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2023年第47卷第10期
- 摘要：作为一种与电能互补的二次能源载体，氢能有望在未来低碳能源系统中发挥关键作用。为探究新型电力系统背景下的氢经济，文中聚焦耦合电力与其他能源领域的关键环节——电制氢技术，对其进行技术经济分析与应用前景展望。首先，从技术发展水平、能源系统中的应用两个角度综述国内外电制氢技术研究现状；然后，建立电制氢经济模型，基于新型电力系统技术特征开展新型电力系统背景下的电制氢技术经济分析；最后，从各地氢能发展政策、终端氢需求潜力及对新型电力系统的支撑作用3个方面对电制氢技术进行应用前景展望。关键词：新型电力系统;电制氢;碳中和;技术经济分析;氢需求预测4|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：提升新能源消纳能力是新型电力系统最重要的目标。从需求侧入手，有待研究一种用户绿电份额的评估方法，进而引导激励广大用户更多地消费绿电。为此，提出基于用户时序用电曲线对新能源消纳边际贡献的绿电份额评估方法。首先，基于与用电量级无关的负荷轮廓线形状定义并推导了新能源消纳边际贡献指标；其次，分别考虑纯负荷类用户和具有可调负荷、储能及分布式能源的产消者园区用户，基于边际贡献指标提出了绿电份额评估方法；最后，构造多种不同类型的用户进行绿电份额的评估，并通过算例验证了绿电份额评估方法的合理性。结果表明，园区用户可通过提高净负荷形状与系统新能源发电趋势的相似度、消纳本地新能源、合理优化可调负荷与储能运行方式等提升园区绿电份额，进而提升全网新能源消纳能力。关键词：新型电力系统;新能源消纳;绿电份额;边际贡献;园区2|3|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：当前，用户侧分布式光伏呈现出分散建设与无序接入的低端量化扩张态势，难以满足电网低碳转型下分布式光伏发电规模化深度开发与可持续发展需求。文中探索分布式光伏集群一体化开发与运营模式，提出集群开发用户侧分布式光伏资源博弈策略。首先，构建以集群运营商为主体的分布式光伏集群开发与运营模式；其次，针对用户自建光伏或出租场地两种开发模式，提出用户光伏开发行为预测方法；然后，揭示集群运营商与用户在光伏开发资源分配上的博弈关系，构建分布式光伏资源主从博弈双层优化模型。最后，仿真结果验证了所提方法对于引导用户侧分布式光伏有序理性开发与合理高效配置的有效性。关键词：分布式光伏;集群开发;光伏场地租赁;主从博弈;双层优化2|2|0更新时间：2025-06-16
碳达峰·碳中和与电力能源转型
- 摘要：分布式光伏高比例接入配电网带来新的挑战。其引起的电压越限等问题严重限制了配电网接纳光伏的能力，也降低了发电效益，为此提出用于提升配电网光伏接纳能力的分时电价优化策略及方法。首先，分析了分布式光伏接入配电网对电压分布以及负荷曲线峰谷时段划分的影响，建立了综合考虑光伏出力特点与净负荷曲线的分时电价优化模型。然后，基于Tent混沌反向学习初始化策略和高斯扰动策略，从提高初始种群质量和加强帝国位置移动2个方面改进了帝国主义竞争算法(ICA)，提高了其全局寻优能力，并将之用于对分时电价优化等问题的求解。最后，采用IEEE 33节点系统算例，对配电网分布式光伏的接纳能力进行了分析，结果表明所提方法可以提升配电网光伏接纳能力，并具有实用性和有效性。关键词：配电网;光伏;接纳能力;分时电价;需求响应;帝国主义竞争算法2|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对分布式光伏高渗透率接入配电网后引起的节点电压越限问题，提出一种基于集群划分的储能调压控制策略。该策略包含配电网集群划分和分布式储能调压控制策略两部分。首先，通过改进的模块度指标对配电网进行集群划分；然后，在计及储能功率与荷电状态（SOC）的前提下，构建储能优化调压数学模型，根据越限电压的节点所在集群所需总功率对集群内储能进行分配，确定分布式储能运行收益最大时的储能时序动作功率；最后，分析不同方案下电压的波动性、配电网网损和储能运行经济性。通过两种方案对比表明，所提策略对应的方案不仅有效控制了节点电压、减少了网损，而且取得了良好的经济性。关键词：配电网;分布式储能;分布式光伏;电压控制;集群优化4|5|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：近年来，作为消纳可再生能源的有效方式之一，微电网在新型电力系统中扮演了愈来愈重要的角色，取得了显著的发展。但微电网的大量接入，改变了传统配电网的单级调度模式，使得调度过程中所面临的计算和通信任务日益繁重，而现行调度策略难以兼顾配电网运营商及微电网等多主体的利益诉求，也难以满足调度过程的计算高效性与通信私密性要求。对此，提出了一种基于多智能体算法的多微电网-配电网分层协同调度策略。首先，考虑配电网运营商与微电网在电力市场运行中的主从关系，构建了基于双层Stackelberg博弈的多微电网-配电网电力交易模型；然后，将多微电网-配电网协同调度表述为马尔可夫决策过程，采用基于数据驱动的多智能体深度策略性梯度算法求解Stackelberg均衡；最后，基于改进IEEE 33节点系统开展算例分析，验证了所提模型及算法的有效性。关键词：多微电网;配电网;Stackelberg博弈;多智能体;深度确定性策略梯度算法;协同调度2|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：充分发挥流域梯级水电的调节作用，实现梯级水光系统的互补联合发电是促进清洁能源消纳的重要途径。文中考虑光伏出力不确定性，以整体可消纳电量期望最大为目标，提出了梯级水光互补系统的短期优化调度模型。该模型以机组为最小调度单位，精细化建模了电站约束、机组约束以及电网约束，通过梯级负荷在电站和时段间的合理调配，挖掘梯级水电的电网供电支撑和光伏互补协调双重作用，提升互补系统整体消纳水平。模型求解方面，采用分段线性逼近、引入0-1整数变量、发电水头离散等线性化方法和建模技巧处理模型中的非线性约束，将原模型转换为混合整数线性规划问题，并在Java环境中采用CPLEX工具实现求解。最后，以参考中国西南地区某流域梯级的4个水电站15台机组以及2个光伏群构建的互补系统为例，验证了所提模型和求解方法的有效性。关键词：梯级水电站;优化调度;多能互补系统;最大化可消纳电量期望;混合整数线性规划2|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着风电场规模的不断增大，电网不对称短路故障期间，风电场与电网之间的耦合作用不断增强，电压失稳风险增大。针对现有风电场接入电力系统技术规定，在电网发生不对称短路故障持续阶段，研究辐射状风电场的静态电压稳定性分析方法。建立了考虑多风电场与连接线路的阻抗模型，根据不对称故障时的动态无功支撑要求，对多风电场的电压稳定性进行分析，获得了风电场和电网正负序阻抗之间的电压相互作用关系。分析结果表明，多风电场满足现有风电并网导则时，所提方法可准确判断电网不对称短路故障持续阶段的静态电压是否稳定。最后，通过仿真验证了理论分析的正确性和所提方法的有效性。关键词：风电场;短路故障;风电并网;动态无功功率;静态电压稳定性2|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：量测信息少、量测精度不足是影响配电网状态估计精度的重要问题。基于确定物理拓扑的传统算法依赖于配电网精确参数，而普通的神经网络模型容易受到异常值与缺失值的干扰。为了解决上述问题，提出一种基于深度图学习的配电网抗差状态估计方法。所提模型依据物理拓扑知识进行信息传递，并使用全局图注意力机制聚合节点信息，以实现多种拓扑结构下的抗差状态估计任务。通过嵌入物理拓扑知识与注意力机制并融合深度学习技术，该模型可以学习数据深层次的结构信息，从而掌握多种拓扑的特征映射规律并获取抵抗异常值与干扰的能力。实验结果表明，该模型在多拓扑数据学习时具有更优的估计精度与抗差能力，并且可以使用多拓扑的历史运行数据提高估计精度。相较于普通的参数化模型，所提方法具有更强的鲁棒性与可解释性。关键词：配电网;状态估计;图注意力机制;图神经网络;深度学习;物理信息融合2|2|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：现有低压配电网剩余电流分析等值电路与计算方法未考虑TN-C、TN-C-S系统，难以满足区分接地故障和负荷投切等需求。为此，提出一种适用于多种接地型式低压配电网的建模计算方法。针对不同接地型式的回路方程，提出一种4阶相模变换矩阵，得到独立的1模、2模和存在耦合的0模、N线模，将0模与N线模的互阻抗进行调整和转移，得到剩余电流模网络；根据接地故障和负荷投切的边界条件，建立了剩余电流分析等值电路，并推导出电气量的计算公式。仿真及试验结果表明,所提方法适用性强、计算精度高，为研究接地故障保护技术提供了理论分析基础。关键词：低压配电网;剩余电流;接地故障;负荷投切;等值电路2|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：当电动汽车快速充电站配置电池储能系统时，合理的能量管理策略对控制充电负荷峰值功率、减小功率波动具有重要意义。然而，能量管理策略的有效性依赖于准确的负荷预测，但实际上由于环境影响和预测模型的原因负荷预测无法完全准确。基于以上问题，为应对充电站储能能量管理策略中充电负荷不确定造成的影响，提出了考虑负荷预测不确定性的储能鲁棒实时控制策略。首先，分析了现有的负荷预测方法，并对负荷预测结果进行建模；然后，运用鲁棒预测控制方法，分别以充电站电费最小和储能系统荷电状态波动最小为目标构建系统模型和设计控制策略，并通过鲁棒对等转化将不确定性模型消除，有效应对负荷预测不确定性的影响。算例研究表明，通过对比模型预测控制和逻辑门限控制的结果，所提的鲁棒控制策略能够有效降低充电负荷峰值，验证了策略的有效性。关键词：电动汽车;充电站;负荷预测;实时控制;鲁棒预测控制;电池储能系统2|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着电力系统的发展，为计及新能源发电和负荷波动等不确定性因素的影响，须对互联电网进行概率潮流分析，而电网规模的不断扩大会显著增加相应的计算负担。因此，为提高互联电网概率潮流的计算效率，提出了一种基于外网静态等值方法与无迹变换法相结合的互联电网概率潮流计算方法。首先，采用无迹变换法生成用于边界处等值参数概率建模的样本点集，提出基于多运行点的外网静态等值方法，即每个样本点基于其改进直流潮流计算得到的结果获得等值参数，以建立等值后内网输入随机变量的概率模型。然后，通过该概率模型再次采用无迹变换法生成新的样本点集，从而进行等值后内网的概率潮流计算。最后，在多个测试系统证明了所提方法的准确性与速度优势。该方法借助概率等值技术同时降低了概率潮流计算中输入随机变量的维数与系统规模，从而减少了其分析所需的确定性潮流计算次数及其单次计算时间，实现了该应用在计算方面的双重降维。关键词：互联电网;概率潮流计算;外网静态等值方法;无迹变换法2|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：随着电力系统向能源互联新生态逐渐迈进及网络层和物理层的深度耦合，网络攻击对电力系统的威胁不断提升。源身份欺骗攻击作为一种新型且复杂、强隐秘性的虚假数据注入攻击，可导致电网控制系统判断错误，引发系统瘫痪。针对这一问题，提出一种基于空间特征的电网同步量测虚假数据注入攻击检测方法。该方法通过变分模态分解和改进离散正交S变换提取同步量测装置不同位置的空间特征，实现在不损失量测数据空间特征的基础上，提取量测数据的身份认证信息；结合轻量型卷积神经网络评估量测数据遭受源身份攻击的可能性，加速检测响应速度。通过实际多点同步量测数据的检测结果，验证了该方法的有效性。关键词：广域测量系统;同步量测数据;虚假数据注入攻击;卷积神经网络3|0|0更新时间：2025-06-16
学术研究
- 摘要：随着新能源大规模接入，电力系统不同区域的转动惯量、频率特性、支撑能力发生了较大变化，提取与辨识频率特征可为电网特性认知以及进一步的惯量评估、频率控制、网络安全等分析提供基础。文中基于源-网-荷全景同步测量系统的大量实测数据，分析了频率与交流电网结构相关的分群现象，提出了基于皮尔逊相关系数的频率空间相关性辨识方法；提出了基于卷积神经网络的“频率指纹”提取方法，将电网特性在频域上进行了高纬特征提取；进一步，对北京、长治等10个城市的实测频率信号进行了测试与分析，给出了识别精度，验证了所提方法的有效性，为后续电力系统频率特性分析、惯量评估、网络攻击识别提供了基础。关键词：电网特性;频率特征提取;信息源位置识别;皮尔逊相关系数;变分模态分解;卷积神经网络2|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：基于海量样本数据的深度神经网络可以显著提升电力变压器的故障诊断效果，但实际环境中各变压器本地数据被“数据孤岛”隔离，难以进行集中式深度训练。联邦学习可以实现多源数据的共同建模，但各变压器的非独立同分布不平衡数据会使算法性能严重下降。针对上述问题，提出一种基于联邦学习的含不平衡样本数据电力变压器故障诊断机制。与传统深度学习集中训练方式不同，文中采用多个参与者分布训练方式。每个参与者采用LeNet-5深度神经网络进行本地训练，中央服务器将本地模型进行聚合，同时引入改进的数据共享策略对云端共享数据进行选择性下发，以降低非独立同分布数据的不平衡性。实验结果证明，该机制实现了各变压器独立且不平衡数据的协同训练，对变压器故障类型的诊断精度可达到97%。关键词：电力变压器;故障诊断;LeNet-5网络;联邦学习;非独立同分布数据2|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：针对模块化多电平开关串联型直流变压器在中压侧端口电压偏低和轻载情况下存在电流应力增大、运行效率降低的问题，提出了一种基于低压侧全桥内移相控制的电流优化控制策略。通过移相控制，在高频变压器端口产生零电平区间，抑制了传输电感电流尖峰，降低了器件电流应力及损耗。通过研究该直流变压器的工作模式，分析电流应力，以电流应力优化为目标制定优化控制策略。该策略采用分段计算移相角的方法，在维持开关管软开关特性的同时达到良好的闭环控制效果。最后，通过仿真和样机实验验证了所提优化控制策略的有效性。关键词：直流配电网;直流变压器;模块化多电平结构;电流应力;零电压开关;移相控制2|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：模块化多电平换流器的频率耦合效应会影响换流器的阻抗特性，进而影响高频谐振抑制措施的有效性。文中首先考虑频率耦合效应建立模块化多电平换流器交流侧导纳矩阵模型；接着，定量地分析常见高频谐振抑制措施对系统频率耦合效应的影响，结果表明在常见高频谐振抑制措施下系统频率耦合效应有加剧趋势；随后，提出一种同时抑制频率耦合效应和高频谐振的措施；最后，以鲁西背靠背异步联网工程广西侧模型为例，通过PSCAD/EMTDC仿真验证了模型的正确性及所提措施的有效性。关键词：柔性直流输电;导纳建模;频率耦合效应;高频谐振;稳定性分析;抑制措施2|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：电压暂降风险评估有助于电压暂降防治与敏感用户选址。仿真模拟方法数据多但难以反映实际环境影响，数据驱动方法样本少且分布不均，导致全网各节点电压暂降风险难以得知。因此，文中提出一种基于仿真与实测数据融合的电压暂降风险评估方法。首先，从仿真与实测数据中筛选电压暂降风险影响因素，并构建表征暂降传播特性的影响域综合量化指标；其次，采用尾部类过采样与头部类欠采样构建仿真源域数据集，基于知识迁移与Armijo-Goldstein准则改进梯度下降法，构建无监测数据节点的残余电压多元回归预测模型；最后，结合预测结果与暂降耐受特性划分电压暂降风险级别。通过实际电网算例分析表明，所提方法的准确率与收敛性能相较于现有常用方法有所提高，能快速准确地评估全网电压暂降风险。关键词：电压暂降;风险评估;知识迁移;Armijo-Goldstein准则2|0|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：小电阻接地系统中并网分布式电源的网侧中性点采用小电阻接地方式能够减小孤岛系统带故障运行时的过电压，也改变了原有小电阻接地系统的单相接地故障特征，导致现有的高阻接地故障保护方案不适用。文中分析了主网和分布式电源均采用中性点经小电阻接地的配电系统的单相接地故障特性，根据故障线路和非故障线路的零序电流幅值和相位特征将线路划分为两个区域，区域1为各中性点之间连接的线路，区域2为除各中性点连接线路以外的线路，并提出基于零序相位差动保护和零序电流幅值比保护的分区域零序保护方案。最后，利用MATLAB/Simulink搭建仿真模型，通过对低阻接地故障、线性高阻接地故障和非线性高阻接地故障进行仿真，验证了保护方案的正确性。关键词：小电阻接地系统;分布式电源;高阻接地故障;零序相位差动保护;零序电流幅值比保护2|1|0更新时间：2025-06-16
- 摘要：为满足大型电网状态估计在线计算速度的需求，提出一种基于行稀疏同构性的快速Givens正交变换旋转策略。该策略利用大型电网状态估计量测分布特点以及加权雅可比矩阵的稀疏特性，根据行同构模式动态选择旋转行对以及基于行稀疏度进行旋转轴选择和行排序，减少非零注入量及Givens旋转次数的同时，大大降低了计算时间。某大型电网计算结果表明，所提出的策略在不改变计算精度的同时，具有更高的计算效率，在Givens旋转效率以及中间非零注入元个数方面都得到了有效提升，满足大型电网实时状态估计计算的要求。关键词：电力系统;状态估计;Givens正交变换;稀疏矩阵;加权雅可比矩阵;行稀疏同构性2|1|0更新时间：2025-06-16
研制与开发
- 摘要：传统工频交流输电方式受长距离海缆充电无功功率的限制，直流输电方式又受到海上换流站建设与维护成本的制约。柔性分频输电系统通过降低输电频率，极大提升了传输容量与输电距离，在海上风电高效输送领域具有竞争力。文中首先全面论述了柔性分频输电系统的优势。其次,详细阐述了以频率优选为决策变量的构建规划技术以及具有异频交互特性的稳定性分析方法。然后，分析了频率变化对关键分频设备特性的影响，并重点对比了铁磁型交交变频装置和电力电子型变频器。最后，就柔性分频输电系统需要进一步突破的静动态特性和电磁暂态特性分析、样机研制与系统验证等技术难题进行了展望。关键词：柔性分频输电;海上风电;构建规划;频率优选;稳定性分析2|0|0更新时间：2025-06-16
综述
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