Twisting算法   风力发电系统   参数扰动   积分型滑模  

摘要： 风力发电系统(WPGS)中的并网逆变器(GCI)在运行过程中常受参数扰动影响，这会导致WPGS并网性能的下降。为此，该文考虑GCI的内外参数扰动，基于连续高阶滑模超螺旋(Super-Twisting)算法设计GCI鲁棒控制系统。首先，构建了包含直流电压外环、交流电流内环和交流电压内环的GCI系统模型，同时考虑直流母线瞬时功率波动和GCI内部参数扰动；其次，为减少传统SMC的固定增益与抖振问题，根据GCI电流环与电压环工作特性，分别构造具有时变增益与可预估增益的积分型Super-Twisting滑模控制器(STSMC)，以高效控制GCI与电网侧的交互功率，减少因系统不确定性边界造成的过度控制增益的能量损耗；再次，根据Lyapunov理论证明了本文所提控制策略的稳定性和有限时间收敛性；最后，设计了考虑参数扰动的多工况仿真和实验，结果表明所提策略有效减小了GCI系统受扰后的输出信号波动，提高了其动态响应能力与WPGS的并网电能质量。

关键词： 直流电网   直流变压器   模块化多电平换流器   故障分析   直流量   漏电流  

摘要： 隔离型直流变压器(DC transformer,DCT)是多电压等级直流系统的关键设备，具有多功率变换级和多模块化的拓扑结构。然而，DCT发生内、外部故障时，其端口故障特性受DCT非线性控制和拓扑的双重约束，传统差动保护方法难以适用。文中针对面对面模块化多电平换流器型DCT(face-to-face modular multilevel converter DCT,FTF-MMC-DCT)进行研究，提出两种分别基于端口直流量微分和漏电流的双极FTF-MMC-DCT保护策略。首先，根据不同故障类型下的电流流通路径，结合模块化多电平换流器等效电路，建立了含DCT的多级直流电网故障分析模型。在此基础上，归纳DCT内外部故障特性差异，提取了DCT直流电压电流微分、端口漏电流两种典型故障特征量。设计了基于直流电压电流微分和基于漏电流的两种DCT保护方案，并从保护快速性、灵敏性、可靠性等方面对两种方法进行对比。最后，在PSCAD/EMTDC中搭建了含双极FTFMMC-DCT的多级直流电网仿真模型。仿真结果表明，所设计的保护方案均能在2 ms内快速识别故障，并具有较强的耐受过渡电阻能力。

关键词： 电能质量   光伏变流器   重复控制   谐波抑制  

摘要： 分布式光伏规模化接入加剧了并网点波形畸变，节点电压与光伏并网电流之间呈现多频耦合特征，传统谐波抑制方法未考虑对耦合频次谐波的影响，导致耦合频率下谐波电流可能会因并网节点背景谐波变化而放大，因此，在畸变电网中抑制光伏耦合谐波电流是亟待突破的技术难题。首先，本文构建了可同时表征拓扑结构和控制参数影响的耦合导纳矩阵模型，揭示了光伏变流器多频谐波耦合机理。其次，分析了(6k±1)次虚拟阻抗对光伏变流器耦合谐波导纳的差异化影响规律。最后，提出了一种重复控制与双带通滤波器协同的自适应虚拟阻抗整定方法，可在含有单次、多次电压畸变的电网场景中使耦合谐波电流降低80%以上，并通过MATLAB/Simulink仿真和DSP驱动的三相光伏变流器实物实验进行了对比验证，结果证实了耦合谐波分析的正确性和所提方法的有效性。

关键词： 锁相环   锁频环   dq电流解耦控制   正交分量   二阶广义积分   旋转坐标变换   MATLAB仿真   滤波器   逆变器  

摘要： 针对单相逆变器并网时电网频率波动对功率控制造成影响的问题，文中提出了基于二阶广义积分器(Second-Order Generalized Integrator， SOGI)的锁频环(Frequency-Locked Loop， FLL)和锁相环(Phase-Locked Loop， PLL)相结合的控制策略。对电网电压建立d-q坐标系，将静止坐标系中的电网电压变换到旋转坐标系中。基于d-q坐标系进行电流dq解耦PI(Proportional-Integral)控制，实现自适应电网锁相和逆变器的功率解耦控制。仿真和实验结果表明，所提控制策略可以较好地滤除高次谐波，快速、精确地锁定电网相位，对电网的频率波动具有一定的抗干扰能力，并精准控制有功功率和无功功率。

关键词： 直流变压器   模块化多电平换流器   电流源型换流器   基频调制  

摘要： 典型的基于模块化多电平技术的隔离型直流变压器可实现高变比与大容量功率传递，但其使用子模块数量多，占地面积大，传输损耗高，难以满足新能源直流汇集送出需求。该文提出了将功率密度高、传输损耗小的可控电流源型换流器与模块化多电平换流器通过中频交流耦合的混合隔离型直流变压器拓扑，可实现高功率密度设计与高效率功率传递。提出可控电流源型换流器的双自由度基频调制方法，降低器件开关频率，进一步减少直流变压器损耗。并研究直流变压器稳态运行特性，分析其功率传递关系。从参数设计方面优化换流器阀电压大小，减少器件使用数量。以损耗为约束，设计交流频率。基于功率关系，提出直流变压器稳态控制策略。最后，并通过PSCAD/EMTDC验证了所提拓扑、调制方法和控制策略的有效性。

关键词： 模块化多电平换流器   全状态反馈   能量线性化   降阶控制   扰动抑制  

摘要： 大功率电能变换领域中，模块化多电平换流器(MMC)应用广泛，其通常采用级联式比例积分(PI)控制，等效为典型Ⅱ型系统，难以兼顾动态性能和抗扰性能，且高压直流侧存在显著的能量非线性问题。针对上述问题，本文提出一种MMC全状态反馈控制(FSFC)策略，基于能量角度构建MMC线性化模型，引入全状态变量反馈，将变流器系统降阶为典型Ⅰ型系统，在快速响应的同时提高系统抗扰性能，改善阻尼特性，且在直流侧电压控制中实现了能量线性化。论文推导全状态反馈控制的结构框图，确定阻尼特性最优时的状态反馈增益系数，对比分析全状态反馈和级联式PI的控制特性。研究结果表明：与PI控制和模型预测控制(MPC)相比，全状态反馈控制策略在动态响应、直流负载突变、电网电压跌落等方面优势显著。最后，搭建仿真与实验样机，验证所提全状态反馈控制的有效性和优越性。

关键词： 深度强化学习   电能质量   主动配电网   多元设备  

摘要： 新型配电网中电能质量问题呈现多点、高发、时变等特征。尽管多智能体深度强化学习提供了一种无模型的集中式训练-分散式执行框架以实现部分可观条件下多电能质量问题的联合调控，但该框架存在多元设备协调难与集中-分散不匹配等固有局限。为此，本文提出了一种考虑多元设备调控特性的电能质量分散式协同调控策略。首先，分析多元设备的差异化调控性能，并依据该设备参与电能质量治理的执行策略构建异构化的强化学习智能体；其次，将多元设备的协同调控问题转化为完全分散式部分可观的马尔科夫决策过程并针对不同设备的差异化调控性能分解奖励函数以平抑环境的非静态现象；最后，采用数据驱动的独立式多智能体深度强化学习算法对所构建的马尔科夫决策过程进行求解，各异构化智能体根据本地信息独立完成参数更新与策略学习，从而实现无通讯条件下配电网的电能质量分散式协同调控；本文采用改进的IEEE-33节点模型对所提策略进行仿真分析，验证了其在电能质量综合调控方面的有效性、优越性及可拓展性。