面向智能配电网的电力电子变压器关键技术研究

智能电网的发展对配电设备的智能化水平要求不断提高，而传统变压器无源、不可灵活控制、体积大、重量重等固有缺点使得其不能适应智能电网发展的需求。在此背景下，通过高频化方法将电气隔离、电压变换、无功补偿等功能集于一身的电力电子变压器（Power Electronic Transformer，PET）成为对传统变压器及电力电子设备进行集成优化的重要设备。本项目以一台10kV-380V 三相PET 为典型，对配电用PET的基础理论和关键技术展开研究。主要研究内容包括：含多级电能变换的PET系统建模及分析方法、PET 内变流器的多目标协调控制以及PET 的高可靠性内部容错运行。本项目的各项研究内容均按申请书计划进行，并完成了10kV-380V三相PET样机的研制和10kV电网的挂网运行实验。本项目研究中的多项成果在所研制的10kV PET样机上获得实验验证，并有多项成果成功转化应用到了广东南澳岛全球首个多端柔性直流输电工程±160kV/50MW、云南电网与南网主网直流异步联网工程±350kV/1000MW柔性直流输电换流器等实际工程当中。项目执行期间负责人李子欣获得国际电气电子工程师协会电力电子协会（Institute of Electrical and Electronic Engineers Power Electronics Society，IEEE PELS）颁发的国际学术奖励1项，发表SCI检索论文2篇，EI检索论文5篇，申请国家发明专利4项，培养博士研究生1名，硕士研究生3名。 2100433B

智能电网的发展对电网设备智能化水平的要求不断提高，这使得传统变压器除去重量重、造价高等缺点外，也不能满足智能电网兼容、优化、便于可再生能源接入等需求。在此背景下，通过高频化方法将电气隔离、电压变换、无功补偿等功能集于一身的电力电子变压器（Power Electronic Transformer，PET）成为对传统变压器及电力电子设备进行集成优化的重要设备。本项目拟以一台10kV-380V三相PET为典型，对配电用PET的基础理论和关键技术展开研究。主要研究内容包括：含多级电能变换的PET系统建模及分析方法、PET内变流器的多目标协调控制以及PET的高可靠性内部容错运行。本项目的开展将为PET的高效稳定运行奠定理论基础，也将为智能电网中多种电力电子设备及可再生能源之间的整体集成与兼容互联提供典型的解决方案，促进智能电网向着更加高效、优化、灵活的方向发展。

科技文献的爆炸式增长使得自动摘要成为减轻科研人员负担的一项关键技术，而论文引用能从多个角度去帮助理解论文的方法、应用、贡献和局限性。因此，本申请的目标是探究引用的真正动机和生成式摘要技术。在此基础上定义了不同于过去的引用摘要任务，不限于论文本身内容，而进一步依据引用的各个维度对论文的影响进行总结。研究内容主要包括：(1)研究面向科技文献的信息抽取技术，克服了传统信息抽取技术高度依赖人工的局限性，对特定领域的实体、事件、关系等进行自动提取；（2）提出一套科技文献的篇章标注规范，引入依存结构对论文段落进行篇章表示，并结合深度学习方法探索有效的篇章分析算法；(3）围绕引用摘要任务进行引用的多维度分析，其中包括引用重要性、引用内容、引用倾向性等方面；（4）研究基于模板的引用摘要生成框架，研究以概念为骨架的模板生成技术、基于篇章分析的文本连贯性计算模型、基于模板和引用维度分析的引用摘要生成技术。

智能配电网的故障自愈是指在故障发生后，应用自动控制手段使故障快速恢复或隔离，避免影响电网的安全稳定运行与供电质量，或将故障的影响降至最小。故障自愈是对传统继电保护、安全自动控制、配电自动化、在线监测与故障诊断技术的综合、延伸和提高。开展智能配电网故障自愈技术的研究，对于减少停电时间、提高供电可靠性和供电质量、降低故障带来的损失具有重要意义，是智能配电网中亟待解决的关键技术问题。 故障自愈涵盖了从故障发生到再次恢复供电整个过程，涉及的中间环节和技术内容较多，本课题以面向智能配电网的故障自愈保护方法为研究对象，开展了基于区域纵联比较原理的智能配电网故障快速检测与隔离方法、智能配电网自适应重合闸策略与关键技术问题、智能配电网故障后的电网分区方法与孤岛辨识方法研究等，为实现智能配电网故障自愈提供原理和方法支撑。 主要研究内容有：基于区域纵联比较原理的相间短路故障检测与隔离方法，在智能配电网建模和相间故障特征分析的基础上，提出了灵敏度不受分布式电源容量和并网位置影响的故障方向检测元件，采用分布智能式结构实现区域纵联比较保护的方法实现智能配电网故障的快速检测与隔离；非相间短路故障的自愈方法研究，包括单相接地全故障电流计算与补偿方法研究、配电线路参数在线计算及断线故障的检测与定位方法等；开展了智能配电网自适应重合闸策略与关键技术问题研究，包括智能配电网开关类型自动识别方法、基于信号注入原理的智能配电网瞬时性故障与永久性故障的识别方法等；开展了基于拓扑分析和关联矩阵的智能配电网分区与孤岛辨识方法研究，提出了基于故障隔离和开关变位触发的智能配电网分区方法及基于可达矩阵的孤岛检测与辨识方法。本课题对上述内容进行了深入的研究，提出了相应的算法并进行了算例仿真验证。在此基础上完成了多个横向课题的研究，培养的若干博士和硕士研究生，并取得了相应的学术成果，较好的进行了理论与实践的结合。总体表明，此项目达到预期效果并有良好的前景。

本课题围绕科技文献展开对科技论文的分析和自动摘要研究，四年来的主要研究内容归纳为如下三方面：(1)提出一套科技文献的篇章标注规范，引入依存结构对论文段落进行篇章表示，并结合深度学习方法探索有效的篇章分析方法；（2）研究科技论文的自动分析，从内容、引用内容、引用重要性等各个方面进行分析；（3）研究自动摘要和文本生成方法，提出引用摘要生成方法，并改进生成方法的错误事实问题。课题基本按项目预定的计划进行，达到了项目预期的目标，并完成了项目预期的研究成果。基于以上研究内容，形成了理论结合实践、规范和资源共建、技术实用化的一整套比较系统的研究成果。(1)理论成果：围绕社会媒体数据进行热点话题发现和摘要的相关研究成果整理论文31篇发表在国内外会议和期刊上。其中，期刊论文6篇，会议论文25篇，在国际高水平会议ACL，AAAI，EMNLP, COLING上共发表论文13篇。(2)规范和资源建设：构建和完善了一套篇章依存关系标注规范，并在此规范下完成798篇科技论文摘要的篇章依存标注，506篇摘要被标注了两遍。EDU标注采用两遍标注原则，保持两个标注员的一致性。(3）系统实践：基于深度学习算法，开发了自动引用摘要、自动篇章分析、自动关键词分析的demo，并和百度公司合作进行研究自动阅读理解技术，相关技术已产品化。(4）学术交流：与伦斯勒理工大学、香港理工大学、中央民族大学、北京理工大学、微软研究院、浪潮公司、Baidu公司等进行学术交流、资源转让与技术合作等。(5)人才培养：指导了2名博士生、4名硕士生、6名本科生顺利毕业。所指导的硕士生中1名获得国家奖学金，1名研究生获得ACL会议的杰出论文奖。多名本科生获北京大学信息学院优秀本科毕业论文。 2100433B